hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
力学的アプローチによる柔らかい制約システムの研究

本研究は,コンピュータ上の大規模なネットワーク構造を持つ情報を効果的に視覚化し,ユーザに対して直感的に働きかける,柔らかいインタラクション方式を確立し,そのための効率的な実現技術を開発することを目的として実施したものである.最終年度である平成16年度においては,大規模なネットワーク構造のための視覚化方式に関する研究を行った.これは,前年度に構築したネットワーク型情報の視覚化手法を基盤としたものである.この手法は,2次元グラフ配置を極めて高速に計算し,ユーザの操作に合わせて2次元グラフ配置を変形するという特徴を持ち,固有ベクトル計算を用いて内部的な高次元グラフ配置を求めた後,制約プログラミングによって適切な2次元平面への射影を求めるという方法を採用したものである.しかし,前年度の手法で用いられていた制約プログラミングは,限定的なものであり,柔らかい制約システムを採用しておらず,単純なインタラクション方式しかサポートしていなかった.本年度は,特に大規模なネットワーク型情報の対話的視覚化に適したものとなるように,制約プログラミングの部分を拡張し,柔らかい制約システムを導入することで,より使い勝手の良いインタラクション方式を実現した.より具体的には,ユーザがネットワーク構造の複数の部分に対して連続的な対話操作を行い,可能な限りユーザの意図に合わせてそれらの部分を視覚化することを可能にした.本研究の成果は,複数の国際会議及び国内会議において発表された.本研究では,コンピュータ上の大規模なネットワーク構造を持つ情報を効果的に視覚化し,ユーザに対して直感的に働きかける「柔らかい」インタラクション方式を新たに確立し,そのための効率的な実現技術を開発することを目的とする.その基盤として制約プログラミングを採用することで様々なシステムで容易に利用可能な技術とすることを目指し,それを可能にする形式的枠組みとして力学的アプローチに基づく新しい制約システムを構築する.初年度である平成14年度においては,本研究の基盤となるべき柔らかい制約システムに関する基礎研究を行った.具体的には,最初に,柔らかい制約システムの性質に関する理論的考察を行った.その際の重点として,制約の集合を効率的に解消できるようにするために望ましい条件を,可能な限り一般的な観点から明らかにすることに努めた.これによって,従来の制約解消法に対して,理論的な観点から裏付けを与えることが可能になった.次に,制約の集合を実際に解消するためのアルゴリズムに関する研究開発を行った.研究開発したアルゴリズムには,2つのものがある.第1のアルゴリズムでは,数千個の線形等式・不等式制約からなる集合を効率的に解消することを実現した.一方,第2のアルゴリズムでは,非線形制約が含まれる集合を処理できるようにすることで,対話型3次元グラフィクスのように高度な表現力を有するアプリケーションの構築を可能にした.これらのアルゴリズムは制約解消系ソフトウェアとして応用性の高い形で実装を行っており,平成15年度以降もさらなる改良を加えていく予定である.本研究では,コンピュータ上の大規模なネットワーク構造を持つ情報を効果的に視覚化し,ユーザに対して直感的に働きかける「柔らかい」インタラクション方式を新たに確立し,そのための効率的な実現技術を開発することを目的とする.その基盤として制約プログラミングを採用することで様々なシステムで容易に利用可能な技術とすることを目指し,それを可能にする形式的枠組みとして力学的アプローチに基づく新しい制約システムを構築する.第2年度である平成15年度においては,制約処理アルゴリズムとネットワーク構造視覚化方式に関する研究を行った.具体的には,柔らかい制約システムを処理するアルゴリズムとして,非線形な幾何制約からなる制約階層の新しい解消法を開発した.本手法は,重み付き最小2乗法を基礎とし,階層QR分解という技法を新たに導入することで,高精度な解の計算を可能にしている.次に,大規模なネットワーク構造を効果的に視覚化する方式として,高次元空間におけるグラフ配置を用いることで,グラフの対話的配置を実現する手法を開発した.本手法は,2次元グラフ配置を極めて高速に計算し,ユーザの操作に合わせて2次元グラフ配置を変形するという特徴を持つ.本手法は,内部的な高次元グラフ配置を固有ベクトル計算を用いて求めた後,制約プログラミングによって適切な2次元平面への射影を求めるという方法を新たに採用している.これらの研究成果は,複数の国際会議及び国内会議において発表された.本研究は,コンピュータ上の大規模なネットワーク構造を持つ情報を効果的に視覚化し,ユーザに対して直感的に働きかける,柔らかいインタラクション方式を確立し,そのための効率的な実現技術を開発することを目的として実施したものである.最終年度である平成16年度においては,大規模なネットワーク構造のための視覚化方式に関する研究を行った.これは,前年度に構築したネットワーク型情報の視覚化手法を基盤としたものである.この手法は,2次元グラフ配置を極めて高速に計算し,ユーザの操作に合わせて2次元グラフ配置を変形するという特徴を持ち,固有ベクトル計算を用いて内部的な高次元グラフ配置を求めた後,制約プログラミングによって適切な2次元平面への射影を求めるという方法を採用したものである.しかし,前年度の手法で用いられていた制約プログラミングは,限定的なものであり,柔らかい制約システムを採用しておらず,単純なインタラクション方式しかサポートしていなかった.本年度は,特に大規模なネットワーク型情報の対話的視覚化に適したものとなるように,制約プログラミングの部分を拡張し,柔らかい制約システムを導入することで,より使い勝手の良いインタラクション方式を実現した.より具体的には,ユーザがネットワーク構造の複数の部分に対して連続的な対話操作を行い,可能な限りユーザの意図に合わせてそれらの部分を視覚化することを可能にした.本研究の成果は,複数の国際会議及び国内会議において発表された.
機械刺激を用いて人の動作補正を行う認知アシストに関する研究

本研究は,事故につながる危険な動作が検知された場合に,動作中の上肢(肩,肘,前腕)および下肢(股,膝,足首)の主要関節筋(主動筋と拮抗筋)に機械的振動刺激を与えることにより運動錯覚等を生成し,人の動作を本人の動作意思とは異なる動作に自動的に補正する認知アシストを実現させるための研究であり,昨年度までの研究により,振動刺激の条件を変えるとそれに伴う動作変更量も変化することが分かってきた.今年度は,振動刺激により生じる動作変更量に対する関節角度や負荷の影響を調べ,筋の活動量変化も調べた.更に,肘と前腕や肘と肩等の複合動作における動作変化も実験で調べ,日常生活動作に対する動作変化も確認した.また,肘関節動作において関連する筋に加える機械的振動刺激の周波数を変化させることにより動作変化量が変化することを実験で証明し,筋肉に与える機械的振動刺激をコンピュータ制御することにより動作変更量を調整し,本人の動作意思とは異なる予め設定した動作に変更することに成功した.これにより,動作中の人の筋肉に加える機械的振動刺激を調整することにより動作を変更することが可能となり,環境認知機能の衰えた人の動作を自動的に補正し,事故を未然に防ぐ認知アシストの実現可能性が高まった.更に本研究では,日常生活での認知アシストの実現を目指し,本人の動作意思と他の人の動作意思を同時に推定することにより,人が他の人と動的な接触を持つ際の相互作用を推定する手法を提案した.これにより,他の人との相互作用が適切に遂行されているかどうかを判断できるようになり,不適切な動作を適切な動作へ自動変更するための認知アシストの技術を高めることが出来た.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動作支援を必要とする高齢者等の筋力弱者は,運動能力のみならず環境認知能力も衰えている場合が多い.本研究は,振動子を用いて機械的振動刺激を人体(筋肉)に与えることで発生する運動錯覚(位置感覚の誤認識)を利用することにより,環境認知機能の衰えた人等の動作を自動的に補正し,事故を未然に防ぐ認知アシストを実現させることを目指すものである.本研究の主な内容は,1機械的振動刺激を加えることによる人の動作の変化に関する研究,2外部から力を加えることなく,人の動作を直接かつ自然に思い通りの動作に調整する手法に関する研究,3事故を未然に防ぐために動作を自動的に安全な動作に補正する手法に関する研究の3点である.これらの研究により本人の筋力により動作を自動的に補正することにより事故を回避する認知アシストを実現させる.平成28年度では,人の上肢肘関節および下肢膝関節の主要筋肉に振動子を当て,連続的な関節運動を行いながら機械的振動刺激を与える実験を行い,どの筋肉にどの様にどの程度の振動刺激を加えると,どの程度の動作変化が生じるのかを明らかにした.その結果,機械的振動刺激を与えることで,連続的な動作においても動作変化が生じることが分かり,しかも動作変化に即応性があることが分かった.また,機械的振動刺激の刺激間隔を調整することにより動作変化率を変化させることに成功した.さらに,上肢肘関節に負荷を加えた状態で同様の実験を行い,負荷の大きさに応じて動作変化率が変化する傾向を見つけた.一方で,認知アシストに用いるため,環境と身体動作の相互作用を基に転倒事故の可能性を判断するロボット知能の開発を行った.平成28年度は,人の上肢,下肢,および体幹の主要関節筋に振動子をつけ,上肢あるいは下肢の運動を行いながら機械的振動刺激を与える実験を行い,どの筋肉にどの程度の周波数の刺激を加えるとどの程度の運動錯覚(位置感覚の誤認識)が生じ,どの程度の動作変化が生じるのかを明らかにすることを予定していた.それに対し,人の上肢肘関節および下肢膝関節の主要筋肉に振動子を当て,連続的な関節運動を行いながら機械的振動刺激を与える実験を行い,どの筋肉にどの様にどの程度の振動刺激を加えると,どの程度の動作変化が生じるのかを明らかにした.その結果,機械的振動刺激を与えることで連続的な動作においても動作変化が生じることを明らかにし,しかも動作変化に即応性があることも明らかにできた.また,機械的振動刺激の刺激間隔を調整することにより動作変化率を変化させることに成功した.さらに,上肢肘関節に負荷を加えた状態で同様の実験を行い,負荷の大きさに応じて動作変化率が変化する傾向を見つけた.一方で,認知アシストに用いるため,環境と身体動作の相互作用を基に転倒事故の可能性を判断するロボット知能の開発を行った.上述の通り,当初予定していたよりも多くの研究成果が得られており,国際会議等において研究成果を発表しているため,当初の計画以上に進展していると判断した.人の上肢肘関節および下肢膝関節の主要筋肉に振動子を当て,連続的な関節運動を行いながら機械的振動刺激を与える実験を行い,どの筋肉のどの部分にどの様にどの程度の振動刺激を加えると,どの様な動作変化が生じるのかを明らかにした.その結果,機械的振動刺激を与えることで連続的な動作においても動作変化が生じることを明らかにし,しかも動作変化に即応性があることを明らかにした.上肢肘関節の動作変化においては,上腕二頭筋と上腕三頭筋の肘関節に近い腱部に機械的振動刺激を加えることで,屈曲および伸展のどちらの運動でも動作変化が生じることを明らかにした.

また,前腕部に負荷が加わった状態(即ち,筋張力が生じている状態)で機械的振動刺激を加える実権も行い,日常生活を想定した状況における動作変化も明らかにした.さらに,前腕部の回内外運動に関連する筋肉に機械的振動刺激を与えることにより,前腕回内外動作も変更可能であることを明らかにした.また,下肢膝関節の伸展動作においては膝関節近くの腱部二ヶ所同時に機械的振動刺激を加えることが有効であることを示し,振動の位相を揃えることで動作変化が大きくなることを示した.これらの研究成果は国内の学術講演会および国内外での国際会議にて発表した.一方で,認知アシストにおける危険動作の研究に関しては,深層学習を用いて危険な状態に至る動作を学習させる手法を提案し,国際会議で研究成果を発表した.これまでに,日常生活動作において重要な肘屈伸運動,前腕回内外運動,膝伸展運動に関して機械的振動刺激による動作変化を明らかにしており,機械的振動刺激による動作変化の研究に関しては,ほぼ当初の研究計画通りに進んでいる.また,当初の予定であった危険動作データベースを作成する代わりに,強化学習により危険動作を学習する手法を提案したため,おおむね順調に進展している.本研究は,事故につながる危険な動作が検知された場合に,動作中の上肢(肩,肘,前腕)および下肢(股,膝,足首)の主要関節筋(主動筋と拮抗筋)に機械的振動刺激を与えることにより運動錯覚等を生成し,人の動作を本人の動作意思とは異なる動作に自動的に補正する認知アシストを実現させるための研究であり,昨年度までの研究により,振動刺激の条件を変えるとそれに伴う動作変更量も変化することが分かってきた.今年度は,振動刺激により生じる動作変更量に対する関節角度や負荷の影響を調べ,筋の活動量変化も調べた.更に,肘と前腕や肘と肩等の複合動作における動作変化も実験で調べ,日常生活動作に対する動作変化も確認した.また,肘関節動作において関連する筋に加える機械的振動刺激の周波数を変化させることにより動作変化量が変化することを実験で証明し,筋肉に与える機械的振動刺激をコンピュータ制御することにより動作変更量を調整し,本人の動作意思とは異なる予め設定した動作に変更することに成功した.これにより,動作中の人の筋肉に加える機械的振動刺激を調整することにより動作を変更することが可能となり,環境認知機能の衰えた人の動作を自動的に補正し,事故を未然に防ぐ認知アシストの実現可能性が高まった.更に本研究では,日常生活での認知アシストの実現を目指し,本人の動作意思と他の人の動作意思を同時に推定することにより,人が他の人と動的な接触を持つ際の相互作用を推定する手法を提案した.これにより,他の人との相互作用が適切に遂行されているかどうかを判断できるようになり,不適切な動作を適切な動作へ自動変更するための認知アシストの技術を高めることが出来た.
ナノギャップシステムを用いた強磁性単電子トランジスタの開発

前年度はNi系ナノギャップを利用し強磁性単電子トランジスタの室温動作を実証した。今年度は素子作製の高スループット化を視野に入れ、ナノシリコン弾道電子源を用いたプリンティング薄膜堆積法の提案と実験的・理論的検証を行った。極微量のCuCl2水溶液を塗布した基板を低気圧不活性ガス中で電子源と近接対向させ弾道電子を直接照射することにより、還元効果に基づくCu薄膜堆積現象を実証した。本手法はCuだけでなく強磁性金属にも適用できると考えられる。これらにより、常温・クリーン・低ダメージの新規固体薄膜堆積法としての有用性が明らかにされ、強磁性単電子デバイスの作製につながる微細プロセス技術を固めることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ナノギャップ空間に強制的に通電を行うことにより誘起される原子の移動現象を利用することで、強磁性単電子トランジスタ(FMSET)の作製および実験的検証を行う。本課題で提案するアクティべーション法とは、ナノギャップ電極に通電を行うことによるナノスケール構造の変動に伴うナノギャップの電気的な特性変化をリアルタイムにモニタリングすることで、簡便にナノスケールの構造制御が可能な技術である。これより、通電のみによる簡便な強磁性単電子トランジスタの作製手法の確立を目指す。本年度(平成26年度)では、これまで、我々が提案してきたナノギャップ電極間に通電を行うことによる原子の移動現象を用いて、原子数個分のコンタクトである量子ポイントコンタクト(QPC)の作製を行った。また、本手法により作製したFMSETの電気・磁気的特性の評価を室温・低温環境下にてそれぞれ行った。その結果、電流掃引条件を最適化することにより、室温下にてQPCの形成を示唆するコンダクタンスの離散変化を確認した。これは、通電のみによる非常に簡便なプロセスで原子単位の構造制御が可能であることを示している。また、アクティべーションプロセスにおいて、ナノギャップの抵抗が2値的に変化する抵抗スイッチング特性が確認された。これにより、不揮発性メモリ作製というアクティべーション法の新たな応用の可能性が見出された。さらに、電流が抑制されるクーロンブロッケード領域において磁気抵抗比が100%以上増大する現象を室温下にて確認した。この値は、理論計算で予想される多重接合系FMSETの磁気抵抗比増大と概ね一致している。このことは、低温下における実験結果からも裏付けられており、本手法による室温動作可能なFMSET実現の可能性が示された。本研究課題では、ナノギャップに通電した電流によって誘起される原子の移動現象を利用することで、簡便な強磁性単電子トランジスタ作製技法の確立を目指している。初年度(平成26年度)では、本手法によるナノ構造制御手法の高度化を図り、良好な磁気抵抗比の観測に成功した。次年度(平成27年度)では、ゲート電圧によるトンネル磁気抵抗効果の変調制御特性について詳細に検討し、ゲート・アイランド間にC結合/R結合/RC直列回路を有する各FMSETの作製・評価を行い、設計指針を模索する。
個体レーザー用希土類バナデ-ト単結晶のフラックス成長と相関係評価

新しい固体レーザ材料の開発を目的とした希土類バナデ-ト単結晶の育成と相関係評価を行った。LnVO_4-LiVO_3系からの結晶の析出過程の直接観察及び、LiVO_3フラックスを用いた温度差輸送法により、Pmを除く16種類の希土類バナデ-ト単結晶の育成に成功した。また、格子定数の組成依存性を詳細に評価することによりTmVO_4、YbVO_4、NdVO_4、LuVO_4、GdVO_4について結晶の不定比性の存在を示した。放射性元素であるPmを除く全ての希土類バナデ-トについて直接観察法による単結晶成長過程の観察を行った後、フラックス法でそれぞれの希土類バナデ-ト単結晶を育成した。直接観察は様々な組成で希土類バナデ-ト(LnVO_4)とLiVO_3フラックスを混合して、加熱溶融した後に徐冷し、結晶析出の過程をデジタルマイクロカメラ、コールドライト光源、ヒーター加熱用直流安定化電源を組み合わせて観察した。この結果、ScVO_4のみ成長過程でのモホロジー変化が異なることがわかった。LiVO_3をフラックスとして用いた単結晶成長では、温度差輸送法により最大3mm角の単結晶が育成できた。育成した単結晶は、水溶性のLiVO_3フラックスを温水で溶かして容易に取り出すことができた。YVO_4についてはすでにその不定比性を報告しているが、今回、TmVO_4、YbVO_4、NdVO_4、LuVO_4、GdVO_4について格子定数の組成依存性を詳細に評価した結果、YVO_4と同様の不定比性の存在が示された。この研究を通じて得られた結果は下記学会にて報告した。1、"RVO_4単結晶のフラックス成長"結晶成長国内会議(730a1B5)1996年7月2、"希土類バナデ-トの不定比性の検討"応用物理学会学術講演会(9PzH13)1996年9月3、"希土類バナデ-ト結晶の組成と格子定数"人工結晶討論会(3L11)1966年10月4、"固体レーザー用Yb:GdVO_4結晶の不定比性の検討"応用物理学関係連合講演会(28aN11)1997年3月新しい固体レーザ材料の開発を目的とした希土類バナデ-ト単結晶の育成と相関係評価を行った。1、"RVO_4単結晶のフラックス成長"結晶成長国内会議(730a1B5)1996年7月2、"希土類バナデ-トの不定比性の検討"応用物理学会学術講演会(9PzH13)1996年9月3、"希土類バナデ-ト結晶の組成と格子定数"人工結晶討論会(3L11)1966年10月4、"固体レーザー用Yb:GdVO_4結晶の不定比性の検討"応用物理学関係連合講演会(28aN11)1997年3月
重ね着した衣服の結露現象に関する研究

寒冷環境で激しく発汗した場合、最外衣の内側または外側に霜あるいは氷が付着し、外気への透湿が妨げられ、それが溶けると肌側へ水分が移行して、逆に身体を冷やし、体温を奪い、時として生命の危険にさらされる水分のUターン現象が大きな問題となってきた。本研究では、シミュレーターを用いて、実験的に最外布の内側に霜を付着させ、生成した霜の形態を北大の中谷らが行った雪の研究をもとに分類し、繊維材料の吸湿性や表面の親水・疎水性、織物の表面性質等の点から検討した。さらに、低温プラズマ処理により繊維表面を改質し、霜の生成にどのような影響を及ぼすのか、霜の生成を防ぐことにつながるのか、などについても検討した。織物表面に水蒸気がもたらされた場合、霜の生成現象は、微水滴が成長してできた水滴が生成する開始段階と、針状・鞘型結晶が成長する成長段階とに大別される。ポリエステルやナイロンのフィラメント織物の表面を超疎水化(theta>100°)したり、絹の表面を疎水化にすると、水滴が繊維表面に付着しにくく、その後の霜の成長が遅れ、表面を親水化処理すると、ポリエステルでは鞘型から屏風型へ、ナイロンでは屏風型から角柱へと、霜の成長が抑制された。また、開始段階の水滴の生成には、織物の表面性質(ケバの有無)も大きく作用する。このような研究から、霜の成長を抑制するためには、1織物表面への適度な高い撥水性の付与。2表面疎水性の繊維表面への親水化処理。水蒸気の過飽和度を低下させる。3内衣素材に高い吸湿性のあるものを用いる。4(織物に比べて結晶熱の移動量が少ない)多孔質フィルムの利用、などが効果的である事が明らかになった。今後、さらに詳しく繊維材料の材質や織物・編物の組織・設計や重ね着の改良によって、低温環境下での衣服の快適性と安全性を含む機能性が高められることが期待される。
日本古墳の形態の地理的変化に関する情報処理的研究

本研究は,データベースの存在を前提に前方後円墳の地理的な変化傾向を情報処理的に検出する手法の確立をめざしている.平成6年度中に達成した研究実績の概要を項目的にまとめるとつぎのようになる.(1)日本古墳,とくに畿内前方後円墳のデータを重点的に再調査し,データベースを補強したこと.(2)畿内の古墳について,地理上の座標位置(緯度と経度)を高精度で計測したこと.(3)定性的あるいは定量的に親縁性が定義できる古墳の集団をグル-ピングする手法を提案したこと.(4)仮定した親縁性のもとで形成される地理クラスターを畿内地域で実験的に抽出したこと.以上の実績は,基本的には畿内(奈良,大阪,兵庫,京都,和歌山)中心の実験的研究になっている.将来的には全国規模で前方後円墳の地理的な変化傾向を分析できる環境を整えたいと考えているが,解決すべき基礎的な問題が残っている.上記(3)と(4)は,本研究の中心をなす部分であって,情報処理の理論と実践の効果的な結合が要求されるところである.別記のとおり,(3)および(4)について一定の研究成果をあげているが,現在の段階はあくまで情報処理学の範疇における成果に限られている.本研究のめざす方向は,あくまで考古学的に意味のある知見を獲得できる実践的手法の確立であって,この意味からすれば上記(3)と(4)の成果についてさらに綿密な考古学的検証を加える必要がある.この点は,今後の研究課題として残されている.本研究は,データベースの存在を前提に前方後円墳の地理的な変化傾向を情報処理的に検出する手法の確立をめざしている.平成6年度中に達成した研究実績の概要を項目的にまとめるとつぎのようになる.(1)日本古墳,とくに畿内前方後円墳のデータを重点的に再調査し,データベースを補強したこと.(2)畿内の古墳について,地理上の座標位置(緯度と経度)を高精度で計測したこと.(3)定性的あるいは定量的に親縁性が定義できる古墳の集団をグル-ピングする手法を提案したこと.(4)仮定した親縁性のもとで形成される地理クラスターを畿内地域で実験的に抽出したこと.以上の実績は,基本的には畿内(奈良,大阪,兵庫,京都,和歌山)中心の実験的研究になっている.将来的には全国規模で前方後円墳の地理的な変化傾向を分析できる環境を整えたいと考えているが,解決すべき基礎的な問題が残っている.上記(3)と(4)は,本研究の中心をなす部分であって,情報処理の理論と実践の効果的な結合が要求されるところである.別記のとおり,(3)および(4)について一定の研究成果をあげているが,現在の段階はあくまで情報処理学の範疇における成果に限られている.本研究のめざす方向は,あくまで考古学的に意味のある知見を獲得できる実践的手法の確立であって,この意味からすれば上記(3)と(4)の成果についてさらに綿密な考古学的検証を加える必要がある.この点は,今後の研究課題として残されている.
減衰振動を応用した歯周組織診断装置の開発研究

歯周組織に囲まれた歯は、振動を加えた場合に一定の固有振動数を有し、共振現象が起こる。本研究は歯の振動応答を解析し、歯周組織の病的変化を力学的に評価するもので基礎的解析から臨床応用へと拡大し、3年計画で実用化研究を行った。平成7年度において試作開発したシステムを用い、これを臨床に使用可能な装置として装置の小型化ならびに単純化(ポ-タブルタイプ)を図り、顎模型によるモデル実験から得られた情報を踏まえて、平成8年度には1)歯の長軸方向(垂直方向)からの槌打が安定した成績が得られることから、長軸方向からの槌打による方法が適当であるとした。2)開発したシステムを用い、顎模型で得られた成績をボランティアによる生体のデータと対比するためコンピュータ処理した結果、減衰固有振動数、弾性定数、粘性定数および弾性定数と粘性定数との比などのパラメーターは、情報が十分でなく歯周疾患を想定した顎模型による基礎的検討が必要であると考えられた。以上から、平成9年度は、これまでの問題を解決するために、まず円柱棒に縦の切り込みを加えて複根歯模型を想定した歯根模型を作成し、減衰固有振動数に関連する各パラメーターを求めた。その結果、切り込みの幅を増すのに従い、また歯根内中隔の深さを浅くするに従い、各パラメーター値は小さくなること、さらにこのパラメータ値は歯を支持する歯周組織の面積に依存することを明らかにした。次いで臨床応用を踏まえ、市販の客観的測定装置であるPERITEST(〕CR○(/)R〔)およびMOBILITYCHECKER(〕CR○(/)R〔)による測定値と対比した結果、これらの測定値は単なる有効数字2桁の値での情報であるのに対し、本装置では異なる物性によるパラメータ値および減衰固有振動波動から豊富な情報が得られることを明らかにし、しかも再現性の高い測定法の開発に連なるものと考えられた。歯科領域において歯周組織の機能が正常か病的かを正しく客観的に知ることは診断、治療および予後管理を進める上で非常に重要なことである。歯と歯周組織は、振動を加えた場合に一定の固有振動数を有し、共振現象が起こる。本研究は、この歯の振動応答を解析し、歯周組織の病的変化を力学的に評価するもので試作装置を製作し、一連の研究計画に基づいて基礎的解析から臨床応用へと進める。本研究では,まず検出センサーの固定位置を歯牙模型の歯冠部に接着させた固定台の水平方向および歯冠部の垂直方向にそれぞれ移動させ,歯冠部に水平および垂直方向から衝撃荷重を加えた際の歯牙模型の振動応答を解析し,その固定位置が減衰固有振動数,弾性定数,粘性定数および弾性定数と粘性定数の比などの力学的パラメータに及ぼす影響について検討を加えた。その結果、平成7年度中に以下の結論が得られた。1.試作装置による解析から歯の植立状態の変化を補足できることを明らかにした。2.検出センサーの固定位置を水平方向へ移動させた場合,水平,垂直いずれの方向からの槌打でも、検出センサーと歯牙模型との距離が離れるにしたがい,減衰固有振動数,弾性定数,粘性定数および弾性定数と粘性定数との比はそれぞれ減少した。3.検出センサーの固定位置を垂直方向へ移動させた場合,水平槌打では検出センサーと歯牙模型上端との距離が離れるにしたがい,減衰固有振動数,弾性定数および粘性定数は増加し,弾性定数と粘性定数との比はそれぞれ減少した。これに対し,垂直槌打では減衰固有振動数,弾性定数,粘性定数および弾性定数と粘性定数との比は傾向的な変化が認められなかった。

歯周組織に囲まれた歯は、振動を加えた場合に一定の固有振動数を有し、共振現象が起こる。本研究はこの歯の振動応答を解析し、歯周組織の病的変化を力学的に評価するもので、一連の研究計画に基づいて基礎的解析から臨床応用へと拡大して臨床応用を意図するものである。平成7年度において試作開発したシステムを用い、これを臨床に使用可能な装置として装置の小型化ならびに単純化(ポ-タブルタイプ)を図り、顎模型によるモデル実験から得られた情報を踏まえてボランティアによる臨床実験を進めた。平成8年度、得られた成果の概要は以下の通りである。1)平成7年度の成績から槌打方向による影響は、歯の長軸方向(垂直方向)からの槌打が安定した成績が得られることから、主として長軸方向からの槌打による方法が適当である。また臨床応用にあたって加速度センサーの歯への固定法に難点があり、ラバーダム用のクランプにセンサーを固定して行う方法が検討された。2)開発したシステムを用い、顎模型で得られた成績をボランティアによる生体のデータと対比するためコンピュータ処理した結果、減衰固有振動数、弾性定数、粘性定数および弾性定数と粘性定数との比などのパラメーターは、歯の長さ、太さ、形態により異なる値が得られたが、歯根の数(複根歯と単根歯)や歯周環境などの影響を受けることから、これらの影響を評価するため、歯周疾患を想定した顎模型による基礎的検討が必要であると考えられた。3)上記2)の問題を解決するため、円柱棒に縦の切り込みを加えて複根歯模型を想定した歯根模型を作成し、減衰固有振動数に関連する各パラメーターを求めた。その結果切り込みの幅が増す(複根の離開)に従い、各パラメーターの値は小さくなった。本研究は歯の振動応答を解析し、歯周組織の病的変化を力学的に評価するもので基礎的解析から臨床応用へと拡大し、3年計画で実用化研究を行ったた。平成7年度において試作開発したシステムを用い、これを臨床に使用可能な装置として装置の小型化ならびに単純化(ポ-タブルタイプ)を図り、顎模型によるモデル実験から得られた情報を踏まえて、平成8年度には1)歯の長軸方向(垂直方向)からの槌打が安定した成績が得られることから、長軸方向からの槌打による方法が適当であるとした。2)開発したシステムを用い、顎模型で得られた成績をボランティアによる生体のデータと対比するためコンピューター処理した結果。減衰固有振動数、弾性定数、粘性定数および弾性定数と粘性定数との比などのパラメーターは、情報が十分でなく歯周疾患を想定した顎模型による基礎的検討が必要であると考えられた。以上から、平成9年度は、これまでの問題を解決するために、まず円柱棒に縦の切り込みを加えて複根歯模型を想定した歯根模型を作成し、減衰固有振動数に関連する各パラメーターを求めた。その結果、切り込みの幅を増すに従い、また歯根内中隔の深さを浅くするに従い、各パラメーター値は小さくなること、さらにこのパラメータ値は歯を支持する歯周組織の面積に依存することを明らかにした。次いで臨床応用を踏まえ、市販の客観的測定装置であるPERITEST(R)およびMOBILITYCHECKER(R)による測定値と対比した結果、これらの測定値は単なる有効数字2桁の値での情報であるのに対し、本装置では異なる物性によるパラメータ値および減衰固有振動波動から豊富な情報が得られることを明らかにし、しかも再現性の高い測定法の開発に連なるものと考えられた。
映像コンテンツの協同的視聴を可能とする学習モデルの実証的研究

研究目的映像コンテンツを視聴する学習では、物の名前や道具の名前といった基礎知識を教授する場合や、その物の変化や動きといった応用知識を教授する場合がある。どのような学習モデルをすれば、それぞれの理解がより深まるかを明らかにするため、研究を行った。研究方法一斉授業において、学習内容が盛り込まれている映像コンテンツを視聴する際に、二つの異なった方法を試みた。一つは、コンテンツに写っている物の名称や物の状態(色や大きさ、質感など)を「言葉」として投影画像に書き込んでいく視聴方法で、もう一つは、その物が動いたり伸縮したりする変化を、矢印などの動きのある「線や記号」で投影画像に書き込んでいく視聴方法である。また投影映像に書き込まない知識は、隣接する黒板に書くこととした。研究成果基礎知識を理解させる場合、直接映像コンテンツに書き込む学習モデルより、離れた黒板などに書き込む学習モデルの方がやや理解が深まった。一方、物の変化や現象の動きなどを理解させる場合は、黒板などに書くモデルより、映像コンテンツに直接書き込む学習モデルの方がより理解が深まった。特に理解度で下位に位置している児童生徒に対しては、この傾向が強く、直接映像コンテンツに書き込み教授するだけであると、知識の定着は低いままであることが明らかとなった。
分子性導体における低次元揺らぎの織り成す多様なスピン状態の理論的研究

多様な電子状態を見せる分子性導体において、それぞれの物質に即したモデルを構築し、強相関電子系における量子スピン自由度を解析するのに適した手法、すなわち基底状態については厳密対角化法、有限温度については量子モンテカルロ法などの数値的手法を組み合わせ、物理量の計算を行い、相図を描くことにより重要なパラメータの同定をすることを目標としている。本年度の成果として電荷フラストレーション系として知られる本系に対する異方的三角格子上の有効モデル計算を行い、電荷秩序絶縁体が競合する領域を調べた。長距離クーロン力が効くと長周期の波数の電荷揺らぎが発達することを見出し、実験を説明した。この状態は、従来議論されていた3倍周期の電荷揺らぎとは本質的に異なり、むしろストライプ型の電荷秩序がフラストレーションにより傾いたものであることをダイナミクスの計算結果等から導いた。2)電荷秩序の磁場による増大磁場下での電荷秩序系の振る舞いを調べるため、1次元拡張ハバードモデルにゼーマン項を加え、解析的および数値的に解析した。その結果、磁場の関数として単調に電荷秩序相関が育つち磁場無限大の極限で実現するスピンレスフェルミオンモデルの結果につながることを示した。これは、磁場によるスピン偏極が電子の運動エネルギーを抑制し、有効的に電子相関効果を増大するからであることを見出した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の成果として1) Pd(dmit)2系のスピン間相互作用の評価とスピン電荷状態の解析金属錯体であるPd(dmit)2分子が構成要素となる電荷移動錯体結晶は、強いダイマー化により常圧でモット絶縁体として振る舞い、対となる1価陽イオンの種類によって同形構造にもかかわらず低温で反強磁性転移、スピン液体挙動、電荷秩序やボンド秩序による非磁性転移、とじつに多様な磁気的振る舞いを見せる。その系統的理解を得る目的のため、陽イオンを替えたそれぞれの物質に対する第一原理計算によるバンド構造に対し、強束縛数値フィッティングを行い分子間および分子ダイマー間の有効遷移積分を系統的に導くことができた。それらの結果、量子スピン系としてみたとき従来議論されていた「正方格子+斜め方向の相互作用」という描像よりも、ある特定の方向が強い「1次元鎖+フラストレートした鎖間結合」という見方が適切であることを提唱した。また、多軌道自由度が絡んだ電荷秩序状態を平均場近似によって調べ、電子相関と電子格子相互作用が絡んだ新規の分子内電荷秩序状態が実現していることがわかった。その中で本年はスピン液体挙動が注目されているPd(dmit)2系についての第一原理計算とモデル計算を組み合わせた手法により、定量的にモデルを構築することができ、また実験で発現しているフラストレートした量子スピン系のメカニズムに迫ることができた。これは研究課題に沿った成果でありまた波及効果も大きいことが期待できるので評価できる。一方で当初具体的なテーマとして掲げた擬1次元系の数値シミュレーションについては十分に成果は上げることはできなかったが、実験研究の進捗とも合わせ国内外の研究者と議論した上で研究実施テーマを柔軟に選定した結果であり、現在まで研究目的はおおむね順調に進展していると考えている。上記の研究実績を受けて、成果を論文として早急にまとめ発表したい。それによりPd(dmit)2系の系統的理解を初めて理論的研究において提示することができ、また一方で凝縮系物理の主要な問題の1つであるスピン液体状態の実現に対する重要な情報を発信することができると期待する。

その上で、分子性スピン液体物質の理論を構築したい。近年複数の分子性導体系において磁気転移が抑制され最低温まで常磁性状態が保たれることが発見されている。これは通常期待されるスピンシングレット形成によるギャップ形成とは異なり、有限の状態密度を示唆している。これらの実験結果を理解するため、物質の磁気的性質をモデル化できる異方的な三角格子上のハイゼンベルグモデルを考慮し、また微少な乱れの影響を調べる。一方で当初具体的なテーマとして掲げた擬1次元系の数値シミュレーションについては数値計算結果を解析し、実験と比較することによって成果として論文発表したい。25年度が最終年度であるため、記入しない。
化学物質過敏症のアレルギー的側面(シックハウス症候群の検討)

平成13年度より関西医科大学耳鼻咽喉科アレルギー外来において化学物質過敏症、シックハウス症候群と思われる患者に対する検討を行っている。2002年末までに23家族25名(男性8名、女性17名)にのぼる対象者の検討を行った。検討項目は詳細な問診に続き、視診による局所所見の状態、鼻汁好酸球検査、血液生化学検査、呼吸機能検査、指標追試検査、状態特性不安検査(STAI問診票)などである。ほぼ全例で眼、鼻、咽喉等刺激症状を自覚しており、その他には頭痛、蕁麻疹、眩量、全身倦怠感、呼吸困難などのいわゆる不定愁訴が見受けられた。視診では眼、鼻咽喉粘膜の非特異的発赤を認めるのみであった。鼻汁好酸球、IgE陽性率からみるとアレルギー疾患との相関は明らかではなかった。ホルムアルデヒド特異的IgE陽性例は25例中一例も認めなかった。呼吸機能検査では数例の喘息患者以外はほぼ正常範囲であった。指標追試検査では検査実施した20例中の15例(75%)にladder状波形を認めた。STAI問診票によるスコア分布は状態不安がIII、IV、Vが2030%ずつの分布に対し特性不安はVが72%と高値を示した。14年度よりは北里研究所病院に準じて内服、点滴、酸素吸入などの治療も開始している。全例ではないが症状の軽快とともにladder状波形は軽減し、STAI問診票による状態特性の不安スコアは低下していた。厚生労働省のシックハウス症候群研究班からは14年末に、シックハウス症候群の定義を「化学物質・アレルゲン・微生物などの影響による、家庭内環境の微妙な変化で健康障害が起きた状態」とするという一定の答申がでている。我々の検討でもおおむねこの答申に同意はできるが、最近では新改築家屋のみならず職場環境により発症したと考え得る患者と接する機会が増えている。「家庭内環境」という用語に関しては検討の価値があるものと感じている。検討方法は関西医科大学耳鼻咽喉科アレルギー外来を受診する患者の中から、化学物質過敏症様症状(いわゆるシックハウス症候群)を呈する患者21例(男性6名女性15名)に対し詳細な問診検査、視診による局所症状検査、血液生化学検査、鼻汁好酸球検査、生理機能検査として視追指標検査などを施行した。希望する症例には生活環境のホルムアルデヒド濃度の測定も行った。ほぼ全員が眼、鼻、咽頭の刺激症状を訴えており、その他頭痛、眩最、全身倦怠感、呼吸困難、発疹などいわゆる不定愁訴が多く認められた。視診上は各部位の粘膜が非特異的に発赤している程度で著明な変化は認められなかった。12名には通年性もしくは季節性のアレルギー体質が認められた。しかし受診時に鼻汁好酸球が陽性であった症例は6例と以外と低かった。15例の患者にSTAI(状態不安特性検査)問診表を記入してもらったが全員スコアはIII以上で多くはIV、Vの範疇であった。また19例にホルムアルデヒドIgE検査を施行したが陽性例は認められなかった。症状の発現は、新築リフォーム直後から一年後までとばらついてはいるがほとんどが数カ月以内に発症していた。ホルムアルデヒド濃度はほとんどの家庭で厚生労働省の基準値である0.08ppmを越えていたが、経時的には減少傾向を認めた。研究代表者が以前に検討した研究では症状のない家屋においても室内ホルムアルデヒド濃度は基準値を超える結果であった。これは今後の我々を取り巻く環境の中で化学物質過敏症様症状が発症する可能性が少なくないことを示唆しているものと考えられる。症状発現のメカニズムはどうなのかという点だが、アレルギーがあるから発症し易いという傾向は、今回の検討からは認められなかった。症状から類推すると感作性で発症するというよりは刺激性により感化されている可能性があるのではないかと考えられた。

厚生労働省のシックハウス症候群研究班からは14年末に、シックハウス症候群の定義を「化学物質・アレルゲン・微生物などの影響による、家庭内環境の微妙な変化で健康障害が起きた状態」とするという一定の答申がでている。我々の検討でもおおむねこの答申に同意はできるが、最近では新改築家屋のみならず職場環境により発症したと考え得る患者と接する機会が増えている。「家庭内環境」という用語に関しては検討の価値があるものと感じている。
偏微分方程式の数値解析理論の先端技術への応用に関する総合的研究

本研究の目的は、応用指向型の基礎研究を強化し、偏微分方程式の数値解析理論の整備とその成果の先端技術への移転を促進することであった。重点目標を以下の通り設定し、それぞれについて次のような成果を得た。1.偏微分方程式の数値解析理論の先端技術への応用という観点から新しい数値的方法を開発し、その数学的基本理論を引き続き展開する。主な成果-高精度計算法の開発、非適切な問題に対するファジィ理論の応用ならびに適切性と安定化の研究、無限領域および角による特異性の現れる問題に対する有限要素近似・境界要素近似の数学解析、ナビエ・ストークス方程式に対する高精度風上型有限要素法および安定化有限要素近似法の数学理論と実際的計算、代用電荷法の数学的研究、非線形力学の数学理論と近似法。2.先端技術開発において必要な工学上の諸問題に対する数理モデルの再検討とその数理モデルに対する解析法と計算法の一層の向上を図る。主な成果-逆解析における材料物性予測法と構造設計法・最適設計法、高精度計算法と強い非線形現象の解析のための境界要素法の適用、自由表面をもつ現象に対する有効な実際的計算法の開発自動要素分割法と解適応型再分割法の流れ問題への実際的応用、弾性波動論の積分方程式に基づく亀裂および破壊の動的解析と評価。3.理学・工学にまたがる広領域研究分野の統合、共同研究を更に促進し、3年間の研究成果を報告書にまとめる。主な成果-理学・工学共同参加による計7回の本研究主催の研究集会、研究成果報告書の刊行。本研究の目的が、偏微分方程式の数値解析理論の先端技術への応用という観点から新しい数値的方法を開発し、その数学的基礎理論を展開することと、先端技術開発において必要な工学上の諸問題に対する数理モデルの再検討とその数理モデルに対する解析法や計算法の開発並びに向上を図ることにあったため、研究初年度においては主に独創的な計算法の数学的基礎理論の研究に重点を置いた。偏微分方程式の数値解法が大型コンピュータの登場によって応用が先行したために、ややもすると基礎数理が軽視されることもあったが、理論に立ち戻った検討を目指した。研究はまず、分担者がそれぞれの専門領域で持っている知識のなかで、数学理論の展開に役立つ部分を積極的に発表し合うことから始めた。さらに先端技術へ利用効果の高い数値計算法として、より高い精度で高速な手法を確立するために可能と思われる理論の総合研究を行った。本年度の具体的な内容については次の通りであった。1.非線形偏微分方程式の有限要素近似2.境界要素法の数学的基礎付け3.代用電荷法の数学的理論解析4階位空間の応用、ウェーブレットの研究5ポアソン方程式の高速解法6自由境界問題のモデリングと数値解法7.粘性流体の流れの数値解析8.破壊力学の数理9.先端技術における逆問題の数値解析。これらのテーマについて、以下の研究打合せと研究集会を主な討議の場として協議・研究連絡を行った。1.第23回C&Aサマーセミナー、大阪工業大学、1992.9.3-5.2.京都大学数理解析研究所研究集会「工学に現れる偏微分方程式の数値解析とその周辺(II)」1993.1.18-213.第42回応用力学連合講演会、日本学術会議会議室、1993.1.26-28.4.科学研究費総合(A)研究集会「偏微分方程式の数値解析-理論と数値計算」、大阪工業大学、1993.3.8-10.本研究の目的を、応用指向型の基礎研究を強化し、偏微分方程式の数値解析理論の整備とその成果の先端技術への移転を促進することとした。函数方程式の理論とその近似理論に関連して発展してきた種々の数値解析理論、工学的要求から開発された計算手法等、各研究分野での知識を調査し、共同で検討を加えて先端技術への応用に資することが最大の目的である。重点目標として以下の通り設定した。

1.偏微分方程式の数値解析理論の先端技術への応用という観点から新しい数値的方法を開発し、その数学的基礎理論を展開する。2.先端技術開発において必要な工学上の諸問題に対する数理モデルの再検討とその数理モデルに対する解析法と計算法の開発並びに向上を図る。3.理学・工学にまたがる広領域研究分野の統合、共同研究の促進。2年目の本年度は主に工学上の応用に重点を置き、工学の信頼性ある計算道具として実用となる研究を念頭に置きながら、具体的な諸問題への適用を図った。研究実施計画の本年度分は次の通りであった。1.自由表面を有する流体の動的挙動の数値解析。2.弾性問題の高精度解析法。3.非線形弾性問題の積分方程式を基礎とする新解法。4.弾性波動論の非破壊評価への応用。5.偏微分方程式の係数推定に関する逆解析。6.構造問題のシンセシスと関連する逆問題。7.最適設計のための感度解析法。8.電磁システムのシミュレーションと設計への応用。9.気象現象、特に地形性降雨の解析。これらのテーマについて、以下の研究打合わせと研究集会を主な討議の場として協議・研究連絡を行った。1.科学研究費総合(A)研究集会「粘性流れ問題の近似スキームと数値シミュレーション」、京都大学数理解析研究所、登坂宣好・田端正久・磯祐介幹事、1993.8.16-18.2.京都大学数理解析研究所研究集会「工学に現れる偏微分方程式の数値解析とその周辺(III)」との合併、磯祐介幹事、従来通り、本研究の目的を、応用指向型の基礎研究を強化し、偏微分方程式の数値解析理論の整備とその成果の先端技術への移転を促進することとした。重点目標として以下の通り設定した。(1)偏微分方程式の数値解析理論の先端技術への応用という観点から新しい数値的方法を開発し、その数学的基礎理論を引き続き展開する。(2)先端技術開発において必要な工学上の諸問題に対する数理モデルの再検討とその数理モデルに対する解析法と計算法の一層の向上を図る。(3)理学・工学にまたがる広領域研究分野の統合共同研究を更に促進し、最終年度として3年間の研究成果を報告書にまとめる。3年継続の最終年度として総合研究を総括する意味から、異種の数値解法を結合した解法に対する数学的な解析や、工学的な計算ツールとしては不可欠な「解の品質保証付き計算法」を研究計画に加え、この方面を専門としている研究者との交流研究会やシンポジウムにおいて行い、それらの数学的側面を調査した。さらに2ヶ年間の研究成果に基づいて、先端技術開発に真に有利な理工学上の数値的方法としていかなるものがあるかの結論を導き、その分野における地位を確立するために成果の公表と実際的問題に対処するための指導手引きを研究成果報告書(冊子)として公刊する。具体的な内容については次の通りであった。1.非線形偏微分方程式の有限要素近以2.境界要素法の数学的基礎付け3.代用電荷法の数学的理論解析4.非線形偏微分方程式の解構造の研究5.ウェーブレットの研究6.ポアソン方程式の高速解法7.自由境界問題のモデリングと数値方法8.粘性流体の流れの数値解析9.破壊力学の数理10.先端技術における逆問題の数値解析、等々の数学的理論研究に属する分野である。
生物の適応度に直結する体サイズの進化が,姿勢によって制約されているのかを探るため,現生這歩き動物で最大サイズを誇るワニ類に着目した.本研究は,1現生ワニにおいてサイズ依存の姿勢・骨ひずみ変化を直接測定し,2現生・化石ワニにおいて体サイズ依存の四肢骨強度の変化を調べることで,這歩き動物の体サイズ限界の理論的予測を可能にすることを目的とする.これにより,這歩き→直立姿勢への移行が起きた体サイズ範囲を推定できるようになり,四足動物の姿勢・体サイズ進化の一端が明らかになる見通しである.生物の適応度に直結する体サイズの進化が,姿勢によって制約されているのかを探るため,現生這歩き動物で最大サイズを誇るワニ類に着目した.本研究は,1現生ワニにおいてサイズ依存の姿勢・骨ひずみ変化を直接測定し,2現生・化石ワニにおいて体サイズ依存の四肢骨強度の変化を調べることで,這歩き動物の体サイズ限界の理論的予測を可能にすることを目的とする.これにより,這歩き→直立姿勢への移行が起きた体サイズ範囲を推定できるようになり,四足動物の姿勢・体サイズ進化の一端が明らかになる見通しである.
腎移植における特異的MLR抑制性リンパ球に関する研究

当該研究期間における生体腎移植症例数は3例であったが、このうち2例が創感染を生じ、拒絶反応のモニタリングとして不適切であることが判明した。これらの症例のリンパ球は、本研究の当初の目的には適さなかったが、T細胞の動向については当教室の平賀らが第30回移植学会総会で発表している。1例のMLRのみが本研究に適していた。この症例の移植後MLRは以前に筆者が発表(日本移植学会誌25巻1号)したとおり抑制されていることが明かとなったが、そのドナー特異的リンパ球を培養するには至っていない。この理由として、(1)術前に確保したリンパ球の絶対数が不足していること。(2)臨床症例を対象としているため、術後長期にわたる頻回の採血について患者の同意が得にくいことが問題となった。そこで、上記の問題を解決するため、本研究の対象を当初の臨床研究から実験動物へ移行させ、さらに、現在移植学会で国際的に関心の高まっている異種移植へ本研究を応用するために、ブタ・イヌ間での臓器移植前後におけるMLRの動向を観察する方針とした。現在までに施工した実験は、胎児ブタから成犬への肝移植10例と腎移植5例である。いづれも免疫抑制剤を使用せずに移植を行っている。結果として、胎児をドナーとした異種移植において腎移植で60分、肝移植で24時間生着を認めた。免疫抑制剤を用いていないにもかかわらずこの間のMLRは増加しておらず、胎児の抗原はこの時間内ではリンパ球を感作していない可能性が示唆された。現在、成ブタから成犬への臓器移植を行っており、上記の結果と比較検討する予定である。
音声リズムにおける「らしさ」の解明と外国語教育への応用

本研究は英語、ドイツ語、フランス語の「らしさ」が「リズム」に関係するとの前提から日本人学習者を初級者と中・上級者のグループに分けてコーパスを構築し、外国語発話における「リズム」の分析を行った。リズムを構成する音響パラメータのうちアクセント表示機能と境界表示機能そして韻質の特徴において日本語話者が的確に制御できずに母語の影響が大きく関与していることが結論づけられた。また、自立学習用のオンライン学習ソフトの開発を行った。本研究の目的は、音声言語に含まれるその言語「らしさ」を解明し、外国語教育に応用することである。言語「らしさ」とは、外国語で音声コミュニケーションを行う際に発話意図が正しく母語話者に伝わり、同時に母語話者にとっても違和感なく受容できる程度の言語音声を指す。外国語音声の習得において音声のリズムがその言語「らしさ」を最もよく反映するパラメータの一つと考えられ、リズムを正しく捉え、リズム単位の発話ができることは相互理解を行う上で欠くことができない。特に本年度の目的は、対象外国語の発話単位であるリズムを分析し、「らしさ」を音響的側面から調べることであった。リズムを構成する単位は、言語によりストレスもしくはシラブル、モーラを基本単位として循環的に繰り返す。この言語リズムの類型は音節構造に由来し、発話中の母音長と子音長の割合およびその標準偏差が言語「らしさ」を特徴づけると考える。このため英語、ドイツ語、フランス語の3言語の発話中の母音および子音を音響分析ソフトや機器類を用いて音響パラメータを測定し、値を分析した。3言語の母語話者各5人の発話を音声学研究室付属防音室、CALL準備室などで録音し、これを各言語の日本人上級学習者15人、初級学習者15人計30人ずつと比較して、母語話者と日本人学習者の発音の実態を調べた。テスト文は平叙文、決定疑問文、補足疑問文、命令文、従属文各5文の計25文である。母語話者、日本人学習者の発話を定量的に検証した結果、英語、ドイツ語、フランス語のそれぞれを特徴付ける値が示された。また、特に日本人の初級学習者の文アクセント位置にも3言語に共通する特徴が観察された。さらに3言語とも母語話者、上級学習者、初級学習者の順で子音の標準偏差に有意な値が得られ、学習による上達の差異が示唆された。・昨年度よりの分析を継続中。韻律的特徴の一つであるリズムは、各言語の音響パラメータが主要な役割を果たし、英語、ドイツ語では強さ(intensity)が、フランス語、日本語では長さ(duration)がその役割を担うとされる。英語、ドイツ語は強さによりアクセントの弁別機能が行われ、アクセント位置では強調的な、その他のところでは弱調的な調音が行われる。フランス語はフレーズ末の音節が長くなることと比較すると、日本語母語話者にとって上記3言語の生成と知覚の両面において困難が生じる。・英語のアクセント位置の強さに関して日本人初学習者は、十分な精度で英語母語話者のそれを再現することができた。長さではアクセントの有無に関係なく、とりわけ無声摩擦子音では英語母語話者と日本人初学習者との間で大きな差異は見られなかった。母音の長さは英語母語話者の場合アクセントの有無により大きく変わるが、日本人初学習者ではアクセントの有無による影響が殆どみられず、常にほぼ一定の長さを維持する傾向が見られた。・ドイツ語で人称語尾/en/及びその縮約形/n/の生成と知覚に関する実験を行った結果、初学習者では両面でシュワー音削除形の習得が低度であり、基底となる形と縮約形との間の結びつきに欠けることが明らかになった。ただし、語彙量の増加により両面での改善が見られた。・フランス語ではフレーズの境界表示機能に文末音節の長さが主要な機能を担っているが、文末音節の長さも母語話者と日本人の区別に関与しているとみられる。・母語の違い及び外国語習得の関係を探るためにドイツ語とフランス語の第2外国語学習者各20人にテキストの聴取と録音をし、現在分析中である。・次年度に向けて発音プログラム作成のために理論的な枠組みに取り組んだ。インターネットで学習者の進度に合わせて教材を配信できるようなプログラムのプロトタイプを作成した。今年度は本研究遂行最終年度にあたり、3言語の音声実験・音声分析を継続しながらこの3年間の成果をまとめる作業を行った。本年度の成果は以下のとおりである:・英語については初級者、上級者および英語母語話者とも子音部を含む韻律単位の長さの傾向は類似するが、初級者と母語話者との母音部の長さの懸隔はもっとも大きく、上級者はその中間に位置する。母語話者は強勢のある音節は理論どおりに極端に長く発音されるが初級者は強勢のある無しに殆ど左右されず日本語の音節の処理をそのまま英語に当てはめた形になっている。上級者は場合によって母語話者に近くなるが韻律単位の長短にメリハリが少なく日本語的特長が散見する。