hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活動量に対応した足潰瘍再発予防方策の確立

歩行および動作中に足底にかかる負荷量を数値化する機器を作製し、測定値の再現性(級内相関係数0.84ー0.98)を確認した。負荷量の最適化方法を検討するため、治療用サンダルのアウトソールおよびインソールを変化させた際の負荷量、歩行時および階段昇降時の負荷量を測定した。測定結果を踏まえて、再発予防を目的としたフットウェアを作製し、潰瘍治癒後の症例を対象に経過を観察した結果、潰瘍再発は急激な活動量増加や重い荷物を持って移動した後に生じていたことから、再発予防にはフットウェアの着用に加えて負荷量の急激な変化を制御する対策が必要であることが明らかとなった。活動時に足底にかかる力学的負荷は、糖尿病に伴う末梢神経障害や、動脈硬化の進行に伴う下肢血流障害を呈する症例の足底潰瘍再形成を来す一因であることが知られている。したがって、足底にかかる力学的負荷の制御は、潰瘍再発予防のための必要条件とされているが、動作時および靴着用時の負荷量を定量的に捉える測定器が普及しておらず、負荷量の制御目標値については合意が得られていない。足底にかかる力学的負荷量は垂直方向、水平方向(前後・左右)に分類され、この3方向に作用する負荷量は、床反力計を用いて測定することが可能である。しかし、測定条件が裸足歩行に限定されること、設置場所の確保が困難であり歩行中の負荷量を連続的に測定できないこと等の問題があり日常的には測定が行われていない。そこで、本研究は、活動時に足底にかかる力学的負荷量を測定するため小型の測定器を作製し、力学的負荷量を定量化したうえで、軽減目標値について検討することを目的とした。今年度は、昨年度作製した測定器の記録器の演算係数を修正した後、再度健常大学生20名・地域在住高齢者38名を対象に再現性の検討を行った。再現性の検討は、1歩行周期あたりの最大値および最小値の差、時間-負荷量積分値を指標とし、級内相関係数を算出した。級内相関係数は、健常大学生において0.84 - 0.96(p < 0.01)、高齢者において0.91- 0.98(p < 0.01)と高値であることが確認された。再現性を確認後、足病変を有する糖尿病症例を対象に測定を行った。活動時の負荷量は履物の条件によって変化するが、対象者の体重や足の変形によって変化の程度が異なり、一部先行研究の所見と一致しない結果が得られた。この所見について海外の共同研究者と議論を行い、足底の負荷量に影響を及ぼす要因の統制についての課題を共有し測定を継続することとなった。足底潰瘍の再発は、糖尿病末梢神経障害を有する症例や、力学的負荷が集中する部分で多くみられる。力学的負荷の制御は、潰瘍再発予防のための重要課題の1つとして周知されているが、その目標値については合意が得られておらず、経験的な対応がなされることが多かった。これまで目標値が設定されなかった背景には、既存の測定器は高価で普及していないこと、力学的負荷量のなかでも水平方向に作用する剪断力を連続的に測定できないこと、測定器の可動性が乏しく生活場面の負荷量を測定できないこと等の問題点があった。そこで、本研究では、生活場面で足底にかかる力学的負荷量を測定できる小型の測定機を作製し、力学的負荷軽減目標値の設定を行うことを目的とした。今年度は、圧電フィルムを用いたシート型剪断力センサ(5cm×5cm)を用いて、歩行時に足底にかかる力学的負荷量を検出し、小型のデータ蓄積装置(650mm×450mm×250mm)に保存し、測定結果をパソコンに転送する一連の行程を滞りなく行えるよう装置の改良を行った。測定結果の再現性を確認するにあたり、健常大学生10名を対象に測定を行なった。再現性確認のための指標は、1歩行周期あたりの最大値および最小値の差(peak to peak)、1歩行周期あたりの時間-負荷量積分値(Time force integral)とした。予備研究にて、十分に検討を行い、測定条件の統制を行った結果、良好な再現性が得られることが確認できた。小型測定器作製後、データ蓄積装置の改良を繰り返し、良好な再現性が確認できる測定条件を設定することができた。今年度実施した一連の研究は、生活場面で足底にかかる力学的負荷量の測定の基盤となるものである。最終年度は、まず垂直方向の負荷量と水平方向の負荷量を同時に測定するセンサを用いて、歩行中の足底負荷量の測定を行った。その結果、設定条件によって垂直成分が小さく検出される傾向が見られ、垂直成分のみを検出するセンサ・水平成分のみを検出するセンサと比較し、再現性が劣ることが確認された。

この点を考慮し、垂直成分と水平成分は分けて測定を行うこととした。垂直成分のみを検出するセンサを用いた測定は、地域在住者30名を対象に治療用サンダルにプラグ式インソールを組み合わせて行った。対照条件と比較し、測定領域のプラグを除去することで25%以上の負荷量軽減が得られた対象者は全体の10%であり、昨年度報告した糖尿病症例の測定結果(プラグ除去インソール使用時の測定領域の負荷量増大)と同様の結果が全体の50%以上にみられることが明かとなった。この所見を踏まえて、糖尿病症例を対象に同インソールを使用する際の負荷軽減方策について追加検討を行った結果、歩容を変えることで測定領域の負荷量を軽減できることが確認された。以上より、足底の負荷量を軽減する目的でプラグ式インソールを使用する場合は、当該領域の負荷量を定量的に評価する必要性があることに加え、インソール加工のみでは負荷量の最適化が得られない場合には、歩容を変えることで負荷量の軽減をはかる必要があることが確認された。水平成分のみを検出するセンサを用いた測定は、11例を対象に治療用サンダル着用下での歩行および移乗動作の2条件を設定して行った。測定領域にかかる左右方向の剪断力の最大値は両条件間に有意差は見られず、積分値は1回の移乗動作が3歩行周期分に相当することが確認された。以上より、足病変治療目的で歩行を制限する必要がある症例については、移乗動作時に伴う足底負荷量も考慮した生活指導が必要になることが示唆された。理学療法学平成24年度に作製した測定器の再現性が良好であることが確認された一方で、測定値の記録様式を有線から無線に変更した際に、値が約30%大きく検出されることが明らかとなった。平成25年度当初はその原因究明に多くの時間を要したが、問題は記録器の係数を修正することで、解決できた。臨床研究の開始に先駆けて再現性の検討をやり直すこととし、研究の進捗がやや遅れた。平成24年度に設定した4つの研究課題のうち、3項目について所見を得ることができた。残りの1項目は、米国にて研究協力者とともに本研究の測定器で得られる測定値の妥当性を検討するという課題であった。この課題は、研究協力者および研究代表者の異動(所属施設の変更)に伴う、研究環境および日程の調整が行えなかったため実施できていないため、平成25年度に実施予定である。足病変を有する糖尿病症例を対象に測定を行った結果、活動時の負荷量は履物の条件によって変化すること、対象者の体重や足の変形によって変化の程度が異なることが確認できた。結果の一部は先行研究の所見と一致しなかったため、米国の研究協力者と議論を行い足底負荷量の規定因子を整理し、系統的に測定を行う計画をたてた。調査実施施設にて足潰瘍の治療を受けた症例に対しスクリーニングを実施し、足底負荷量の規定因子を考慮したうえで、系統的に追跡調査を行う。対象者の適格基準を満たす症例に対して漏れなく研究参加依頼を行う予定である。測定器使用時の結果の妥当性については、ロードセルを使用した検討は完了しているが、先行研究で使用されている測定器の値と今回の測定器の値の比較を十分に行えていないため、海外研究協力者とともに検証を進める。潰瘍形成リスクの高い症例を対象に、足底の力学的負荷量を測定した後、追跡調査を行い、対象者の潰瘍再発(形成)の有無を確認する。調査実施施設にて足潰瘍の治療を受けた全ての症例に対してスクリーニングを実施し、追跡調査対象者の適格基準を満たす症例に対して漏れなく研究参加を依頼する。複数の症例の測定が効率良く実施できるよう測定器を必要台数準備する。「11.現在までの達成度」
カルシウムイオンによる平滑筋ミオシン軽鎖燐酸化反応の意義

平滑筋の収縮調節は、平滑筋ミオシン20K軽鎖の燐酸化を介して行なわれる。この軽鎖の燐酸化により、ミオシンの立体構造が変化レフィラメント形成と共に、アクチンによるミオシンATPase活性の上昇がみられる。一方、20K軽鎖は、α-キモトリプシンでそのアミノ基末端の燐酸化部位を含む残基1-22が切断される。そこで、ミオシン分子内における20K軽鎖燐酸化の役割を明らかにするため、ニワトリ砂のうの非燐酸化ミオシンを温和な条件下でα-キモトリプシン処理し、濁度法でミオシンの集合状態を観察すると共に、各種ATPase活性の測定を行った。1.α-キモトリプシン処理ミオシンの分解様式20K軽鎖成分は、200K重鎖成分よりも速やかに分解され、その分解量は、200K重鎖成分の約2倍であった。一方、17K軽鎖成分は、本実験条件下では分解をうけなかった。2.α-キモトリプシン処理ミオシンの解離、集合及び各種ATPase活性(1)低イオン強度下、非燐酸化ミオシンフィラメントに対するATPの解離作用は、20K軽鎖成分の分解に伴って消失した。燐酸化ミオシンフィラメントでもATPによる解離作用のないことが知られており、キモトリプシン処理ミオシンは、燐酸化ミオシン型に変換したと考えられる。次いで、これら標品を燐酸化すると、20K軽鎖の分解量の少ないもののみが、フィラメントを形成した。(2)20K軽鎖の分解量に拘わらず、カリウム-EDTAやカルシウムATPase活性の変化はなかった。一方、非燐酸化ミオシンATPase活性のアクチンによる活性化は、20K軽鎖の分解量の増大と共に上昇した。以上の結果、キモトリプシン処理ミオシンは、20K軽鎖の燐酸化部位領域の除去による燐酸化ミオシン型に変換したと考えられる。20K軽鎖燐酸化は、その軽鎖によるミオシン分子の機能的抑制状態の解除にあるのであろう。
癌転移における癌細胞サイトカイン産生の役割

多数のマウス腫瘍細胞の皮下接種後の転移臓器と腫瘍細胞に発現されるサイトカインmRNA種を比較、検討した結果、それぞれの腫瘍細胞が特定の臓器への転移性を示すこと、また、転移臓器ごとに腫瘍細胞に特定のサイトカインが発現されていることが観察された。すなわち、肺転移型腫瘍(3LLーSA,X5563,MH134,MM48,NRーS1,AC755の各腫瘍)は等しくGMーCSF遺伝子を発現し、肝転移型腫瘍(RL♂1,P815,L5178Y)ではILー6,ILー1遺伝子の強い発現がみられた。さらに、腫瘍接種後、GMーCSFあるいはILー6に対する特異抗体を連日投与することにより、それぞれ肺転移あるいは肝転移が著明に抑制されたことは、それぞれのサイトカイン産生能が臓器特異的転移に重要であることを示す。一方、肺および肺転移性を示さない腫瘍細胞(MethA,B16)にGMーCSF遺伝子を導入した形質転換細胞をすでに作製し、現在、これらの遺伝子導入細胞をマウスに接種し、転移性を検討中である。また、GMーCSF高産生性で高肺転移性を示す3LLーSA細胞にGMーCSFのアンチセンスDNAを導入し、GMーCSF非産生細胞の作製も進行中である。臓器特異的転移機構におけるサイトカインの役割についてはそれぞれのサイトカインの各臓器における親和性に基づいた、抑制性マクロファ-ジの誘導(GMーCSFは肺胞マクロファ-ジを特異的に誘導する)やNK活性の抑制などが示された。また、腫瘍細胞に発現される接種因子(肺転移型腫瘍細胞はCD44を共通に保有し、肝転移型腫瘍細胞はLFAー1,ICAMー1を共通に発現している)と特定臓器でのそのリガンドとの接着に対するサイトカインの役割についての研究が進行中である。例えば、GMーCSF産生腫瘍接種により肺組織にCD44に対するリガンドとして知られるヒアルロン酸の誘導が起こり、腫瘍細胞の転移臓器での接着、増殖にサイトカインが関わっている可能性が示唆された。
二胚虫ミトコンドリアDNAによる中生動物の系統的位置と遺伝暗号の解析

中生動物を代表する二胚虫類は体制の単純さから、後生動物の祖先的生物である可能性があるが、一方で扁形動物が退化した生物とする説もある。本研究では、これを明らかにするためミトコンドリアCOI遺伝子の解析を行った。まずPCRによりミサキニハイチュウの部分配列を増幅した。次にミサキニハイチュウのゲノムライブラリーを作製し、増幅産物をプローブにCOI遺伝子を含むクローンを得て全塩基配列を決定した。また、近縁のアオリイカニハイチュウについても同様に塩基配列を決定した。2種の二胚虫類の塩基配列をアミノ酸配列に変換しデータベースより得られた他生物と共に分子系統樹(NJ,parsimony)を作製した。作製した分子系統樹は、二胚虫が扁形動物門には属さず、原生動物に近い下等な生物であることを示していた。次に得られた二胚虫2種類の塩基配列と他生物のアミノ酸配列を比較することで二胚虫ミトコンドリアの遺伝暗号決定を試みた。ミトコンドリアの変則暗号は系統樹のどこで生じたかが分かっているので、門レベルの系統位置を決める良い指標になる。扁形動物門の渦虫綱ではAUA,UAA,AAAが変則暗号へと変わっている。さらに扁形動物の条虫綱のミトコンドリア遺伝暗号を調べ(発表論文)、これらの暗号変化が扁形動物の祖先生物で起こったことを証明した。2種の二胚虫の塩基配列からAUA,UAAの遺伝暗号が明らかになり、扁形動物で起こった暗号変化が二胚虫類では起こっていないことを示すことが出来た。さらに暗号変化の原因となるゲノム変異圧を調べたところ、二胚虫類では原生動物のパラメシウムと同じパターンを示した。以上より二胚虫は扁形動物が退化した生物でなく、より原生動物に近い原始的な多細胞動物であると考えられる。
インジウムを用いた汎用ニュートリノ測定装置の開発研究

太陽ニュートリノを測定しようという試みは, 20年も前から行なわれている.ところが実験結果は,太陽の標準模型から予測される値の1/3しかない.これが「太陽ニュートリノの謎」で,ニュートリノの質量の問題と関係があるのではないかとされている.しかしながら,問題を解明するためには,最大420KeVのエネルギーしか持たない水素原子核同士の融合反応からのニュートリノを観測する必要がある.我々は,しきい値が低くしかもエネルギースペクトラムが測れるインジウムを用いたニュートリノ検出器の基礎研究を行なった.この検出器は低エネルギーニュートリノ一般の測定に使える可能性がある.特に原子番号の高いものに注目して, InP半導体検出器と,インジウムを基にした.無機シンチレータの研究を行なった.InP半導体検出器としては,ニュートリノ検出器として必要な100KeVよりも低い60KeVのガンマ線まで測定することが可能なものの開発に成功した.容量の測定,荷電欠損領域の評価,そしてアルファ粒子,ガンマ線に対する,応答を調べた.InPが放射線計測器として動いたのは,今回が世界で初めてである.分解能として0.17/√<E(MeV)>が得られた.分解能はまだ十分に良いとはいえないが,今後,純度の向上,エピタキシャル層の厚みの増加,などにより改善が期待される.今回作られた測定器の大きさは小さいが,これも今後純度の向上,結晶成長法の研究などで大きいものができてゆくものと期待される.今後の発展と共に, InPがニュートリノ検出器となりうる可能性があることを示すことができた.無機シンチレータでは,何種類かの試料にたいして,発光その他を調べた.室温で十分発光量があり,しかも透明度が有る物は得ることができなかった.今後の期待として,液体窒素温度にまで行けば, InIやTlI(In)のようなものが使える可能性があることが明らかになった.太陽ニュートリノを測定しようという試みは, 20年も前から行なわれている.ところが実験結果は,太陽の標準模型から予測される値の1/3しかない.これが「太陽ニュートリノの謎」で,ニュートリノの質量の問題と関係があるのではないかとされている.しかしながら,問題を解明するためには,最大420KeVのエネルギーしか持たない水素原子核同士の融合反応からのニュートリノを観測する必要がある.我々は,しきい値が低くしかもエネルギースペクトラムが測れるインジウムを用いたニュートリノ検出器の基礎研究を行なった.この検出器は低エネルギーニュートリノ一般の測定に使える可能性がある.特に原子番号の高いものに注目して, InP半導体検出器と,インジウムを基にした.無機シンチレータの研究を行なった.InP半導体検出器としては,ニュートリノ検出器として必要な100KeVよりも低い60KeVのガンマ線まで測定することが可能なものの開発に成功した.容量の測定,荷電欠損領域の評価,そしてアルファ粒子,ガンマ線に対する,応答を調べた.InPが放射線計測器として動いたのは,今回が世界で初めてである.分解能として0.17/√<E(MeV)>が得られた.分解能はまだ十分に良いとはいえないが,今後,純度の向上,エピタキシャル層の厚みの増加,などにより改善が期待される.今回作られた測定器の大きさは小さいが,これも今後純度の向上,結晶成長法の研究などで大きいものができてゆくものと期待される.今後の発展と共に, InPがニュートリノ検出器となりうる可能性があることを示すことができた.無機シンチレータでは,何種類かの試料にたいして,発光その他を調べた.室温で十分発光量があり,しかも透明度が有る物は得ることができなかった.今後の期待として,液体窒素温度にまで行けば, InIやTlI(In)のようなものが使える可能性があることが明らかになった.今年度前半における理論的研究において、実際的なインジウムを用いた、ニュートリノ測定器を作る為には、以下のような条件が必要であることが明らかになった。(1)【10^6】程に分割できること、(2)インジウムが一様に検出器内に分布していること、(3)Zの高い物質をインジウムとともに用いること、(4)検出器内部の自然なバックグランドを少なくすること。これらの結果にもとづき、(a)インジウム入BGOの開発、(b)InP半導体検出器の開発研究を行なった。インジウムが重量比で3%含まれた1cm×1cm×5cmのBGOの単結晶を製作し、諸特性を測定した。通常のインジウムを含まないBGOに比べて、122KeV及び662KeVのj線に対して、パルス高でほぼ70%の出力が得られた。又、分解能は、662KeVのj線に対して、FWHMで50%である。しかしながら、透明度が悪く、ニュートリノ測定器として組み上げるには不十分であり、現在、結晶の成長速度を遅くするなどして、透明度を上げるように努力中である。InPのダイオードは、半導体検出器として使われたことがなく、まず、InPが半導体検出器として動作するかのテストから開始した。第一段階として、1mmφのInPダイオードを試作した。InPダイオードは、n型InPの基板に、高純度のInPを液相エピタキシャル成長させて作られた。ダイオードとしての特性は、測定されたが、現在、各種放射線に対する応答の測定準備をしている。次年度においては、ひきつづき、インジウム入BGO及びInP半導体の開発研究を行なうとともに、インジウム入NaI等、新しい物質についてもテストを行なう予定である。
地球温暖化時の洪水・氾濫の発生頻度・強度の非定常頻度解析と最大規模洪水の評価

わが国の河川流域を対象とし、気候変動による洪水流出現象の変化を非定常過程と捉えて極値降水量および極値流量の変化を確率的に分析した。また、擬似温暖化台風実験の降水情報を用いて気候変動時に想定される最大規模の洪水流量を推定した。次に「地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベースd4PDF」を用いて、わが国の主要河川を対象とし、極値降水量・極値流量の変化と最大クラスの降水量・河川流量を分析した。また、年最大被害額と超過確率の関係である水害リスクカーブの気候変動による変化を示した。これらの分析を通して、気候変動により洪水強度、洪水リスクが増大することを定量的に明らかにした。従来にない時空間分解能をもつ気象庁地球温暖化情報第8巻(2013)の時間降水量データを用いて、降水極値の非定常頻度解析を実施してその経年変化を分析するとともに、バイアス補正のあるなしによる降水極値の違いを分析した。また、この時間降水量データを入力データとして連続流量計算を実施し、河川流量の将来変化を分析した。次に、最大クラスの洪水強度を分析するために、擬似温暖化実験による仮想台風情報を用いて地球温暖化時に想定される最大クラスの降水データを分析し、次に洪水流出計算を実施した。降水極値の非定常頻度解析は日本全域を対象とし、最大クラス洪水の分析は淀川流域を対象とした。また、1km空間分解能の全国分布型洪水流出モデルを母体として、それにネスティングする空間分解能50mの洪水氾濫モデルを開発した。項目ごとの実施内容をまとめる。1)気象庁温暖化情報による降水極値の非定常頻度解析:地球温暖化情報第8巻に含まれる時間降水量データを用いて日本全国を対象として非定常頻度解析を実施し、降水極値の変化を分析した。2)九州全域を対象とする河川流量シミュレーション:日本全国を対象とする分布型流出モデルを用い、5km分解能の地球温暖化情報をもちいて河川流量の連続計算を実施し、将来の河川流量の変化を九州全域で分析した。3)仮想台風情報による降水データの整備と洪水流量計算:伊勢湾台風を対象とする経路アンサンブル仮想台風情報および擬似温暖化実験による仮想台風情報を用いて洪水流量計算のための降水量データを作成した。また、これを入力とする洪水流量計算を実施した。4)分布型流出モデルにネスティングする洪水氾濫モデルの開発:1km空間分解能で構成している分布型流出モデルの計算格子に適合するように50m分解能の2次元洪水氾濫モデルを開発して、由良川流域を対象として洪水氾濫計算を実施した。気象庁地球温暖化情報第8巻(2013)の時間降水量データを用いて連続流量計算を実施し、それに非定常水文頻度解析手法を適用して流量極値の経年変化を分析した。また、擬似温暖化実験による仮想台風情報および確率降雨を用いて地球温暖化時に想定される最大クラスの洪水流量を予測した。次に、1km空間分解能の全国分布型洪水流出モデルを母体として、それにネスティングする空間分解能50mの洪水氾濫モデルを用い、氾濫浸水深の確率分布を求める手法を開発するとともに被害額の確率分布を推定し、水害リスクカーブを導出した。1)流量極値の非定常水文頻度解析とT年確率洪水流量の経年変化の分析:平成26年度に計算した九州地方全域の60年間の連続流量時系列データから、年最大時間流量、年最大日流量を1km分解能のグリッド地点ごと抽出し、地点ごとに非定常水文頻度解析を実施した。その変化特性を空間的にマッピングし、地域によって大きな違いが表れることを明らかにした。2)仮想台風情報を用いた最大クラスの河川流量の分析:淀川流域を対象とし、分布型流出モデルの再現性を高めた上で伊勢湾台風のコースアンサンブル台風シミュレーションデータを用いた流量計算を実施し、物理的に発生し得る最大流量を推定した。また、伊勢湾台風と平成25年台風18号の降雨パターンによる確率降雨を用いて、再現期間とそれに対応する洪水流量およびダム群の洪水調節効果を分析した。3)氾濫浸水深の頻度解析:由良川流域および淀川下流域を対象として2次元洪水氾濫モデルを構築し、年最大氾濫浸水深の確率分布を得る手法を開発した。4)浸水被害額の推定と浸水リスクカーブの作成:由良川流域および淀川下流域を対象とし、上記の氾濫浸水深から被害額を推定して、年最大浸水被害額の確率分布を由良川および淀川下流域で推定した。さらに年超過確率と水害被害額の関係である水害リスクカーブを導出した。最大クラスの洪水推定計算では、流出モデルのモデルパラメータを推定しなおすとともに、狭窄部での遊水効果を表現できるよう分布型流出モデルの精度を向上させることにより、、流出モデルの精度を向上させることができた。また、伊勢湾台風のコースアンサンブル台風シミュレーションデータを用いた流量計算に加えて、確率降雨を用いた流量計算を実施し、再現期間とそれに対応する洪水ピーク流量およびダム群の洪水調節効果を分析した。また、前年度までに開発したリスクカーブ推定手法を用いて、由良川および淀川下流域のリスクカーブを推定するとともに、降雨継続時間に応じた総降雨量の条件付き分布関数を導入してリスクカーブ推定手法の改善を図ることができた。今年度に実施した項目を具体的に示す。1)最大クラス降水・洪水の地域分布の分析:伊勢湾台風の経路アンサンブル台風シミュレーションデータを用いて、近畿地方のある地点で発生した極端降雨が他地点でも発生し得るかを分析した。

その結果、最大3時間降水量はどこでも同程度の豪雨が発生する可能性があり、継続時間が大きくなるにつれて最大総降水量に対する地形の影響が明瞭に現れることが分かった。2)仮想台風情報を用いた最大クラスの河川流量の分析:伊勢湾台風を対象とし、気象モデル(WRF/ARW3.3.3とJMA-NHM)およびSST設定の異なる擬似温暖化台風シミュレーションデータを利用して、淀川流域の洪水流量を算定した。その結果、擬似温暖化時の枚方地点のピーク洪水流量は、どちらの気象モデルの降水データを用いた場合でも、再現計算による洪水流量を上回るケースが多数発生することがわかった。3)d4PDFデータを用いた最大クラスの河川流量の分析:地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース(d4PDF)を用いて、過去実験3000年、4度上昇実験5400年の20km空間分解能の高解像度大気モデル実験データを用い、淀川流域、庄内川流域、荒川流域を対象として、短時間降水強度および河川流量の極値分布の変化を分析した。再現期間200年に相当する確率雨量は1.31.4倍、確率流量は1.51.7倍程度となること、再現期間1000年に相当する確率流量(最大クラス洪水)は、4度上昇実験では1.61.8倍以上増加する可能性があることがわかった。4)気候変動時の浸水リスクカーブの変化の分析:d4PDFデータによる降水分布情報を用いて、淀川中流域を対象として、過去実験と4度上昇実験での水害リスクカーブの変化を分析した。その結果、両者の水害リスクカーブに明瞭な違いが現れ、4度上昇実験での水害リスクが大きくなることが確率的に明らかになった。わが国の河川流域を対象とし、気候変動による洪水流出現象の変化を非定常過程と捉えて極値降水量および極値流量の変化を確率的に分析した。また、擬似温暖化台風実験の降水情報を用いて気候変動時に想定される最大規模の洪水流量を推定した。次に「地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベースd4PDF」を用いて、わが国の主要河川を対象とし、極値降水量・極値流量の変化と最大クラスの降水量・河川流量を分析した。また、年最大被害額と超過確率の関係である水害リスクカーブの気候変動による変化を示した。これらの分析を通して、気候変動により洪水強度、洪水リスクが増大することを定量的に明らかにした。最大クラスの洪水推定計算では、当初計画では降水データセットの作成とその分析までを平成26年度に実施する予定としていたところ、さらに作成した降水データセットを用いて洪水流量計算まで実施することができた。また、ダム貯水池の洪水制御操作による最大洪水流量の減少量についても分析することができた。淀川流域を対象とした場合、擬似温暖化条件のもとでの伊勢湾台風経路アンサンブルシミュレーションによる最大洪水流量よりも、平成23年台風18号による洪水流量の方が大きいことが分かった。すなわち、淀川流域に過去3番目の洪水をもたらした伊勢湾台風が温暖化時に来襲したとする場合の最大流量よりも、現実に発生した台風による洪水の方が大きいという結果を得た。また、洪水流出モデルにネスティングする洪水氾濫モデルを開発し、氾濫計算の計算コストを大きく減少させることができた。
対称錐上の最適化法と統計多様体

近年、対称錐上の計画法(対称錐計画法とよぶ)が研究されている。対称錐計画法は線形計画化法(LP)や半正定値計画法(SDP)を含むクラスである。LP・SDPは主双対内点法により優れた解法を記述することができ、対称錐計画法においても主双対内点法による解法が、LP・SDPの解法の拡張として研究されている。主双対内点法と、対称錐を構成するジョルダン代数との関連も指摘されている。以上の背景のもと本研究では、対称錐線形計画法(制約領域が線形領域である対称錐計画法)を主双対内点法の1つであるアファインスケーリング法で解く場合、解追跡のためのアファイン軌道が双対接続についての測地線(双対測地線)に沿っていることを、確認した。その双対測地線を双対接続についてのある平坦部分多様体へ射影すると、対称錐線形計画問題の双対問題の解軌道と一致することも、確認した。さらに、群対称な対称錐計画法において、主双対内点法の中心パスや探索方向(Nesterov-Todd探索方向・HRVM/KSH/M探索方向)も群対称となることを確認した。これらは、SDPにおける既知の同様結果の拡張である。結果を示すために、対称錐を統計多様体とみなし双対幾何構造、特に双対平坦構造を導入した。次に、線形制約領域を対称錐の統計部分多様体とみなし、線形制約領域が双対平坦統計部分多様体となる条件を考察した。そして、アファイン軌道を制約領域の(主座標に対する)双対座標を用いて表すことで結果の確認を行った。研究成果の口頭発表を、日本数学会2005年秋期分科会(幾何学分科会)にて行った。以上の背景のもと本研究では、対称錐線形計画法(制約領域が線形領域である対称錐計画法)を主双対内点法の1つであるアファインスケーリング法で解く場合、制約領域が双対平坦ならば解追跡のためのアファイン軌道が双対接続についての測地線に沿っていることを確認した。さらに、ニュートン法の反復無しで解くことができることを確認した。これは、SDPにおける既知の同様結果の拡張である。結果を示すには、対称錐を統計多様体とみなし双対幾何構造、特に双対平坦構造を導入した。
遺伝子ノックアウトマウスによる新規ナトリウムチャンネルファミリーの機能解析

cDNAの同定以来、チャンネル特性、生理機能共に全く不明であったNav2イオンチャンネルの機能解明を目指して遺伝子欠損マウスを作製した。遺伝子欠損マウスは一見正常に発生、成長した。中枢神経系におけるNav2の遺伝子発現を調べたところ、脳弓下器官、終板脈管器官といった脳室周囲器官等に特異的な発現が観察された。脳室周囲器官はアンギオテンシン2や血中浸透圧・塩濃度の受容部位であり、食塩摂取行動を制御している中枢性感覚器とされている。そこで塩分摂取に関する行動解析を遺伝子欠損マウスに対して行った結果、絶水及び食塩飢餓状態において高張塩水の異常な摂取行動が観察された。c-fosタンパク質の発現を目安に、絶水状態下にある動物の中枢神経系における神経細胞活動レベルを調べたところ、脳弓下器官および終板脈管器官に選択的に神経活動の異常な亢進が観察された。すなわち、Nav2は、脳室周囲器官の神経細胞の活動制御に直接的に関与しており、塩分摂取行動の中枢制御に重要な働きをしていることが示唆された。本研究結果は、The Journal of Neuroscience誌(2000,vol.20,p7743-7751)に報告した。引き続きNav2を発現している神経細胞でイオンイメージング解析を行っている。その結果、野生型マウスの神経細胞では、細胞外ナトリウムイオン濃度が生理的なレベルより上昇すると、これに応答して細胞内ナトリウム濃度が上昇したが、遺伝子ノックアウトマウスの神経細胞ではこの現象は観察されなかった。すなわち、Nav2は細胞外ナトリウム濃度を検出して開口する「ナトリウム感受性ナトリウムチャンネル」であることが示唆された。この結果は、脳神経科学の最先端(2001年1月22日:東京都渋谷区・津田ホール)で報告した。現在論文投稿の準備中である。新規の電位依存性ナトリウムチャンネルであるNaGは、一部の視床下部神経細胞、脳下垂体、一部の末梢感覚神経細胞、一部のシュワン細胞に発現する。本研究は、NaG遺伝子欠損マウスの表現型の解析を中心に進める。NaG遺伝子が発現する視床下部、脳下垂体は自律神経系の統御管理中枢であり、食欲、塩分摂取、飲水、性行動、体温調節、情緒一般の制御に密接な関係を持つといわれる。すなわち、遺伝子欠損マウスでは自律神経系の中枢制御が関与する特定の生理現象が欠落することが期待できる。本年度は、NaG遺伝子欠損マウスの行動生理学的解析、特に塩分摂取および飲水行動について集中的に解析を中心に進めている。塩分摂取および飲水行動に関しては、各種濃度の塩溶液の飲水量を計測した。マウスに対して飲水ボトルを2本提示し、一方を塩溶液、もう一方を純水にし、塩溶液に対する嗜好性を測定した。水分が充足している飼育状態では野生型マウスも遺伝子欠損マウスも0.3MのNaCl溶液以上濃い溶液になると摂取を避け始めた。ところが、同じ0.3MのNaCI溶液に対して、24時間の絶水処理を施すと、野生型マウスは高張化した体液を元に戻す必要があるため、高張塩溶液の摂取を避けて純水をより多く飲む傾向を示したが、遺伝子欠損マウスは絶水後も0.3MのNaCI溶液への嗜好性を全く変化させることはなかった。一方、総飲水量は野生型マウスと遺伝子欠損マウスでは差がなく、いずれのマウスも絶水後は絶水前に比べてより多くの水分を短期間に摂取していた。この結果は、遺伝子欠損マウスは塩分の検出機構あるいはその中枢での評価機構に異常が出ていることを示唆している。本研究結果は、脳神経科学の最先端1999(12月3日4日、名古屋国際会議場)で報告を行った。また同時に論文投稿を準備中である。
p53欠損肺癌増殖制御のWAF1誘導のためのWAF-1プロモーター領域解析の試み

p53の標的遺伝子であり細胞増殖を負に調節する作用を持つWAF1遺伝子を転写の段階で活性化させる薬剤、主として酪酸を主に用いて実験を進めて来た.すでにSP1エレメントがWAF1遺伝子プロモーター特異的な活性中心でありかつ酪酸に反応するエレメントであることを確認していた.さらにこの部位はTGF-βによっても活性化されることが明らかになりそのプロモーター内での重要性が示される一方で、ゲルシフトアッセイで実際にsp1.sp3がこのエレメントに結合することが示された.しかしながら、酪酸処理によるバンドパターンへの影響はみられず,少なくとも、DNA結合性の調節によって転写調節しているのではないことが確認された.ここで更に、酪酸のデアセチレラーゼ阻害能に注目し、より特異的なデアセチレラーゼ阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)を処理し,Sp1部位を介してTSAはWAF1遺伝子を活性化した.このことよりアセチル化が、このSp1部位を介して特異的にWAF1を活性化する可能性が示された.そしてWAF1遺伝子プロモーター活性がアセチル化で増強される塩基配列がやはりsp1サイトであるwaf1プロモーターの-82と-69にあることが骨肉腫の細胞株MG63を用いた実験系で確認された.以上のことが同一の指導者の元で平行して行われた実験で得られた知見であるが、肺癌の細胞株では同様の結果を得ることができず,本年度を終了した.p53の標的遺伝子であり細胞増殖を負に調節する作用を持つWAF1遺伝子を、転写の段階で活性化させる薬剤として酪酸を主に用いて実験を進めてきた.1.翻訳開始点から種々の長さのプロモータを切り出す2.それをルシフェラーゼをレポーターとするプラスミドに組みこむ3.ルシフェラーゼアッセイで酪酸による誘導の変化をみる→WAF1プロモーター上にあるいくつかのSP1エレメントの存在の有無に関わる前後でその転写活性が変化することが確認された.4.SP1エレメントそのものにpoint mutationをいれこの部位が特異的な活性中心であることを確認する→著しい転写活性の低下を認め、酪酸に反応するエレメントと特定された.現在この部位に働く生理的物質の同定作業とともにより強くこの部位に働く物質のスクリーニングを行っている.また一方でまだ未発表ののため物質名は挙げられないがより強いWAF1遺伝子の誘導活性をもつ自然食品中に存在する物質も複数スクリーニングされてきており、すでにそれにより癌細胞がG1期で停止することが認められている.こちらの方についても同様にそのプロモーター等への作用機序を研究していく方針である.p53の標的遺伝子であり細胞増殖を負に調節する作用を持つWAF1遺伝子を転写の段階で活性化させる薬剤、主として酪酸を主に用いて実験を進めている.昨年度までにSP1エレメントがWAF1遺伝子プロモーター特異的な活性中心でありかつ酪酸に反応するエレメントであることを確認していた.さらにこの部位はTGF-βによっても活性化されることが明らかになりそのプロモーター内での重要性が示される一方で、ゲルシフトアッセイで実際にsp1、sp3がこのエレメントに結合することが示された.しかしながら、酪酸処理によるバンドパターンヘの影響はみられず、少なくとも、DNA結合性の調節によって転写調節しているのではないことが確認された.ここで更に、酪酸のデアセチレラーゼ阻害能に注目し、より特異的なデアセチレラーゼ阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)を処理したところ、興味深いことに、全く同じSp1部位を介してTSAはWAF1遺伝子を活性化した.このことよりアセチル化が、このSp1部位を介して特異的にWAF1を活性化する可能牲が示された.このようにアセチル化の関与が重要であることが示されたので薬剤のスクリーニングをこの方向で継続していく.p53の標的遺伝子であり細胞増殖を負に調節する作用を持つWAF1遺伝子を転写の段階で活性化させる薬剤、主として酪酸を主に用いて実験を進めて来た.すでにSP1エレメントがWAF1遺伝子プロモーター特異的な活性中心でありかつ酪酸に反応するエレメントであることを確認していた.さらにこの部位はTGF-βによっても活性化されることが明らかになりそのプロモーター内での重要性が示される一方で、ゲルシフトアッセイで実際にsp1.sp3がこのエレメントに結合することが示された.しかしながら、酪酸処理によるバンドパターンへの影響はみられず,少なくとも、DNA結合性の調節によって転写調節しているのではないことが確認された.ここで更に、酪酸のデアセチレラーゼ阻害能に注目し、より特異的なデアセチレラーゼ阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)を処理し,Sp1部位を介してTSAはWAF1遺伝子を活性化した.このことよりアセチル化が、このSp1部位を介して特異的にWAF1を活性化する可能性が示された.そしてWAF1遺伝子プロモーター活性がアセチル化で増強される塩基配列がやはりsp1サイトであるwaf1プロモーターの-82と-69にあることが骨肉腫の細胞株MG63を用いた実験系で確認された.以上のことが同一の指導者の元で平行して行われた実験で得られた知見であるが、肺癌の細胞株では同様の結果を得ることができず,本年度を終了した.
少数の例で多くを学ぶ映像認識のための生成型学習法の研究

映像・画像の認識は,セキュリティのための人物監視,車載カメラからの道路標識認識などの自動車運転支援のための環境認識,長時間放送映像のモニタリングなどで,重要な技術である.しかし,認識対象を学習するためには,多数の学習サンプルが必要であるが,一般に多数の学習サンプルを収集することは困難である.本研究の目的は,映像認識において「少数の学習サンプルから認識対象を効率的に学習する手法」を体系的に開発することにある.少数の学習サンプルから学習に適した多数のサンプルを自動的に生成する生成型学習法を新しく提案し,その性能を明らかにする.生成の手法として,画像の見かけの補間,変形や変動の付加,光学的な変動モデルの導入などを検討し,提案手法を構成的に実現し,実験により評価する.本研究はその問題点を解決するために,生成型の学習法を原理的な立場から研究する.本年度は,以下の2つの手法を提案した.(1)携帯カメラから入力された低解像度画像からの文字認識を例に,より高度な生成モデルを検討した.昨年度提案した位置ずれモデル,光学ボケモデルなどに加え,カメラを手で持つことにより発生する手ぶれのモデルを導入した.認識の枠組としては部分空間法を利用した.手ぶれの情報を検出して,この情報で生成モデルを絞り込むことにより,カメラが静止している場合よりも低解像度の文字を精度よく認識できることを実験的に示した.(2)生成型学習において,従来,学習パターンを生成する際の生成モデルの各種パラメータの設定は経験的に行ってきたが,今回,遺伝的アルゴリズムを応用して生成パラメータを自動的に推定する手法を提案した.現実により適した学習パターンを生成することが可能となり,道路標識認識などにおける認識率が向上することを実験的に示した.映像・画像の認識は,セキュリティのための人物監視,車載カメラからの道路標識認識などの自動車運転支援のための環境認識,長時間放送映像のモニタリングなどで,重要な技術である.しかし,認識対象を学習するためには,多数の学習サンプルが必要であるが,一般に多数の学習サンプルを収集することは困難である.本研究の目的は,映像認識において「少数の学習サンプルから認識対象を効率的に学習する手法」を体系的に開発することにある.少数の学習サンプルから学習に適した多数のサンプルを自動的に生成する生成型学習法を新しく提案し,その性能を明らかにする.生成の手法として,画像の見かけの補間,変形や変動の付加,光学的な変動モデルの導入などを検討し,提案手法を構成的に実現し,実験により評価する.本研究はその問題点を解決するために,生成型の学習法を原理的な立場から研究する.本年度は,具体的な生成モデルを検討し,要因別に,位置ずれモデル,縦横伸縮モデル,回転モデル,光学ボケモデル,ぶれモデル,解像度変換モデルを提案した.これらを用いて,低品質な環境で撮影された道路標識の認識に関する実験を行った.本研究では,認識アルゴリズムとして部分空間法の枠組みを利用し,複数枚の画像から劣化した道路標識を認識する.実験により,提案の生成型学習は,ぼけやぶれ,解像度の低下などの影響を受けた低品質標識画像の認識に有効であることが明らかになった.また,この生成モデルを適用する際には適切なパラメータが必要であるが,その設定方法についての研究を開始した.映像・画像の認識は,セキュリティのための人物監視,車載カメラからの道路標識認識などの自動車運転支援のための環境認識,長時間放送映像のモニタリングなどで,重要な技術である.しかし,認識対象を学習するためには,多数の学習サンプルが必要であるが,一般に多数の学習サンプルを収集することは困難である.本研究の目的は,映像認識において「少数の学習サンプルから認識対象を効率的に学習する手法」を体系的に開発することにある.少数の学習サンプルから学習に適した多数のサンプルを自動的に生成する生成型学習法を新しく提案し,その性能を明らかにする.生成の手法として,画像の見かけの補間,変形や変動の付加,光学的な変動モデルの導入などを検討し,提案手法を構成的に実現し,実験により評価する.本研究はその問題点を解決するために,生成型の学習法を原理的な立場から研究する.本年度は,以下の2つの手法を提案した.(1)携帯カメラから入力された低解像度画像からの文字認識を例に,より高度な生成モデルを検討した.昨年度提案した位置ずれモデル,光学ボケモデルなどに加え,カメラを手で持つことにより発生する手ぶれのモデルを導入した.認識の枠組としては部分空間法を利用した.手ぶれの情報を検出して,この情報で生成モデルを絞り込むことにより,カメラが静止している場合よりも低解像度の文字を精度よく認識できることを実験的に示した.(2)生成型学習において,従来,学習パターンを生成する際の生成モデルの各種パラメータの設定は経験的に行ってきたが,今回,遺伝的アルゴリズムを応用して生成パラメータを自動的に推定する手法を提案した.現実により適した学習パターンを生成することが可能となり,道路標識認識などにおける認識率が向上することを実験的に示した.
近代大阪画壇における南画と美術教育に関する研究

南画(文人画)と美術教育の視点から近代大阪画壇、ひいては東アジアの美術史を捉え直すことを目的とし、矢野橋村(1890-1965)に注目し研究を進めている。文献資料、美術館・個人収集家が所蔵する現存作品を調査して制作年代順に整理し、橋村の画風を概観すると、明治末期の習画期を経て、大正前期には文展で入選を繰り返し、大正後期は新境地を目指して画風を転換、昭和初期には帝展で特選を受けて画業のピークを迎えていると推定できた。橋村に関する当時の文献資料もあわせると、橋村の画風を考える上で特に大正8(1919)、同9年(1920)開催の主潮社展(主潮社展覧会)が重要であると分かった。大正8年制作、翌9年第2回主潮社展出品の《烟江畳嶂画巻》(洲本市立淡路文化史料館蔵)は、橋村の後継者ともされる直原玉青(1904-2005)の旧蔵品で、巻頭には歌人・吉井勇(1886-1964)自筆の題辞が付されており、橋村にとって重要な作品であった考えられる。本図を調査・分析すると、筆致やモチーフに明清諸家の影響が散見され、明清時代にしばしば用いられた金箋を意識した材質を用いていることが判明した。また著作からも南画の源流である中国絵画、特に明清絵画への回帰を重視していたことを読み取ることができる。昭和初期以降の清初の画人・石濤への傾倒ぶりも考慮すると、橋村は明清絵画を学ぶことによる「新南画」の創造を試み、本図で本格的に明清絵画を学習し、その後画風を展開させていったと考えられる。これまで所在不明のため等閑視されてきた大正8年第1回主潮社展(福岡青嵐矢野橋村作画展覧会)の出品作については、うち1点の所在が今年度の調査により明らかとなり、分析・研究を進めている。橋村の画風展開についてより明確にし、周辺画家への影響を考察していくことで、これまで重要性に反して等閑視されてきた近代大阪南画壇の研究の進展が期待できる。矢野橋村の文献資料に載る作品と現存作品を整理し、橋村の画風展開を推定した。中でも重要と考えられる大正後期の画風転換について、研究を進めた。当時の橋村作品に対する批評や橋村自身の著述から、橋村の画風転換を考える上で、大正8、9年の主潮社展が特に重要であることが判明した。大正8年制作、9年第2回主潮社展出品の《烟江畳嶂画巻》を調査・分析すると明清諸家の影響が散見され、当時の文献資料も併せると、橋村が明清絵画に回帰することで「新南画」の創造を試みたと考えられた。当時の社会状況と美術界の動向を考慮し、その背景として宣統3年(明治44年、1911)に辛亥革命で清王朝が倒壊したことによる多くの良質な明清絵画の関西への流入、ポスト印象派以降の西洋芸術の新思潮の移入を指摘した。しかし橋村が影響を受けた明清絵画の特定には至っておらず、周辺画家への影響についての考察も未だ明らかとなっていないため、今後の研究課題としている。所在不明のためこれまで研究されてこなかった大正8年第1回主潮社展の出品作については、うち1点の調査が実現し、現在分析・研究を進めている。大正期から昭和初期の橋村の画業に関する研究成果の発表は、2018年度中に行う予定であったが、明清絵画と橋村の周辺画家への影響についての研究が思うように進まず、また新資料発見のため再考しなければならない点がでてきたことから、発表を控えた。以上から「やや遅れている」と評価する。矢野橋村の大正期の画風転換について明らかにするために、《烟江畳嶂画巻》の再調査を行い、橋村が影響を受けたと考えられる中国絵画についての知識を深め、同時代の橋村の周辺画家への影響について考察する。研究成果は、2019年度に査読付きの学会で口頭発表し、査読付き論文に投稿する。それと並行して、2018年度の調査により所在が明らかになった橋村の第1回主潮社展出品作の再調査を行い、分析・考察を進め、2020年度の査読付き学会での口頭発表に備える。橋村の昭和期の画業についても明らかにしていくために、東京都、大阪府、愛媛県などの美術館や図書館、個人が所蔵する、橋村が昭和期に出品した作品の調査・分析を行う。また、橋村の親族や橋村と交流のあった煎茶家元が所蔵する作品・資料を調査・整理し、大阪府や愛媛県、アメリカやハワイなどの国内外の美術館や個人が所蔵する出品作以外の橋村の作品や資料も同様に調査・分析し、橋村の画業全体を明らかにしていく。大阪美術学校についての資料は、大阪美術学校関連の機関や橋村のパトロンの関係者らが所蔵しているため、大阪美術学校のあった大阪府枚方市や、橋村の郷里である愛媛県今治市に多く残る。また、大阪美術学校洋画部教授・斎藤与里の作品は、埼玉県立近代美術館ほか埼玉県に、橋村の弟子・直原玉青の作品は南あわじ市滝川記念美術館玉青館ほか淡路に多く所蔵される。これらの調査・分析も行い、大阪美術学校の美術教育について明確にしていく。

南画(文人画)と美術教育の視点から近代大阪画壇、ひいては東アジアの美術史を捉え直すことを目的とし、矢野橋村(1890-1965)に注目し研究を進めている。文献資料、美術館・個人収集家が所蔵する現存作品を調査して制作年代順に整理し、橋村の画風を概観すると、明治末期の習画期を経て、大正前期には文展で入選を繰り返し、大正後期は新境地を目指して画風を転換、昭和初期には帝展で特選を受けて画業のピークを迎えていると推定できた。橋村に関する当時の文献資料もあわせると、橋村の画風を考える上で特に大正8(1919)、同9年(1920)開催の主潮社展(主潮社展覧会)が重要であると分かった。大正8年制作、翌9年第2回主潮社展出品の《烟江畳嶂画巻》(洲本市立淡路文化史料館蔵)は、橋村の後継者ともされる直原玉青(1904-2005)の旧蔵品で、巻頭には歌人・吉井勇(1886-1964)自筆の題辞が付されており、橋村にとって重要な作品であった考えられる。本図を調査・分析すると、筆致やモチーフに明清諸家の影響が散見され、明清時代にしばしば用いられた金箋を意識した材質を用いていることが判明した。また著作からも南画の源流である中国絵画、特に明清絵画への回帰を重視していたことを読み取ることができる。昭和初期以降の清初の画人・石濤への傾倒ぶりも考慮すると、橋村は明清絵画を学ぶことによる「新南画」の創造を試み、本図で本格的に明清絵画を学習し、その後画風を展開させていったと考えられる。これまで所在不明のため等閑視されてきた大正8年第1回主潮社展(福岡青嵐矢野橋村作画展覧会)の出品作については、うち1点の所在が今年度の調査により明らかとなり、分析・研究を進めている。橋村の画風展開についてより明確にし、周辺画家への影響を考察していくことで、これまで重要性に反して等閑視されてきた近代大阪南画壇の研究の進展が期待できる。矢野橋村の文献資料に載る作品と現存作品を整理し、橋村の画風展開を推定した。中でも重要と考えられる大正後期の画風転換について、研究を進めた。当時の橋村作品に対する批評や橋村自身の著述から、橋村の画風転換を考える上で、大正8、9年の主潮社展が特に重要であることが判明した。大正8年制作、9年第2回主潮社展出品の《烟江畳嶂画巻》を調査・分析すると明清諸家の影響が散見され、当時の文献資料も併せると、橋村が明清絵画に回帰することで「新南画」の創造を試みたと考えられた。当時の社会状況と美術界の動向を考慮し、その背景として宣統3年(明治44年、1911)に辛亥革命で清王朝が倒壊したことによる多くの良質な明清絵画の関西への流入、ポスト印象派以降の西洋芸術の新思潮の移入を指摘した。しかし橋村が影響を受けた明清絵画の特定には至っておらず、周辺画家への影響についての考察も未だ明らかとなっていないため、今後の研究課題としている。所在不明のためこれまで研究されてこなかった大正8年第1回主潮社展の出品作については、うち1点の調査が実現し、現在分析・研究を進めている。大正期から昭和初期の橋村の画業に関する研究成果の発表は、2018年度中に行う予定であったが、明清絵画と橋村の周辺画家への影響についての研究が思うように進まず、また新資料発見のため再考しなければならない点がでてきたことから、発表を控えた。以上から「やや遅れている」と評価する。矢野橋村の大正期の画風転換について明らかにするために、《烟江畳嶂画巻》の再調査を行い、橋村が影響を受けたと考えられる中国絵画についての知識を深め、同時代の橋村の周辺画家への影響について考察する。研究成果は、2019年度に査読付きの学会で口頭発表し、査読付き論文に投稿する。それと並行して、2018年度の調査により所在が明らかになった橋村の第1回主潮社展出品作の再調査を行い、分析・考察を進め、2020年度の査読付き学会での口頭発表に備える。橋村の昭和期の画業についても明らかにしていくために、東京都、大阪府、愛媛県などの美術館や図書館、個人が所蔵する、橋村が昭和期に出品した作品の調査・分析を行う。
2波長を使用した非破壊フォトリフラクティブ光メモリによる3次元物体認識の研究

ホログラムメモリー媒体の一つとしてフォトリフラクティブ結晶は有望ではあるが,情報の書き込みに非常に長い時間を要し,読み出し時は書き込みと同じ波長のレーザーを用いると徐々に記録情報を破壊してしまうという問題がある。そこで本研究では非破壊読み出し方法の一つとして,記録時と波長を変えて読み出しを行う方法を提案し基礎実験を行った。また,ホログラムメモリーは単に情報の記録だけでなく,外部から入力された情報と内部の記録情報との間で情報の演算が行える。本研究では,この性質を利用した画像識別への応用も試みた。波長による感度差を利用した非破壊読み出し実験では,チタン酸バリウムおよびニオブ酸リチウムの単結晶を記録媒体とし,記録時は高感度波長にあたるYAGレーザーを,再生時には低感度波長にあたる赤外LDでの読み出しを行った。その結果再生にYAGレーザを使用した場合と比較して,チタン酸バリウムでは約10倍,ニオブ酸リチウムではそれ以上の長時間読み出しが可能であることが明らかになった。また再生時に波長を変えることによりブラッグ角がずれ,記録画像の一部しか再生できないことも明らかになったが,円筒レンズなどにより再生光にも角度をつけることでかなり改善できることを見い出した。一方画像識別への応用実験では,ニオブ酸リチウム単結晶を記録媒体とし,記録された画像と入力された画像との類似度が参照光の回折光量に反映される点を利用し記録画像と入射画像の識別を行った。4枚の異なる二次元画像の識別を試みた結果,個々の入力画像による回折光量を比較することで識別が可能であることが明らかになった。さらに3個の1円玉を対象として用いた三次元物体識別実験では,回折光の発生の有無を調べることで微妙な変化まで明確に識別ができることが明らかとなった。波長による感度差を利用した非破壊読み出し実験では,チタン酸バリウム単結晶を記録媒体とし,記録時は高感度波長にあたるYAGレーザーを,再生時には低感度波長にあたる赤外LDでの読み出しを行った。その結果再生にYAGレーザを使用した場合と比較して,約10倍長い時間の読み出しが可能であることが明らかになった。さらに3個の1円玉を対象として用いた三次元物体識別実験では,回折光の発生の有無を調べることで明確に識別ができることが明らかになり,物体からの反射光を直接用いることで,同一物体の確認や位置決めなどへの応用可能性が示された。