hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホイールローダによる堆積土砂形状の制御

ホイールローダにより土砂をダンプトラックの荷台に積み込む際の堆積土砂山形状を,ホイールローダの制御により所望の形状とするためのバケット制御手法を開発した。まず,バケットから落下する土砂のバケット内挙動を画像計測により解析し,崩落が間欠的に発生すること,及び,その崩落の発生メカニズムを明らかにした。一方,土砂山形状をシミュレーションするために柱状要素モデルを適用し,これに崩落土砂の特性を組み込むことで,バケットから地上に落下した土砂の形作る土砂山形状のシミュレータを開発した。これを基に,土砂山を所望の形状とするためのバケット制御方法を提案し,その有効性をミニチュアの実験機により検証した。2013年度は,バケットから崩落する土砂の動的挙動を計測するための画像システムを高速度カメラを用いて構築し,これまで目視で行っていた崩落斜面角の計測精度を高めるとともに,計測のサンプリングも非常に短くすることが可能となった。これを用いて,再度間欠的な崩落挙動を示すバケット内の堆積土砂の崩落開始角度,崩落の停止角度を画像処理により計測した。岩石として4mm立法程度のサイズの花崗岩,及び細かい珪砂を利用し,崩落条件として,土砂を空けるためのバケット回転速度を変化させ,計測を行った。その結果,どちらの土砂においても速度が速くなると間欠的な挙動ではなく連続的な崩落となること,珪砂においては連続的崩落を起こす際のバケット回転速度が花崗岩と比較してかなり小さくなることが明らかとなった。一方,バケットから下方に向けて落下する土砂の挙動についても計測を行った。その結果から,落下する土砂がバケット先端から離れる瞬間の初速度が,シミュレーションモデルと比較して小さく,前方への飛び出し量が小さくなっていることが明らかとなった。前年度の実験結果と考え合わせることで,堆積土砂挙動の再現には土砂の動的挙動を組み込んだモデルが必要となることが確認された。また,堆積土砂で任意形状を形成するには,間欠的崩落を考慮に入れた方法,バケットの回転角速度をある程度速くして連続的に崩落をさせる方法,更に,カメラを利用し,画像情報のフィードバックによる崩落現象の制御といった方法等が考えられる。2014年度は動的挙動を組み込んだシミュレーションを完成させ,上記崩落方法を適用して所望の堆積形状を得るための制御アルゴリズムを構築し,実験によりその有効性を検証する。2012年度は,土砂のモデル化に向けた基礎実験を行い,バケットから土砂が落下する条件,及び落下した堆積土砂が形成する土砂山の斜面角度についての知見を得た。バケットから落下する土砂挙動の動画による観察,及び落下土砂の質量を計測することにより,土砂の崩落が間欠的に発生することを確認した。また,バケット内土砂が崩落する瞬間の斜面角度は,崩落した堆積土砂の斜面角度に見られる安息角よりもかなり大きくなることが明らかになった。そこで,バケット内の斜面土砂が崩落を開始する条件を,バケット内土砂とバケット側面間に働く内力を考慮して求めなおしたところ,ほぼ実測値と一致することがわかった。堆積土砂形状については,これまでシミュレーションではバケット前方,後方の土砂斜面角度が等しくなるのに対して,実験では前方の斜面角度が小さくなることが確認されている。この原因として,バケットから落下した土砂の地面での跳ね返りの影響を確認するため,地面に予め砂利を敷き詰め,跳ね返りの影響をなくした上で崩落実験を行った。その結果,地面の跳ね返りが発生しなくとも,前方の斜面角度が小さくなることが明らかとなった。この他にも,土砂山の頂上は,シミュレーションでは尖るのに対して実験では丸くなっている。さらに,漏斗に砂を入れ,その砂を斜め下方向に落下させると,やはり非対称な砂山が形成されることが確認された。これらの結果より,土砂山形状が非対称となるのは,崩落土砂の初期落下位置が前方に大きく広がる効果,すなわちシミュレーションの初期状態の設定に問題があるのではなく,土砂崩落挙動のシミュレーションに,土砂の動的挙動を組み込む必要があることが明らかとなった。2014年度は,2013年度までで明らかとなったバケット内の土砂崩落挙動を利用し,所望の量の土砂を落下させるための手法を確立し,その効果を検証した。バケットをゆっくりと傾斜させ土砂を落下させる際には,バケット内の土砂は2種類の安息角,すなわち崩落が始まる傾斜角である限界安息角と崩落が終了する際の傾斜角である停止安息角を有し,一旦崩落が始まると,停止安息角まで崩落が継続する。ただし,土砂粒子間には,掬い取り時に発生した内力が存在しこれが崩落角に影響を及ぼす。そこでこの影響を調べるために,バケット側面を外した状態,更に板に土砂を載せただけの状態の2通りの実験を行い,安息角の計測を行った。その結果,限界安息角は側板の有無に大きく影響を受けるのに対し,停止安息角はほぼ同一の値となることが明らかとなった。

よって,崩落させたい土砂量が予め与えられれば,崩落現象が完了した時の傾斜角が停止安息角と一致するようバケットを回転させれば良い。その際,目標の崩落土砂量が,2つの安息角に挟まれた部分の土砂量よりも少ない場合には,崩落開始後にバケットを素早く逆回転させる必要があり実機での適用は困難である。よって,2つの安息角で囲まれた土砂量が崩落量の最小値となる。これより多い場合には,バケットの目標回転角を目標値に合わせて設定することで,バケット回転角の分解能に応じた精度で土砂量を制御できる。これを確かめるため,4mm立法程度のサイズの花崗岩,及び珪砂を利用し実験を行った結果,どちらの場合もほぼ予定通りの崩落量を実現できた。また,一度に崩落する土砂量で形成される三角形状の土砂山を最小単位とし,これを組み合わせることで,土砂崩落時の初速誤差の影響をほとんど受けずに本研究課題の目的である所望の形状を近似できる。その一例として,上部が平坦な堆積土砂形状を実験により生成し,その実現可能性を検証した。ロボット工学前年度に予定していたカメラによる画像計測システム構築が2013年度にずれこんだため,動作生成アルゴリズムの構築が若干遅れている。2012年度当初の予定では,高速カメラを用いた土砂の個々の粒子の挙動の計測,その他計測システムの準備,土砂挙動のモデル化,その妥当性の検証を行う予定であったが,実験条件の設定,及びカメラの選定に時間を要し,バケット内土砂挙動の計測システムの構築には至っていない。そのため,その計測結果を利用した土砂粒子の挙動のシミュレータへの組み込みが終了していない。一方,土砂のマスとしての挙動に関しては,土砂山形状計測システムの構築とそれによる形状測定,電子秤を用いた崩落土砂量の計測を実施することができ,土砂がどのように崩落を繰り返しているのかを定量的に明らかにすることができた。また,土砂の落下条件を変えたいくつかの実験による基礎データの取得により,これまで利用してきた柱状要素モデルの限界が明らかにしたと共に,モデル化に向けた検討課題を明確化することができた。以上のように,当初計画に対しては,高速カメラを利用した個々の粒子の運動計測,それを基にした柱状要素モデルの修正の部分に関して遅れているが,その他の計測部分についてはおおむね順調である。2013年度まででモデル化は動的要素の組み込みを除きほぼ完成しており,動的挙動に関してもこれまで得られた知見から,動摩擦と静摩擦の使い分けで退席形状のシミュレーションは可能と見込まれる。また,落下アルゴリズムの提案自体は容易である。ただし,土砂実験はミクロで見ると再現性が良いとは言えないため,妥当性の検証が困難となる可能性がある。その場合には,画像フィードバックの積極的導入も検討する予定である。2012年度の成果より,これまで利用してきた柱状要素モデルと挙動アルゴリズムでは,堆積土砂形状を正確にシミュレーションすることが難しく,その精度を向上させるためには,土砂の動的な挙動をモデルに組み込む必要があることが明らかとなった。
単一槽型硝化・脱窒メンブレンバイオリアクタの開発

本研究では中空糸メンブレンを酸素供給素材および微生物固定化担体として用いるメンブレンエアレーション法を提案している。この手法を用いることで生物膜内における局所的環境条件を制御でき,硝化菌と脱窒菌を棲み分けさせ,単一槽内で硝化・脱窒反応を同時に行うことが可能となる。今年度は,メンブレンエアレーション型バイオフィルムリアクタ(MABR)を用いて高濃度に窒素成分を含む低C/N比排水からの有機物・窒素同時除去試験を行った。また,反応場である生物膜内の解析を微小電極およびFluorescence in situ hybridization(FISH)法を用いて行い,窒素除去経路の考察を行った。C/N比が極めて低い畜産排水を対象に実験を行った結果,約1年間の運転によりMABR形成した生物膜の厚みは約160μmにも及んだ。溶存酸素(DO)の浸透深さは約300μmであり,嫌気的部位が広くアンモニアなどの基質拡散律速を起こす可能性が懸念されるものの,供給された酸素が全て生物膜内で消費されていることが示唆された。次にFISH法により,メンブレン表層付近に独立栄養細菌であるアンモニア酸化細菌(AOB)が,生物膜の外側に他の細菌(従属栄養細菌)が存在していることを確認した。以上より生物膜内において局所濃度の違いにより微生物間の棲み分けが起こっていることが示唆された。MABRは空気圧により酸素移動速度を制御することが可能であるため,表面積当たりのアンモニア除去速度の値を用いることでアンモニア酸化細菌(AOB)が供給した酸素をどれだけ利用しているかを算出することが可能である。本研究のリアクタにおいてAOBは供給酸素の86%を利用していることが計算により示唆された。残りの14%を亜硝酸酸化細菌が仮に利用したとしてもこのリアクタの窒素除去経路の半分以上は亜硝酸を経由する脱窒であることが化学量論的評価から明らかになった。中空糸メンブレンから生物膜への酸素供給を制御することにより,MABRを低C/N比排水に有効利用できることが期待される。
無限小プログラミングによるハイブリッドシステムの形式検証手法

無限小プログラミングに基づくハイブリッドシステム検証手法について研究を行った.ハイブリッドシステム検証手法としては未だ発展途上であるものの,その過程で非線形な不変条件の高速な生成手法という重要な知見が得られた.不変条件生成手法はプログラム検証において検証の成否を握る重要な要素技術であるが,既存の手法は非線形な不変条件を効率よく生成することが難しいことが多く,複雑なシステムの検証に困難が生じていた.本手法では次元解析の手法を用いることで,既存の非線形不変条件生成手法を高速化することが可能となった.研究期間終了後は本手法をさらに発展させ,より複雑なハイブリッドシステム検証手法につなげる予定である.本研究課題においては,ソフトウェアのための形式検証(数理的手法に基づいてソフトウェアの性質を厳密に検証する手法)をハイブリッドシステム(離散的動作と連続的動作を併せ持つシステム)の検証に適用することを目指している.その際に困難になるのは,ソフトウェア検証手法が予定していない連続的動作の存在である.この解決のために,研究代表者らによって提案された無限小プログラミング言語(無限小を表す定数を備えた,厳密に意味論が定義されたプログラミング言語)を用いて,連続的動作を無限回の無限小動作で置き換え,その上でソフトウェア検証手法を適用する.前年度から本年度にかけての実験において,現状のソフトウェア形式検証手法ではハイブリッドシステム検証に不十分な点があることが明らかになった.具体的には,現状のソフトウェア形式検証手法は検証すべき性質や,検証の過程で現れるシステムの性質を表す式が,線形不等式の論理結合で表されているものをターゲットにしていることが多く,ハイブリッドシステムに頻出する非線形な性質を扱うのが必ずしも容易ではないという点である.この問題を解決するため,今年度はプログラム検証分野のみならず制御理論や代数幾何学等,多分野において非線形な性質を扱っている分野の成果を参照しつつ,非線形な性質を扱うことのできる検証手法のアイデアを探索した.その結果,いくつかの有望そうなアイデアが見つかったため,これらのアイデアについて研究を進めている段階である.また,無限小プログラミングとはやや手法を異にするが,ハイブリッドシステムの入力生成,すなわち,システムを指定した通りに動作させる入力信号列を計算する手法を提案し,論文として出版した.本年度は無限小プログラミングを用いたハイブリッドシステム解析について,静的検証の重要な要素技術であるループ不変条件生成の研究を行った.具体的には,プログラムにおける遷移がプログラム変数の多項式で表現されるときに,同じくプログラム変数の多項式で表現される不変条件を生成する手法を研究した.最近研究が進んでいるIC3, ICEなどの対話証明に基づく手法をベースに研究をすすめ,これらを代表者の専門である型システムを用いたプログラム検証の技術と融合させることにより,実用的な不変条件生成器を得ることができている.また,確率的動作を行うハイブリッドシステムのモデル化のための計算体系の研究も行った.具体的には,ハイブリッドシステムを設計する際にデファクトスタンダードとなっているデータフロー言語と呼ばれる種類の言語を確率的動作で拡張する研究をおこなった.現状では形式的な意味論を定義し,ランダムウォーク等の基本的な確率的動作が正しく表現できていることを確認した段階であるが,今後この言語の静的検証手法や無限小値での拡張を行うことによりハイブリッドシステムの研究につなげていく予定である.さらに,ハイブリッドシステムの重要な一要素であるソフトウェアについても検証手法の研究を行った.現在ハイブリッドシステムのためのソフトウェアはC言語で記述されることが多い.しかし,C言語は動的メモリ割り当てなどの低レベルの処理をプログラマが逐一記述しなければならないため,これらに起因するバグの混入が問題となる.本年度の研究は,C言語におけるメモリリーク検証手法について,メモリ解放プリミティブが欠けている場合に自動的にこれらを挿入するためのプログラム変換の研究と,プログラムが無限ループに陥ったとしても一定の大きさのメモリ領域のみを消費することを保証する静的検証手法の研究をおこない発表した.ループ不変条件生成手法の研究を行った.ループ不変条件生成手法は,プログラム検証において一般的に用いられる重要な要素技術であり,プログラム中で常に成り立つ条件で検証すべき性質を証明できる程度に強力な条件を求める手法である.これまでにプログラムを対象としたループ不変条件生成手法はいくつか提案されてはいるものの,その多くはプログラム変数の線形結合で表現される条件のみが扱えるものであった.ハイブリッドシステムを扱うにあたっては非線形性の関わる条件を扱う必要があるために,これらの手法をそのまま適用することは難しいことが分かった.非線形性を含む不変条件を生成できる手法としては[Cachera et al. 2014, Muller-Olm et al. 2004, Rodriguez-Carbonell etal. 2007, Sankaranarayananet al. 2004]があるが,これらの手法は計算コストが高く,複雑なシステムにスケールさせるのが難しい.そのため,本研究ではこれらの非線形条件が扱える不変条件生成手法を高速化させるための研究を行った.本研究では,プログラムを事前に解析することでテンプレートのサイズを削減する手法を研究した.ハイブリッドシステムはメカ・エレキと呼ばれる物理現象が関わる系を含むシステムである.そのため,生成すべき不変条件は物理的に意味のある量が関わる条件になるべきであると期待される.この直観に基づき本研究では,プログラムに対して次元解析を行う既存手法[Kennedy 1994]を適用した上で,物理次元の合ったテンプレートのみを生成するように不変条件生成手法を改良した.これにより,物理的に意味のない巨大なテンプレートを生成することを防ぐことができる.従来手法に比して現実的なプログラムにおいて最大10倍程度の高速化が達成された.この成果について2件の特許出願を行っている.無限小プログラミングに基づくハイブリッドシステム検証手法について研究を行った.

ハイブリッドシステム検証手法としては未だ発展途上であるものの,その過程で非線形な不変条件の高速な生成手法という重要な知見が得られた.不変条件生成手法はプログラム検証において検証の成否を握る重要な要素技術であるが,既存の手法は非線形な不変条件を効率よく生成することが難しいことが多く,複雑なシステムの検証に困難が生じていた.本手法では次元解析の手法を用いることで,既存の非線形不変条件生成手法を高速化することが可能となった.研究期間終了後は本手法をさらに発展させ,より複雑なハイブリッドシステム検証手法につなげる予定である.ループ不変条件の生成というプログラム検証に欠くべからざる技術について重要な進展が得られていることは,本課題の進捗に大きな進展である.また,確率的動作は巨大なハイブリッドシステムのモデルを扱う際には特に重要となる.産業界のデファクトスタンダードであるデータフロー言語を確率的動作で拡張する研究は,未だ発展途上であるものの,本課題の成果の有用性に大きな意味を持つ.さらに,ソフトウェア検証手法においても前進が見られている.プログラム検証本年度進展があったループ不変条件の生成手法については,知財化も検討した上で早めに発表し,さらに発展させる予定である.また,確率的データフロー言語については,無限小値との組み合わせを研究した上で,静的検証手法を研究することを考えている.C言語のための静的検証手法については,実用に耐えうる検証ソフトウェアの実装を進めている.今後無限小プログラミングに基づくハイブリッドシステム検証を進める上で非線形性を扱えるようにすることは不可欠である.今年度行った研究で,この非線形性に対応するための重要なアイデアがいくつか生まれており,今後の研究の土台となるとみられる.今年度得られたアイデアをさらに研究し,次年度は引き続き検証アルゴリズムの設計と実装を行う.ただし,現時点で得られているアイデアは計算量の観点から大きなシステムにそのままスケールするかどうかは現時点で不明である.今後は検証能力と計算量とのトレードオフの解決を念頭に置きつつ研究をすすめる方針である.本年度の進捗が主に理論面に関する事項であったため,旅費・人件費が計画額よりも少なくなったものである.次年度以降,本年度予定していた出張ならびに研究補助のための雇用を行う予定である.
高圧下における部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術の開発

「高圧下における部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術の開発」のために,(1)過去の研究(最大1400°C)以上の高温条件下における弾性波速度測定技術の開発,(2)溶融した岩石を封入した状態での弾性波速度測定方法の開発,(3)測定周波数が弾性波信号強度に及ぼす影響の評価,の3点について主に研究を行い,圧力最大5GPa,温度最大1700°C条件下において部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定に成功した.「高圧下における部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術の開発」のために,(1)過去の研究(最大1400°C)以上の高温条件下における弾性波速度測定技術の開発,(2)溶融した岩石を封入した状態での弾性波速度測定方法の開発,(3)測定周波数が弾性波信号強度に及ぼす影響の評価,の3点について主に研究を行い,圧力最大5GPa,温度最大1700°C条件下において部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定に成功した.本年度は,「高圧下における部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術の開発」のために,(1)過去の研究(最大1400°C)以上の高温条件下における弾性波速度測定技術の開発,(2)溶融した岩石を封入した状態での弾性波速度測定のテストを行った.(1)については,実験セルアセンブリーのヒーターや断熱方法に改良を加えることにより,1700°Cまでの高温条件下において実験データを得ることに成功した.この温度はマントルを構成するかんらん岩や玄武岩などの岩石が溶融開始する温度よりも高い温度であり,この技術によりかんらん岩が部分融点する高温条件下での弾性波速度測定を可能にした.そこで次に,SPring-8において,かんらん石+MORB(4wt.%もしくは10wt.%)試料を用い部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定実験を行った。4wt.%のMORBを含むかんらん岩試料の実験の結果,MORB部分が完全に融解する1400°C以上の高温条件下においてもP波信号を得ることに成功した.一方,S波については,1300°C以下の部分溶融度の小さい状態ではS波信号は観察されたが,MORB部分が完全に溶融する1400°C以上ではS波信号を得ることは出来なかった.4wt.%,10wt.%のMORBを含む試料ともに,ある一定のポアソン比値を境にS波信号が消失しており,ある溶融度以上の溶融状態下においては現状では測定ができていないことが推測される.以上をまとめると,本年度の研究により,高温高圧下で部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定は溶融度の低い状態では可能になったが,溶融度が大きくなると信号強度が急激に低下する傾向がある.平成22年度にさらなる技術開発を行うことにより,部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術を確立したいと考えている.本年度は,「高圧下における部分溶融したかんらん岩の弾性波速度測定技術の開発」のために,特に超音波周波数が測定に及ぼす影響について研究を行った.本研究では,従来の研究で用いられてきた60MHz(P波),40MHz(S波)のみでなく,より低周波数の20MHzより60MHzまで10MHzおきにデータを収集し,超音波周波数の変化が測定に及ぼす影響を検討した.実験試料としてかんらん石に玄武岩を加えたかんらん岩試料を用い,部分溶融後の弾性波信号強度の変化を調べた.その結果,試料背面から反射した弾性波の強度は明らかに周波数に依存することが観察された.P波,S波ともに低周波数下で強度は強く高周波数下では強度が低下する.特に,メルト量の比較的多い条件下においては,従来用いていた40MHz下においてS波信号は観察されなかったが,20MHz条件下においてはS波信号を得ることに成功した.これら観察された試料背面からの弾性波強度の周波数依存性は,試料中の弾性波減衰の影響を表していると考えられる.試料中における弾性波強度の減衰は,-πLf/Qv(f:周波数,L:試料長,Q:減衰係数,v:弾性波速度)に比例すると考えられ,部分溶融試料のようなQ^<-1>の値が大きいと予想される試料においては,周波数依存性にかかる係数(-πL/Qv)が大きくなる.その結果,周波数増加と共に弾性波強度は強く低下したと考えられる.以上のように,本年度の研究から低周波数の弾性波信号を用いることにより部分溶融した岩石の弾性波速度測定を行うことに成功した.
文化間の接触に関する教材及び教育課程の研究

日本の国際化が進むにつれて、これからの日本の学校教育の内容は、単に種々の文化について教えるだけでなく、文化間接触を重視した内容も取入れられる事が望まれる。その見地に立って、異文化理解を促進する上で有効と思われるさまざまな文献研究や調査研究を行ってきた。そして、三分野の研究成果をまとめることができた。いずれも、今後日本が異文化理解教育を進める上で、教材開発や教育課程との関われにおいて有益で示唆にとむ研究資料である。1.“A Study of Improving Intercultural Communication Skills for Japanese Learners of English"(by Kanji Watanabe)このまとめ論文は、英文で全78ペ-ジにおよぶもので異文化間コミュニケ-ション能力促進のための方策について文献研究を中心に論じたものである。特に、今後の日本の英語の教科書の内容と方向性を示唆する意味から、英語と日本語によるコミュニケ-ションの相違に関する理論研究、ならびにその理論を背景に現行の英語の教科書を分析し、そこに含まれる諸問題を考察したものである。2.「現代日本の青年における日本文化の多様性理解の実態と問題ー大学生調査からー」(橋迫和幸)本論文は膨大な調査資料を基に、現代の日本の青年が自国の文化に内在する多様性やそれぞれの個性についてどのような理解をもっているか、その実態と問題について分析と考察を行ったものである。(32頁)3.「オ-ストラリアにおける多文化教育」(樋口信也)本論文は、オ-ストラリアの多文化教育とはどのようなものか、を明らかにすることにより日本の今後の異文化教育のあり方について示唆したものである。(11頁)詳しくは、研究成果報告書(121頁)を参照して頂きたい。我が国の今後の社会生活に於いて、他国や民族の異なる文化と接触する機会は、益々ふえるものと思われる。このことから見て、これからの学校教育の内容も、単に種々の文化について教えるだけでなく、様々な文化間接触の場における人の経験について知り、考える機会を与えるような内容であることが望まれる。本研究は、上述の見地に立って次の1から3の研究を行った。1.日本及び諸外国における文化間接触を扱った教材の収集と整理。例えば、諸外国の教科書の一部として、米国の「国語」と「社会」の教科書を購入し、分析した結果、多民族構成国家としての立場からシラバスを構成していることが判明。日本の教科書等との比較検討を行い、平成三年度の研究成果報告書にて論ずる予定である。2.海外修学旅行の実施校を訪問し、それらの活動を通じて生徒がどのような文化間接触を経験したかを調査する共にその資料の整理を行った。3.上記の1及び2の作業の結果を用いて、将来を見通して「文化間接触に関する望ましい教育課程とは、どのようなものか」等に関する検討を行った。また、小・中・高校等の各段階に適した文化間の接触に関する教材の提示についても検討を行った。日本の国際化が進むにつれて、人々は他の国や民族の異なる文化と接触する機会が増えつつある。このことから見て、これからの学校教育の内容も単に種々の文化について教えるだけでなく、様々な文化間接触の場における人の経験について知り、考える機会を与えるような内容であることが望まれる。(1)は、異文化間コミュニケ-ション能力促進のための方策について、教材に焦点を絞りこの分野の理論の研究と、その理論を背景に現行の英語の教科書を分析したもので、今後の教材のあり方について論じた78ペ-ジにも渡る長論文である(英文)。(2)は、現代の日本の青年が自国の文化に内在する受様性やそれぞれの個性についてどのような理解をもっているか、その実態と問題について分析と考察を行ったもので調査に基づいた貴重な論文である。

(3)は、オ-ストラリアの受文化教育とはどのようなものか、を明らかにすることにより、我が国の異文化間教育のあり方について示唆したものであり、現地で研究した貴重な論文である。上記の(1)(3)の研究成果は、今後日本が異文化理解教育を進める上で有益で示唆にとむ資料と言えよう。
非シリカ系酸化物アクティブファイバの作製と通信光増幅特性の評価

平成11年度は、高い発光効率が期待できる種々の酸化物ガラスを基本組成として、希土類として波長1.55μmに発光を有するEr^<3+>を、増感剤としてYb^<3+>をドープした試料を溶融法で作製した。純度99.99%以上の試薬(TeO_2,ZnO,Na_2CO_3)を用いたバッチ組成を金ルツボで、温度800-850°Cで1時間溶融し、鉄板上に流し出し冷却することにより、ガラス試料を得、除歪したガラスを切削、鏡面研磨し、光学測定に供した。蛍光寿命はパルスレーザ光により、Yb^<3+>:^2F_<5/2>準位あるいは、Er^<3+>:^4I_<11/2>準位を励起し、分光器により1.53μmの蛍光を分光し、InGaAsフォトダイオードとオッシロスコープにより検出した。得られた蛍光減衰曲線から寿命を求め、始準位の量子効率、エネルギー移動速度を算出した。ガラス組成と希土類濃度を系統的に変えて実験を行い、組成とエネルギー移動効率、量子効率の関係を明らかにした。以上のデータを基に、高利得が期待される最適組成ガラスについて電流変調型半導体レーザを用いることにより、実際的な光増幅器利得特性を測定した。また温度を変えて測定することによりエネルギー移動速度の温度依存性も明らかにした。初年度である平成10年度は、可視域から赤外域にかけて透明で、フォノンエネルギーが小さく、高い発光効率が期待できるテルライトガラスを基本組成として、希土類として波長1.3μmに発光を有するPr^<3+>を、増感剤としてYb^<3+>をドープした試料を溶融法で作製した。蛍光寿命はパルスレーザ光により、Yb^<3+>:^2F_<5/2>準位あるいは、Pr^<3+>:^1G_4準位を励起し、分光器により1.3μmの蛍光を分光し、InGaAsフォトダイオードとオッシロスコープにより検出した。
中国黄渤海地域における都市化とメディアの多様化に関する研究(1870〜1954)

この4年間、各地の文書(案)を中心に調査、研究するなかで、本研究に関連する文書はアジア諸国だけでなく欧米各国にも膨大にあることを知ることができた。その一部は、概括的なものながら、実際に文書にあたることができ、調査報告も公表した。各地の文書調査を通じて、たんに黄渤海地域に限定されない歴史学上の課題にも直面し、本研究は萌芽的ながらも地域研究、外交史、社会史を交錯させた研究成果としてまとめることができた。さらに、こうした調査を通じて、マルチリンガル・アーカイブの手法による歴史学研究という点で日本はやや遅れをとっていることも痛感され、こうした手法による都市やメディアに関わる研究成果の公表につとめた。本年度の研究では、4年間の研究成果をまとめ、公表することに重点をおいた。実際に、上海及び日本国内の数箇所の研究会で、成果発表をおこない、批判をあおいだ。こうしてまとめた『研究成果報告書』の構成は、次のとおりである。第1章近代中国における<都市>の成立-不平等条約下の華と洋-第2章近代天津の都市コミュニティとナショナリズム第3章帝国の「分身」の崩壊と「異空間」の創出-第一次大戦期の天津租界接収問題をめぐって-第4章メディア文化とナショナリズム第5章日中通信問題の一断面-青島佐世保海底電線をめぐる多国間交渉-第6章天津租界電話問題をめぐる地域と国家間利害第7章戦時下における対華電気通信システムの展開-華北電信電話株式会社の創立から解体まで-第8章日中戦争期,東アジア地域におけるラジオ・メディア空間をめぐる政権の争覇第9章啓蒙と抗日のはざまで-国民政府による電化教育政策をめぐって-4年間で一定の成果を得たとはいえ、課題も残った。例えば、本研究の時期として設定していた1950年代の問題はほとんど触れることができず、第二次世界大戦後の都市やメディアの変化を明らかにできなかった。また、黄渤海地域の都市といいながら、結局中国サイドのそれしか留意できず、朝鮮半島や日本の都市に言及できなかった。こうした課題に対しては、日本を含めた北東アジアの諸地域を意識した研究が必要であると考えている。広範囲な地域における文書調査は今後も続けたい。夏期:1999年8月1日から17日まで、中国における調査、研究交流について。とくに、南京の中国第二歴史档案館にて「日偽華北電信電話有限公司」「華北交通株式会社」「内政部」関係の文書を閲覧した。また、同地にて、陳紅民教授(南京大学民国研究中心)、米寿江教授(江蘇行政学院)、胡国台教授(台湾中央研究院近代史研究所)らに、それぞれリサーチを受けた。こうした成果にもとづき、現在は「大戦下の電気通信ネットワークと華北電信電話株式会社」「天津租界電話問題をめぐる地域と国家間利害」というテーマで論文を執筆中である。南京の後おこなった天津での史料調査については、その成果をもりこんで、論文「近代天津の都市コミュニティとナショナリズム」を脱稿し、2000年3月の刊行をまっている段階である。冬期:1999年12月22日から2000年1月14日まで、台北での史料調査、研究交流について。中央研究院近代史

研究所档案館、国史館、国民党中史委員会、国家図書館、同別館にて、国民党ラジオ放送関連の史料を閲覧し、同時に中国広播公司で聞き取り調査を実施した。また、中央研究院近代史研究所「社会経済史組」(代表:林満紅教授)では、中国語で「日本的都市史研究情況」について報告した。台北での成果により、2000年2月12日北海道大学グローバリゼーション研究会ワークショップで「国民党のラジオ・メディア政策と電波戦争」と題して報告した。この他、東京で複写した史料や購入したマイクロ・フィルム「天津市政府公報」などを利用して、データ・ベースをつくり、研究課題名にもとづく研究および分析をおこなっている。1)学術レビュー:北京で北京広播学院副院長の張玉明氏、南京で南京大学民国史研究センターの張憲文氏、台湾・国史館の侯氏、来日中の台湾・中央研究院近代史研究所の林満紅氏、シンガポールで国立シンガポール大学のNg Chin-ong氏に、それぞれレビューをおこない、関連する史料情報を得たほか、研究テーマに関してアドバイスを受けた。2)史料調査:今年度も、引き続いて南京の中国第二歴史档案館および北京市档案館において、1920年以降の華北地域の都市化とメディアについて、とりわけラジオ放送に関する史料に重点をおいた調査に従事した。また、シンガポールの南洋理工大学Asian Media Information & Communication Centreおよび国立シンガポール大学においては、現代中国のメディア研究に関する成果を調査する機会を得た。さらに、国内では、昨年度に続いて国立公文書館にて傍聴に関する文書を調査したが、この作業は未完。3)成果:こうした活動を通じて、日本の国策通信会社として有名でありながらその全貌が不明だった華北電信電話株式会社についてようやく解明できる段階までにいたり、2本の論文を公表した。また、北京市档案館に所蔵されている戦時下成立の華北広播協会に関する文書目録を作成・公開した。さらに、戦前の東アジアにおけるラジオ放送について構造的に明らかにした論文は現在審査中にある。4)課題:まず、国民政府および華北政務委員会の情報・宣伝政策、とくに放送と映画が華北地域にもたらした影響を明らかにするとともに、日華間に敷設された海底電線にまつわる問題、沿海部都市化過程における租界回収問題などについて検討する予定である。本年度の主要な成果は次のとおりである。(1)第一次大戦が東アジア地域の都市にもたらした影響についての考察・大戦中布設された青島佐世保間の海底電線をめぐる日中間の外交交渉の全貌を初めて明らかにした。これは前年度に収集した台北の中央研究院近代史研究所の档案を用いた。⇒『東洋学報』第83巻第4号に掲載。・大戦後崩壊したドイツ、ロシア両帝国が天津に設置していた租界の返還交渉、及びその後の特別区設置の経緯について、同じく中央研究院近代史研究所の档案を用いて明らかにした。⇒『近きに在りて』第39号に掲載。(2)第二次大戦中の日中間の電波戦争についての考察・日中戦争期、日本(内地・外地)、満洲国、蒋介石政権、汪精衛政権といった主要なる政権主体間に起こった電波戦争を、アメリカ、イギリス、ソ連の放送戦略をまじえて分析し、1930年代から40年代の東アジア地域における放送宣伝戦略について明らかにした。
歯科インプラントの下歯槽神経損傷に対する脂肪由来幹細胞を用いた神経線維再生

口腔外科の診療において下歯槽神経を損傷してしまい、知覚異常を後遺障害として残してしまうことがある。このような神経損傷に対し、再生医療において注目されている幹細胞の中でも簡便かつ効率的に確保できる脂肪由来の幹細胞を紋地いて下歯槽神経線維の組織再生に関する検討を行うことを、本研究計画と目的とした。そこで、本研究計画では、歯科インプラントによる下歯槽神経線維損傷モデルラットを作成し、歯科インプラントによる下歯槽神経線維の損傷について評価した。具体的には、ラットの下顎管を穿孔させ、歯科インプラントによる神経損傷モデルラットを作成した。ラット氏に区より歯科インプラント埋入用高速切削器具により穿孔させた下顎管に歯科インプラントを模した金属棒を埋入し、下歯槽神経を損傷させる。30日後に行動科学的検討および生理神経学的検討、組織顎敵的検討を行い、神経線維損傷に伴う知覚異常を定量化した。埋入部位、埋入深度、真美入トルク値と近く以上について比較検討し、神経損傷モデル作成に最も適した値を決定し、これによって金属棒埋入による下歯槽神経損傷を定量化した。
アゲハの色嗜好性における雌雄差に関する神経行動学的研究

アゲハの求蜜行動を引き起こす生得的色嗜好性には性差がある。網膜の構成には性差はないことから、行動で見られた性差は脳における情報処理の計算にあると予想している。昨年度に引き続き頭部神経節の構造の比較を、視覚情報処理を行う視葉と視葉からの出力経路に着目して行った。詳しく観察するために、視葉にある神経叢に対し局所的に蛍光色素を注入し特定の神経が作る経路を同定した。しかし、視葉からの出力経路について明確な性差は見られなかった。よって、嗜好性の性差は情報処理の計算そのものの差を反映すると予測した。私は、波長情報が求蜜行動としてあらわれるまでの過程のどこに性差があるのかを、生理行動実験によって調べることにした。波長情報が行動に結びつくまでの過程は大きく2つにわけられる。一つは色の認識が確立まで、もう一つは行動の判断・制御である。まず前者と後者のどちらに性差があるのかを調べるため、「色誘導」現象を観察する行動実験系の確立を行った。「色誘導」とは、ある領域がその周りをある色ですべて囲まれると、その中央の色の見え方が変化する現象である。これは色を認識が注目する領域とその周囲の領域の両領域からくる波長情報の比較を行った結果生まれることを示している。よって、この現象により色情報処理過程の一部を行動によって観察することができる。アゲハに緑の上でのみ餌を与えると、緑にのみ求蜜行動を示すようになる。この個体は、背景が黒または灰色とき多くの色紙の中から学習色を正確に選ぶ。ところが、緑学習固体は、黄色の背景に色紙を並べられると黄緑を、一方青背景のときは青緑を選んだ。これは、背景色によって選んだ色紙が学習色に見えたことを意味する。他の学習色の場合も、同様の色誘導現象が起こった。以上の結果から、アゲハに色誘導現象があることが明らかになった。今後、学習色と選択色の関係をより詳しくしらべ、雌雄比較を行う。
咀嚼とその異常によって生成する各種ペプチドの生化学性状と生理作用

ヒト唾液にはproline-rich proteinやhi stidine-rich protein由来のペプチドが多数出現する。何故かプロト型のタンパク質が決まっている。しかしながら、これらに関する研究は非常に少ない。また、これらのペプチドが口腔内でどんな働きをしているかに関する研究も、シスタチンやヒスタチン、を除いて非常に少ない。さらに、咀嚼の異常によりどのようなペプチドが口腔内に出現するかに関する研究はほとんど見られない。そこで、我々はラットを用いて咬合異常に伴って唾液中に出現するペプチドを検索することを目的に本実験を企画した。本実験に先だってどのような条件下で異常なペプチドが出現するかを検索した。歯牙の抜歯や高シュークロース食飼育下で検索した。唾液をモルカットしHPLCにかけた。その結果、ラットではglutamine/glutamic acid-rich protein (Glix-rich protein)がプロト型のタンパク質であることを明らかにした。そして、2種類のGlix-rich proteinsのC-末端部分がいろいろな所で切断されることも明らかにした。Peak(p)21、p24、p26、p28およびp34は高シュークロース食飼育下で、p21およびp24は歯牙の抜歯下で有意に変化した。また、上顎側方拡大装置装着後ではp2.4、p21、p26、p27、p29あるいはp33が影響を受けた.そして、p19、p20,p21,p24,P28およびp33のアミノ酸配列を決定した。結果はそれぞれ、SPLGR,KLLAR,KLLARSPLGR,PPSADADAENVQEGESAPPAおよびGRPPKKIFPFFIYRであった。いずれもC-末端部分の断端であった。これらのペプチドがどうして各種の歯科処置術でそれぞれ異なった長さのペプチドとして口腔内に出現するかに関する研究は非常に興味があり、今回は明らかに出来なかったが、一つの推論が出来る。ラットはヒトと異なり唾液中にslgAが非常に少ない。従って、これらのペプチドは免疫学的にMHCIあるいはMHCIIの抗原提示に関わりT-細胞を活性化すると考えることができた。ヒト唾液にはproline-rich proteinやhi sti dine-rich protein由来のペプチドが多数出現する。ヒト唾液にはproline-rich proteinやhistidine-rich protein由来のペプチドが多数出現する。歯牙の抜歯や高シュークロース食飼育下で検索した(歯基礎誌、38巻6号)。その結果、ラットではglutamine/glutamic acid-rich protein(Glix-rich protein)がプロト型のタンパク質であることを明らかにした。そして、2種類のGlix-rich proteinsのC-末端がいろいろな所で切断されることも明らかにした。Peak(p)21,24,26,28および34は高シュークロース食飼育下で、p21およびp24は咬合不全で有意に変化した。

また、切歯離開後ではp20あるいはp21がさらに2つのpeakに切断された。そして、p19、20,21,24,28および31のアミノ酸配列を決定した。結果はそれぞれ、SPLGR,KLLAR,KLLARSPLGR,PPSADADAENVQEGESAPPAおよびGRPPKKIFPFFIYRであった。いずれもC-末端の切断端であった。これらのペプチドがどうして各種の歯科処置術でそれぞれ異なったペプチドとして口腔内に出現するかに関する研究は非常に興味があると思われる。ラットはヒトと異なりslgAが非常に少ない。従って、これらのペプチドは免疫学的にあるいは口腔予防的に非常に重要な作用をしていると考えることができる。今後その理由を明らかにしたい。ヒト唾液にはproline-rich proteinやhistidine-rich protein由来のペプチドが多数出現する。何故かプロト型のタンパク質が決まっている。しかしながら、これらに関する研究は非常に少ない。また、これらのペプチドが口腔内でどんな働きをしているかに関する研究も、シスタチンやヒスタチン、を除いて非常に少ない。さらに、咀嚼の異常によりどのようなペプチドが口腔内に出現するかに関する研究はほとんど見られない。そこで、我々はラットを用いて咬合異常に伴って唾液中に出現するペプチドを検索することを目的に本実験を企画した。本実験に先だってどのような条件下で異常なペプチドが出現するかを検索した。歯牙の抜歯や高シュークロース食飼育下で検索した。唾液をモルカットしHPLCにかけた。その結果、ラットではglutamine/glutamic acid-rich protein(Glix-rich protein)がプロト型のタンパク質であることを明らかにした。そして、2種類のGlix-rich proteinsのC-末端部分がいろいろな所で切断されることも明らかにした。Peak(p)21、p24、p26、p28およびp34は高シュークロース食飼育下で、p21およびp24は歯牙の抜歯下で有意に変化した。また、上顎側方拡大装置装着後ではp2.4、p21、p26、p27、p29あるいはp33が影響を受けた。そして、p19、p20、p21、p24、p28およびp33のアミノ酸配列を決定した。いずれもC-末端部分の断端であった。これらのペプチドがどうして各種の歯科処置術でそれぞれ異なった長さのペプチドとして口腔内に出現するかに関する研究は非常に興味があり、今回は明らかに出来なかったが、一つの推論が出来る。。
薬剤感受性遺伝子(E.coli gpt遺伝子)導入による悪性脳腫瘍に対する遺伝子療法

1、in vitroでGPT遺伝子を脳腫瘍培養細胞に導入すると6TXに対する感受性が著明に増加した。3、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いてin vivoでこの遺伝子療法を検討し、その有効性が認められた。4、レトロウイルスペクター産生細胞による腫瘍内遺伝子導入法を用いて、この6TX/GPT遺伝子治療の抗腫瘍効果をヌードマウスの脳腫瘍モデルで検討し、その有効生が認められた。上記の研究結果より脳腫瘍細胞にGPT遺伝子を導入すると6-thiox anthineに対して新たに感受性を持つことが明らかとなった。またこのシステム皮下腫瘍や脳腫瘍モデルに対しても有効であり、将来遺伝子治療に応用できる可能性が明らかとなった。さらにこの研究を発展させるためには、より優れた遺伝子導入方法の開発や遺伝子の改良が必要であると考えられる。現在までの研究成果について報告する。1)各種GPT遺伝子導入脳腫瘍培養細胞における6TXに対する感受性の検討し、このシステムの有効性がin vitroで認められた。3)この遺伝子治療をより臨床応用に近づけるために、レトロウイルスベクター産生細胞による脳腫瘍内遺伝子導入法の検討をした。脳腫瘍細胞のみに選択的に遺伝子導入が可能であり、レトロウイルスベクター産生細胞注入後2-3周目が最大であった。上記の研究結果より脳腫瘍細胞にGPT遺伝子を導入すると6-thioxanthineに対して新たに感受性を持つことが明らかとなった。またこのシステムは皮下腫瘍や脳腫瘍モデルに対しても有効であり、将来遺伝子治療に応用できる可能性が明らかとなった。今後、より臨床応用に近づけるためには、遺伝子導入をin vivoで行なう必要がある。平成8年度は、レトロウイルスベクター産生細胞を用いて脳腫瘍にin vivoで遺伝子導入を行い、このシステムの有効性あるいは、より有効な遺伝子導入法の利用を試していきたい。4、レトロウイルスベクター産生細胞による腫瘍内遺伝子導入法を用いて、この6TX/GPT遺伝子治療の抗腫瘍効果をヌードマウスの脳腫瘍モデルで検討し、その有効性が認められた。またこのシステムは皮下腫瘍や脳腫瘍モデルに対しても有効であり将来遺伝子治療に応用できる可能性が明らかとなった。
αカテニン結合因子の検索

本研究はαカテニンの機能領域の解析、これまで知られていないαカテニン結合因子の検索を目的としている。今年度得られた結果は以下のとおりである。1)αカテニンの機能部位カドヘリン分子の接着性にもまた細胞骨格との相互作用にも必要であるαカテニンのカルボキシル末端側領域について解析を進めた。その結果、カルボキシル末端側領域には少なくとも2つの機能領域が存在することが明かとなった。一つは分子のカルボキシル末端(アミノ酸771-906)で、この領域は細胞骨格系との結合に必要な領域である。もう一つはαカテニン分子の中央部(アミノ酸509-630)でこの領域はカドヘリン分子に接着能を発揮させるために必要な領域である。2)カドヘリン-カテニン間の結合様式の解明いろいろな方法を検討した結果αカテニン結合因子の検索にTwo Hybrid法が適していると考えられた。本年度はこのTwo Hybrid法の検定も兼ねて、カドヘリンのカテニン結合領域、αカテニン、βカテニン相互の結合について解析を進めた。その結果予想されていたようにカドヘリンのカテニン結合領域にはβカテニン、が結合しαカテニンは結合しないこと、αカテニンはβカテニンと結合することが示された。3)新規αカテニン結合タンパク質同定の試みTwo Hybrid法を用いてαカテニン結合タンパク質の単離を試みた。しかし、βカテニンものの単離には以外にいくつかの陽性クローンを得た。現在それらが本当にαカテニン結合タンパク質であるかどうか解析を進めている。
重複障碍児対象のディジタル教材マッチングシステムの開発及び地域・家庭との連携

本研究課題は、特別支援教育分野(特に肢体不自由)において、タブレット端末などを使ったデジタル教材の普及を目的としているものである。従来、自立活動の時間などで活用されてきた教材はアナログ(実物)であったが、対象となる子どもの発達や特性によってカスタマイズする必要があるとともに、保管場所も必要であり、学校内だけの利用に限られていた。デジタル教材は、タブレット端末の画面という制約はあるが、カスタマイズが容易であり、ネットワークのクラウド上に保管でき、学校だけではなく、養育施設や家庭でも利用可能である。本研究課題での成果の一つに、教材共有ネットワーク(TMSN http://www.narayogo.jpn.org/)がある。上記目的のために、発達や特性に応じ、教材を検索できる機能を持たせているほか、アナログ教材用としてカスタマイズしやすい実物教材の作り方を、デジタル教材としてOS別に掲載している。一時的な閲覧者だけではなく、デジタル教材をダウンロードするための会員登録数は日々増えており、ニーズを確認することができた。なお、本システムはマイクロソフト社のクラウドサービスAZURE上に設置しているため、自動でバックアップを行えるほか、画像自動認識システムを用い、教材を登録しやすいようにしている。しかし、現在Flash技術を用いたデジタル教材が多く、この技術が2020年に終了するため、クラウドファンディングなどによる一括変換システムの開発もしくは有志による変換の可能性を模索しているところである。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。データの蓄積保存が容易であるというディジタルの特性に着目し、肢体不自由および知的障がいの重複を対象としたディジタル教材を制作すること、制作するディジタル教材の内容を説明するメタデータを開発し付与すること、付与されたメタデータからマッチング検索できるシステムを開発し、他校と教材を共有すること、データベースにSNS機能を持たせ、家庭や地域の企業・団体との連携を図ることを目的とする。本研究課題により開発されるマッチングシステムが広く提供されれば、特別支援学校ののみならず、肢体不自由と知的障がいのある障がい児とその仮定、そして将来的に障がい者とともに生きる地域、とともに誰でもがいつでも学べる環境の一つとなる。平成28年度は、奈良県下の特別支援学校を教育実践の場とし、主に研究代表者である西端および研究協力者らが授業実践の記録をとったり、教員のニーズを掘り起こしたりなどの基礎的研究を行う。これらの記録やニーズをもとに、研究分担者や協力者らがユニバーサルデザインに基づいたインタフェースおよび教材の制作を行う。重複障がい及び障がいのある児童・生徒へのディジタル機器の利用については、研究分担者(医学博士)が医学的見地より検討・指導・助言を行う。障がいと開発するディジタル教材のマッチングの精度を上げるためのメタデータの開発、マッチングシステムの開発と管理についても研究分担者らが行う。また、現在稼働しているデータベースシステムのクラウド化については、研究協力者が中心となって行う。授業実践の記録、教員ニーズの聞きとりなど基礎的研究分野については滞りなく進んでいる。教材のマッチングをあげるためのメタデータの作成についても、文献研究を中心に進んでいる。しかし、年度途中での研究分担者の死亡、それに伴う研究分担者の追加により、マッチングシステムの開発については、予定より遅れているといわざるを得ない。しかし、年度末には現行稼働していシステムをクラウド上に展開することができたため、全体として、おおむね順調に進展しているといえる。本研究の目的は、データの蓄積・公開が容易であるディジタルの特性に着目し、肢体不自由及び知的障碍の重複を対象としたディジタル教材を制作すること、制作するディジタル教材の内容を説明するメタデータを開発し付与すること、付与されたメタデータからマッチング検索できるシステムを開発し、他校と教材を共有すること、データベースにSNS機能を持たせ家庭や地域の企業・団体との連携を図ることである。平成28年度は、クラウド上で稼働している教材データベースについて、(1)教材を利用している動画配信(2)教材のメタタグを利用した、機械学習による教材レコメンドシステム(3)自動バックアップシステムを実装する計画であった。また、教材の特性や発達の理論的検討を行うとともに、ディジタル教材もふやす予定であった。このうち、(3)自動バックアップについてはクラウド上で実装完了済みである。しかし、(1)動画配信(2)教材レコメンドシステムについては、クラウド技術の進展が早いこともあり、まだ完全には実装できていない。よって、来年度は、ネットワークやサーバに関する知識が豊富な研究分担者を追加したい。また、SNSなどで教材データベースの存在が全国的に知れ渡り、ユーザー数も増えている。さらに、メタデータ付与のために、教材の特性や発達の理論的検討を行い、さまざまな支援学校や放課後ディサービス等でディジタル教材を活用している先生方からの聞き取りを行っている。なお、本研究に関する図書の発行を予定しており、現在最終校正中である。発刊は2017年6月予定である。教材データベースに実装すべき、(1)動画配信(2)教材レコメンドシステム(3)自動バックアップについて、現在(3)しか実装できていない。その理由として、クラウド技術の進歩が速いことが挙げられる。よって、来年度は、ネットワークやサーバに関する知識が豊富な研究分担者を追加する。メタデータ付与のための理論的検討およびユーザからの聞き取りについては、滞りなく進行中である。

従来、自立活動の時間などで活用されてきた教材はアナログ(実物)であったが、対象となる子どもの発達や特性によってカスタマイズする必要があるとともに、保管場所も必要であり、学校内だけの利用に限られていた。デジタル教材は、タブレット端末の画面という制約はあるが、カスタマイズが容易であり、ネットワークのクラウド上に保管でき、学校だけではなく、養育施設や家庭でも利用可能である。本研究課題での成果の一つに、教材共有ネットワーク(TMSN http://www.narayogo.jpn.org/)がある。上記目的のために、発達や特性に応じ、教材を検索できる機能を持たせているほか、アナログ教材用としてカスタマイズしやすい実物教材の作り方を、デジタル教材としてOS別に掲載している。一時的な閲覧者だけではなく、デジタル教材をダウンロードするための会員登録数は日々増えており、ニーズを確認することができた。なお、本システムはマイクロソフト社のクラウドサービスAZURE上に設置しているため、自動でバックアップを行えるほか、画像自動認識システムを用い、教材を登録しやすいようにしている。しかし、現在Flash技術を用いたデジタル教材が多く、この技術が2020年に終了するため、クラウドファンディングなどによる一括変換システムの開発もしくは有志による変換の可能性を模索しているところである。マッチングシステムの開発の遅れを取り戻すとともに、メタデータの開発をさらに行う。マッチングシステムについては、児童・生徒、教員、保護者らがさらに適切な教材を選択できるよう、「機械学習」の理論および技術を取り入れ、レコメンド(推薦)ができるかどうか検討中である。研究計画の最終年度にあたるため、残りの(1)動画配信(2)教材レコメンドシステムについても速やかに実装を行い、検証を行う。今まで教育工学、教育システムなど、エンジニアリング視点からの学会では研究発表を行ってきたが、平成29年度は特別支援教育視点からの学会での研究発表を行いたい。さらに最近、Virtual Reality, Mixed Reality, Augmented Realityなど、現実世界とディジタル分野の融合技術が身近になってきている。特別支援教育におけるこれらの技術の活用可能性についても論じていきたい。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。