hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクテイブ流動制御によるスロッシングの制振特性と制振メカニズムの解明

ジェット吹き出し周波数を1Hzから1.5Hzまで0.05Hz毎に変化させ、スロッシングの振動応答特性を明らかにしたところ、水ジェットの周期的吹き出しは、スロッシング1次モード振動を十分に励振することが明らかになった。またこの特性に対する水ジェット吹き出し角の影響は小さいことが明示された。これよりスロッシング水をポンプで吸引し、加圧し電磁弁の開閉をパソコンで制御することで、水ジェットをスロッシング水槽の底面から周期的に吹き出すことは、スロッシング振動を制御するためのアクチュエータとして充分に機能することが示された。次に、スロッシング水槽を1次元振動台上に置き、その1次固有振動数で正弦波加振することで、スロッシングを共振状態の大振幅振動にまで成長させ、水ジェットを水槽底面の左右端より交互に吹き出し、スロッシング振動の制御特性を明らかにした。その結果、水ジェットの吹き出しのタイミングをスロッシング振動位相に対して適正に選択すると、スロッシング振動は十分に制御されること、この制振特性は水ジェット水吹き出し角にあまり依存しないことを実験的に明らかにした。最後に、水ジェットの周期的吹き出しによるスロッシングの制御時の水流動パターンの可視化とその解析の実験を目下実施中である本研究では、600x500x50の矩形タンク内の水の2次元スロッシングに対して、タンクの左右側面下部に取り付けたノズルから間欠的に内容液(水)をタンクのスロッシング液(水)に吹き出すことで、内容液に流動を与え、その間欠的吹き出しのスロッシングに対するタイミングと吹き出し時間、吹き出し角度がスロッシングに与える影響を実験的に検討し、タンク内液の流動とスロッシングの制振特性との関係を解明する。また間欠的な内容液の吹き出しによるスロッシングの制振が顕著な場合の内容液の流動パターンの可視化から本方法によるスロッシングの制振メカニズムを検討する。まず対象タンクに300mmの水深まで水を入れ、そのタンクを正弦波加振台に設置し、このタンク内水を循環させてタンクの左右側面下部のノズルから、間欠的に吹き出す実験装置を製作した。振動台を固定し、水ジェットの吹き出し周期を変化させ、タンク内水の振動の変位を測定した。この実験を水ジェットの吹き出し時間をパラメータとして実施し、水ジェットの吹き出し周期、または吹き出し振動数に対するスロッシングの周波数応答特性を明らかにしたところ、この水ジェットの吹き出しは、スロッシングを十分に励起する事が判明した。次に振動台でタンク内水の第1次スロッシングを十分に励起させてから、スロッシングの液面変位の平衡点に対する水ジェットの吹き出しタイミングを変化させ、スロッシングの定常変位を測定し、水ジェットのタイミングとスロッシングの定常変位との関係を実験的に検討した。この検討を水ジェットの吹き出し時間、吹き出し角度をパラメータとして実施した。その結果、いずれの吹き出し時間や吹き出し角度でも、水ジェットの吹き出しタイミングには、スロッシングを極めて効果的に制振させることのできるタイミングのある事が判明した。さらに、この制振効果の顕著な水ジェット吹き出しタイミングにおけるタンク内水の流動パターンを可視化して解析した結果、タンクの左右両半域に互いに反対向きの大きな渦が存在する事を明らかにした。
光滞在時間の長い光FP共振器の新しい制御信号取得とその応用.

Fabry-Perot共振器の共振制御において常套的に使用されるPound-Drever-Hall法による制御信号取得条件を、変調周波数と復調周波数の特殊な選択により変更することで(NQD法,OHD法)、線形信号領域を従来の共振線幅の10倍程度までに広げられる理論を実験的に検証した。また、特に光の滞在時間が長い条件のFP共振器で問題になる、制御信号の線形性の攪乱に対しても、上記NQD法による信号は耐性があることが検証された。申請時において、「PDH法によるFP共振器制御の信号は、その線型信号領域が共振線幅に限定され、非常に狭い」という常識を打ち破り、その共振線幅の10倍以上広い領域にわたる線型信号が、同じPDH法における、変調周波数や復調位相の適切な選択(Near Q-Pahse Demodulation (NQD)とOdd Harmonic Demodulation (OHD)と命名)で実現できるという新事実を理論的に導いていた。この信号取得解析では、重力波望遠鏡で実際に発生している現象、つまり、鏡が速度を持って移動していることにより、反射するレーザー光の周波数がドップラーシフトを起こし、結果、復調信号にいわゆるビートという乱れた成分が発生することで、信号の線形性が容易に乱れる効果を考慮していなかった。今年度は、この効果を考慮したうえで、NQDとOHDを計算しなおしたところ、NQDとOHDで得られるPDH信号は、通常の方法で取得されたPDH信号よりも、(1)より鏡の速度に鈍感になり、ビートによる信号の線形性の乱れが小さい、(2)通常の方法で得られたPDH信号では、鏡の速度が増加するにつれて、本来、光共振器が共振状態であれば、復調信号がゼロでなくてはならないが、そうならず、オフセット信号が乗る不都合が発生するが、NQD、OHDでは、そのオフセットがより発生しにくい、という、「FP共振器のLock Acquire問題」の解決に都合の良いこの二点の定性的性質が存在することが理論的に発見された。本成果は、申請時の成果と合わせて、"Expansion of linear range of Pound-Drever-Hall signal", S.Miyoki, S.Telada and T.Uchiyama, Applied Optics, 28 (2010) pp5217-5225という査読論文として発表された。本研究提案段階では、鏡が固定された、「固定Fabry-Perot(FP)共振器」を利用した原理実証実験までは行い、理論予測通りのPDH信号が得られることを確認していた。本計画前年度(計画初年度)は、実際のレーザー干渉計型重力波望遠鏡のように、振り子状に懸架された鏡で構成される基線長の長いFP共振器においてPDH信号に現れる乱れ(いわゆるビート信号)も考慮した理論的考察を行い、本提案手法(PDH法におけるNQD,OHD手法)が「共振器の共振導入制御の困難化の回避」に貢献できるさらなる利点を発見した。本年度は、さらに、実際のレーザー干渉計型重力波望遠鏡で使用される状態を想定した実証実験を行うべく、東大宇宙線研究所が所有する低温レーザー干渉計の構成要素である、基線長10mのMode-Cleaner(MC)光共振器(フィネス1500程度)を利用し、FP共振器の構成鏡が激しく振動する状態で得られるNQDによるPDH信号と、その理論的予測信号波形の比較を行うとともに、実際に、故意に鏡を激しく揺らした状態で、普通のPDH信号を利用した時と、NQDによるPDH信号の場合の共振制御導入成功率の比較を行う準備実験を行った。結果、PDH信号にビート信号が現れていても、NQDを利用すれば、理論的予測通り、共振付近におけるビート信号の現れ方が弱まることが確認された。さらに、MCを構成する鏡を、約10um/sec以上の速度で故意に揺動し、激しくビート信号が混入するNQDによるPDH信号状態でも、それを利用した共振器共振制御導入成功確率は、一般的なPDH信号の場合の成功率に比べ圧倒的に高いことが定性的に示された。本研究は、次世代重力波望遠鏡の光学的構成要素である、フィネス1500程度の長さ34キロメートルという、非常に長い光滞在時間を持つFabry-Perot共振器を、Pound-Drever-Hall法によって得た線型信号を利用し、かつ構成する鏡に直接に力を加えて位置制御することで共振制御する際の、その非共振状態から共振状態への導入自体の困難さ(Lock Acquire問題)の克服を、同じPound-Drever-Hall法に基づきながら、既知の常識的な変調周波数設定・復調位相を全く違う条件に設定するなどにより、そのLock Acquire問題の原因の一つであると考えられる「線型信号領域の狭さ」を大幅に拡大することで目指す新しい手法を理論的に考案したので、それを実証し、Lock Acquire問題を改善し、Lock Acquire共通基盤技術を世界の重力波研究分野に提供する。

本年最終年度は、基線長100 mの低温レーザー干渉計CLIOを利用することで、前年に利用したMCに比べて光の滞在時間を20倍に増大させた、よりkmスケール重力波望遠鏡に近い条件でのNQD信号の振る舞いを調べた。まずは、CLIOの光学的条件を用い、NQD、OHD信号の振る舞いをシミュレートし予想波形を得た。次に、NQD信号を得るため、MCを通過させ、かつ100mFP共振器のFSRの中点近傍に来るように設定した通常の変調周波数である15.804MHzの二倍の周波数31.608MHzで変調を行うことで、MCも通過させ、かつ100mFP共振器の共振近傍にこの変調周波数がたつようにした。この周波数を利用した変復調系により、信号のS/Nが悪い状態ではあるが、予想に近いNQD信号が得られることが検証できた。さらに鏡が大きく動くことによるビートの出現も、このNQDで低減できることが判明した。前年度の研究で、今まで考慮されていなかった「PDH信号の乱れ(ビート現象)」においても、本提案のNQD,OHDによるPDH信号の利点が確認されたことは、予想外に好ましい結果である。さらに、本年度の実験では、振り子状に懸架された共振器という設定だけでなく、実際に、その構成鏡が激しく揺動し、PDH信号が激しく乱れても、本計画提案のNQDによるPDH信号を利用することで、共振器の共振制御成功率が劇的に向上することが「定性的」に確認され、これも予想を超える成果である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今回の共振器制御は、レーザーの周波数を制御し、かつ、制御帯域が700kHzと高い。今後は、より実際に近い状況を再現するため、基線長100mの低温レーザー干渉計CLIOを利用し光の滞在時間をMCの20倍に増大させ、制御帯域が1kHz程度になった場合のふるまいや、制御の成功・失敗に関する判定の基準を明確化し、その統計的解析を行うために必要となる膨大な試行の自動化などを行い、本提案手法の有効性の数値化行っていく予定である。
カイコのフリーズドライ精子を用いた長期保存システムの構築

昆虫科学近年遺伝子組換え技術の進歩によりカイコやカブラハバチ等の非モデル昆虫でも組換え体を容易に作出することが可能となってきた。しかし、作出した組換え体は維持するために定期的に飼育する必要があり多くの労力とコストがかかる。一部で液体窒素で保存した精子や卵巣から個体を再生させる技術が開発されているが、設備や維持費にコストが掛かり、万一の際に液体窒素の供給が止まると作出した組換え体を失う危険性がある。一方マウスなどの哺乳動物では真空凍結乾燥(フリーズドライ)した精子からの個体再生に成功しており、同技術を昆虫に応用できればその利便性は計り知れない。今回我々は昆虫の精子をフリーズドライし、顕微授精により個体を再生させるシステムの構築に挑戦する。カブラハバチは昆虫で唯一顕微授精が成功していることから、精子をフリーズドライ処理し顕微授精により個体を再生する試験を行った。雄成虫から採取した精子を滅菌水に懸濁し、凍結乾燥した精子を顕微鏡観察した。その結果、見た目による違いは認められなかったが、精子束の乖離に違いがあり、フリーズドライした区では著しく精子束の乖離が悪かった。顕微授精を行った結果、処理区では受精は認められなかった。カイコでは顕微授精が未だ確立していない。その一因とし未受精卵の賦活化に問題があると考えた。そこでカイコの未受精卵の単為発生を賦活化と位置づけ、未受精卵の単為発生の条件検討を行った。白/C、カンボージュ/N106、PK1の3種の雌成虫から卵巣卵(未受精卵)を温湯処理(46°C18分)、次いで低温処理(15°C15分)し、発生開始の有無を観察した。その結果、白/C以外の2種で高い割合(約8割)で発生の開始を確認した。また未受精卵の賦活化の分子生物学的な検定法の開発では、卵のMAPKのリン酸化状態をウエスタンブロット解析により検出する方法を検討したが、今回検出には至らなかった。近年カイコは遺伝子組換え技術の進歩により遺伝子組換えカイコの作出が容易となり、産業利用への研究が急速に進められている。一方系統の保存では、卵巣や精子を液体窒素で凍結保存後に個体を再生させる技術が開発されているが、この方法では十分な量の卵巣や精子の採取に多くの労力を要し、液体窒素を使用する限り永続的にコストが掛かってしまう。また、災害時に液体窒素が枯渇し系統を喪失してしまう危険がある。そこで本研究では哺乳動物で開発されている凍結乾燥(フリーズドライ)した精子から顕微授精法(ICSI)により個体を再生させる方法に着目し、昆虫への適用の可能性を検討した。今回の実験結果は、精子を注入した区ではカイコの卵を賦活化することが示唆されたが、期待される個体の発生は認められなかった。カブラハバチのフリーズドライ精子による顕微授精では実施した凍結乾燥の条件で精子の状態が質的に劣化したことが原因と考えられた。また、カイコの顕微授精の開発では今回試験的に人工授精を行った。すなわち雄成虫の貯精器官(嚢)、交尾後の雌体内での精子の一次貯蔵器官(交尾嚢)、二次貯蔵器官(授精嚢)から精子を採種し、滅菌水で希釈した精子溶液を用いて雌成虫体内から採種した卵巣卵に試験的に顕微授精を行ったが、採取した器官、特に交尾嚢、受精能から採取した精液の粘性が想像以上に高く、ガラスキャピラリーで卵に適切な量の精子を注入することが難しかったことなど、顕微授精を行うための前処理に手間取ったことが原因として上げられる。また、未受精卵の賦活化の分子生物学的な検定法の開発では卵中に卵黄タンパク質が豊富にあるため、電気泳動による卵抽出タンパク質の分離が困難であった。現在、泳動条件の改善などを行っている。カブラハバチのフリーズドライ精子による顕微授精では精子のフリーズドライの条件検討が重要であることが改めて示唆された。保有する凍結乾燥機では条件を細かく調整することが困難であるため、他機関で保有する機器や受託によるサービスを利用して条件検討を実施し、個体再生の試験を実施する。カイコの顕微授精法の開発では高い効率で賦活化する系統を入手できたことから、賦活化した未受精卵を用いて顕微授精を実施する。また、用いる系統は休眠卵であることから非休眠化を誘導するために昨年度抗休眠ホルモン抗体を作製した。すでに作製した抗体を親世代の蛹に注入することで次世代の卵で非休眠化が起こることを確認している。これらを併用し組換えカイコから採取した精子の処理条件を検討し顕微授精法の確立を目指す。次年度使用額が生じた理由としては、精子の凍結乾燥条件を詳細に検討するため、凍結乾燥の受託にかかる経費として次年度に繰り越した。今年度は繰越金と合わせて、精子の凍結乾燥条件を詳細に検討するため凍結乾燥技術に優れた企業に受託を依頼する予定である。また必要な情報を入手するために哺乳動物で成功している研究機関を訪ねて情報交換を行うための旅費や研究発表のための旅費、実験補助のための謝金、その他物品購入費として使用する予定である。
医療の適正に貢献するユニバーサルデザイン医薬品包装の開発

正しく服用されている医療用医薬品は約50%という国際的な統計結果を受け止めて、その改善策としての医薬品包装やデバイスの役割を検証する。医療を適正に行い、かつ高齢者、障害者など薬を使用する様々な人たちにストレスなく使用してもらえる方法について、進化した包装やデバイスを用いて検討し具体策を提唱する。
漫才の〈笑い〉に潜むオープンコミュニケーション構造の記述とモデル化

平成20年度は本研究課題の最終年度として(1)(3)の3点に取り組んだ.(1)査読付き論文誌への投稿:前年度から継続して行った漫才対話の分析により,オープンコミュニケーションとしての漫才対話が持つ外部指向性の実現が演者のマルチモーダルな指向性の統合と乖離に基づくことが明らかとなった.その成果は日本知能情報ファジィ学会誌である『知能と情報』に採択され,出版されることとなった.(2)国際ワークショップの開催:本研究課題における問題関心を内外の多くの研究者と共有するため,20年6月に北海道において国際ワークショップとして,LIBM'08(First International Workshop on Laughter in Interaction and Body Movement)を開催した.ここでは分担者である大庭と榎本がそれぞれ本研究課題に関する報告を行ったほか,海外から2名の招待講演者を迎え,全部で8件の一般発表を集める運びとなり,内外で好評を博した.また,本研究課題に関心を持つ多数の研究者との知己を得て,次年度からの新しいプロジェクトに発展する端緒ともなったことも特筆しておく.(3)一般向けチュートリアルでの広報活動:分担者岡本は,20年7月に東京工業大学で開かれた第57回人工知能セミナー「多人数インタラクションの分析手法」において,本研究課題において得られた漫才対話のマルチモーダル分析の手法と知見についてチュートリアル講演を行った.これにより,本研究課題に対する一般層への関心を集めることができた.平成19年度は、市販されている漫才のDVDのうちベテラン漫才師1組・若手漫才師コンビ1組の映像・音声情報を用いて、漫才師の視線および姿勢が聞き手である観客に対し、ボケ役とツッコミ役でそれぞれどのように割り振られるかを分類し、そのパターンについて考察しモデル化を行った。視線と姿勢が不一致の場合、視線が直接の発話の受け手を指向するのに対し、姿勢が発話の真の受け手である観客をより指向するというオープンコミュニケーション構造を記述する上で端緒となる知見を得ることができた。これはエージェントを用いた教育システムなどへの適用が可能であり、エージェント分野の研究にも寄与しうるものである。さらに、当大学のホールにて若手新人のお笑い漫才師に、観客がいない条件および観客がいる条件とで実際に収録を行った。さらに立ち話およびインタビューの映像も収録し、漫才に特有の立ち位置や間などについてのデータを収集した。これら予備的なデータ収集に加え、芸能プロダクションより推薦を受けたプロの若手漫才コンビ2組に観客がいない条件といる条件でそれぞれ2本ずつ漫才を行ってもらい、映像・音声データを収集した。この際、観客も50名規模で行いより通常の漫才口演に近い条件で収録することができた。このように本年度後半は翌年度、漫才師間のインタラクションや、観客の反応、漫才師と観客とのインタラクションといった側面からオープンコミュニケーションの構造を記述・検討するためのデータを集めることに専念した。平成20年度は本研究課題の最終年度として(1)(3)の3点に取り組んだ.(1)査読付き論文誌への投稿:前年度から継続して行った漫才対話の分析により,オープンコミュニケーションとしての漫才対話が持つ外部指向性の実現が演者のマルチモーダルな指向性の統合と乖離に基づくことが明らかとなった.その成果は日本知能情報ファジィ学会誌である『知能と情報』に採択され,出版されることとなった.(2)国際ワークショップの開催:本研究課題における問題関心を内外の多くの研究者と共有するため,20年6月に北海道において国際ワークショップとして,LIBM'08(First International Workshop on Laughter in Interaction and Body Movement)を開催した.ここでは分担者である大庭と榎本がそれぞれ本研究課題に関する報告を行ったほか,海外から2名の招待講演者を迎え,全部で8件の一般発表を集める運びとなり,内外で好評を博した.また,本研究課題に関心を持つ多数の研究者との知己を得て,次年度からの新しいプロジェクトに発展する端緒ともなったことも特筆しておく.(3)一般向けチュートリアルでの広報活動:分担者岡本は,20年7月に東京工業大学で開かれた第57回人工知能セミナー「多人数インタラクションの分析手法」において,本研究課題において得られた漫才対話のマルチモーダル分析の手法と知見についてチュートリアル講演を行った.これにより,本研究課題に対する一般層への関心を集めることができた.
テロメレースの新機能を標的とした婦人科癌治療に向けての基礎的研究

テロメア伸長酵素として知られるテロメレースの触媒サブユニットであるhTERTは、悪性腫瘍に特異的に高発現する蛋白である。近年、TERTがテロメア伸長以外の機能を有することが示唆されている。我々は、hTERTがRNA分子であるRMRPと結合して、RNA依存性RNAポリメレース(RdRP)活性を示すことを見出した。RMRPは正常細胞株から癌細胞株まで幅広く発現している。hTERTとRMRPとを共に発現している子宮癌・乳癌細胞株を用いた検討では、hTERT-RMRP複合体のRdRP活性により、細胞内でRMRPを鋳型にした長い2本鎖RNAの合成、さらには2本鎖RNAの切断によってRMRPに由来するsmall RNAが生成されることがわかった。このRMRP由来small RNAは塩基配列特異的に遺伝子発現を抑制すること示唆された。本研究では今後さらにhTERTおよびhTBRTの新機能であるRdRP活性によって合成されるRNAに注目し、hTERTのRdRP活性が子宮癌の発生や維持、悪性化にどのように関わっているかを検討する。siRNAやmicroRNAなどの20から30塩基長の小さなRNAは、塩基配列特異的に遺伝子の転写や翻訳を抑制し、細胞の機能を制御している(RNAサイレンシング)。そこで、hTERTのRdRP活性の実質的な機能分子と考えられるRMRP由来small RNAについて検討したところ、このRNAは相補的塩基配列を標的とし、配列特異的に遺伝子発現を抑制することが示された。また、標的となるRNAの認識にはsmall RNA内の複数の配列部位が関与しており、ヒトゲノム上に標的と成りうる複数の遺伝子の存在を確認した。これらの結果から、テロメラーゼは新たに同定されたRdRP活性を介して、RNAサイレンシングにより癌細胞での遺伝子発現に関与していることが示唆された。
融合化ゴール指向要求分析法の研究

これまでの成果のレビュー、評価を行うとともに、新たに判明した技術とその開発、手法やツール全体の総合的評価を行った。1)発想法との融合:前年度までに開発した発想法で得られたアイデアをゴールに対応付ける手法の再検討を行い、アイデアの属性を使って変換する手法に洗練し、再評価を行った。2)詳細化パターンを用いたゴールグラフと問題図の共詳細化支援:ゴール指向とプロブレムフレーム法の融合において、各々の詳細化を進める共詳細化のパターンを開発し、グラフ変換システムを使って共詳細化の半自動化を支援するツールを開発した。共詳細化のパターンでは、ゴール詳細化パターンとともに用いるべきプロブレムフレームを組み合わせ、適用することにより、ゴールグラフ、プロブレムフレーム法の問題図ともに詳細化していく。また、ゴール記述中に出現している語句をもとに問題図中で不足しているドメインやドメイン間のインタラクションを補填する。事例により、共詳細化やドメイン、インタラクションの発見がうまく行われることを確認した。3)自然言語テンプレートによる要求詳細化の支援:産業界で用いられている自然言語で要求を書く際の標準パターンをゴール記述に導入し、標準パターンに合わない記述は意味的に不足した記述があるとし、その記述を新たなゴールとして生成したり、問題図のドメインやインタラクションを追加したりする規則も開発した。具体的には、EARSと呼ばれる動作仕様を記述する自然言語のテンプレート集を用い、特に動作が起こる条件記述の部分の記述がないなど、パターンに合わない場合、条件節を記述したゴール、条件が起こるドメインやインタラクションを追加し、詳細化する。本年度は,研究実施計画に従って,まずゴール指向要求分析法とプロブレムフレーム法の融合を行った.その際には,両者の2つの異なる概念間の融合を行う必要があるため,動作を記述できるユースケース法を媒介とした.融合モデルを用いて,開発対象のas-isモデルを記述する方法論を開発した.as-isモデルの問題点を発見するためのメトリックスを,as-isモデル中に含まれる人間の労力の改善という観点から,GQM法を用いて導出した.このメトリックスを計算することにより,モデル中の改善が必要な箇所を特定しto-beモデルへと導く手法を開発した.to-beモデルの導出のためのヒューリスティックスはメトリックスの計算値に基づいており,例えば特定のメトリックスの値の高さにより,ゴールの追加,ユースケースの分割,アクタの導入などを行ったりしている.セキュリティ分野の例題に,グラフ変換に基づくヒューリスティックスを適用し,セキュリティホールのあるas-isモデルからそれを解消したto-beモデルを導出できることを確認した.to-beモデルで改善になったかどうかはメトリックス値の増減で判断できる.融合方法論を支援するツールとメトリックスを自動計算するツールを開発し,事例の評価を行った.このツールには,as-isモデルとto-beモデルの差分管理機構も組み込んだ.次年度の計画になっている融合方法論のゴール指向方法論で使用しているゴールグラフの多次元化を行うために,ゴール分解の次元軸のモデル化,次元軸に基づくゴール分解の意味とその整合性のチェック技術を開発し,支援ツールの開発を行った.また,同様に次年度の課題であるゴールのセマンティックタグによる表現として,ゴール記述の格フレーム表現を取り上げ,法令に準拠するようにゴール分解を行う手法を開発した.to-beモデル導出のグラフ変換に基づく自動化はセキュリティ分野を例題としたものしか,まだ十分に達成されてはいないが,as-isモデルとto-beモデル間での差分管理機能,ゴールグラフの多次元化,格フレームによるゴールのセマンティック表現手法など,次年度に計画していた課題が進んでおり,スムーズに研究を進めていく上で大きな成果があがった課題もある.本年度は、研究実施計画に従って進めた。まず、ゴール指向要求分析法における、高品質のゴール詳細化を支援する手法の開発を行った。1)ゴールの深さの相対的位置などの複数のメトリックスを用いて不適切なゴール詳細化の箇所を見つける手法、2)「論理的飛躍」、「同値」などの注釈をつけ、注釈のつき方のパターンによって適切な詳細化に変換する手法、3)ゴール記述の意味を格フレームを用いて表現し、ゴールとサブゴール間の意味的つながりの強さ、オントロジを使った必要な意味概念の推論による欠落ゴールの発見・追加などの手法を開発した。各々の手法を自動化するツールを開発し、事例を用いて評価を行い、その有効性を確認した。オントロジおよび格フレーム辞書はゴール指向分析法を支援する知識ベースの役割を十分に果たすことも確認し、グラフデータベースツールを用いて知識ベース化した。また、技術文書から格フレームやオントロジ要素となる概念の抽出方法についての開発・評価もあわせて行った。ゴール指向、ユースケース、プロブレムフレームの融合手法の支援ツール開発については、前年度に終わっているため、事例による評価分析を行った。to-beモデル導出のためのより広い範囲のメトリックスの収集と整備、変換パターンの収集を中心に行い、ツール自身の評価については使用者実験によりユーザビリティの向上や方法論としての問題点の分析を行った。テスト段階支援の手法については、前年度に開発した多次元ゴール指向分析法支援ツールを用いて、事例に関してゴールが満たされているかどうかをチェックするためのテストゴールやメトリックス計測機能をゴール詳細化により同様な手法で導出できるかどうかの確認と、ツールの機能性についての評価を行った。前年度にツールのプロトタイプの開発が終わったものもあり、最終年度に予定されている事例研究・評価に着手した部分もある。一方で、多次元ゴール指向要求分析法支援ツールの制約条件記述、チェック部分の評価、各支援ツールの統合化といった課題も残されている。

本年度は,研究実施計画に従って,これまで挙げた成果のレビュー,評価を行い,各々の成果を統合・融合化する方針で研究を進めた。1)多次元ゴール指向分析法:関心事ごとに詳細化を行うゴールグラフの管理法や全体を表すゴールグラフへの統合法のアルゴリズム,支援ツールを開発した。特に,関心事間に依存関係がある場合は,あらかじめその依存関係を定義しておき,それに従い詳細化をガイドしたり,統合法を変えたりする手法を新たに考案した。ビジネスプロセスやテスト仕様での事例を収集し,その評価を行い,有用性を確認した。2)ゴール詳細化の支援:GQM法を用いて開発した不適切なゴール詳細化を発見するためのメトリックスの前年度の成果に加えて,ゴール記述の意味に関連したメトリックスを開発し,ツールに組み込んだ。この手法は記述を格構造に変換し,その構造や使用されている語句の類似度を用いて意味的な類似度を計算する手法である。そのために,格構造辞書,概念階層辞書などの知識ベースの増強も行った。3)発想法との融合手法の開発:これまでゴール指向法とプロブレムフレーム法との融合を進め開発してきたが,プロブレムフレームの文脈図を問題自身が判明していない段階で構築しなければならないという弱点があった。これを補うためKJ法などの発想法で使用する概念グラフをまず作成し,それから文脈図,ゴールグラフ,ユースケースを作成していく,発想法との融合手法を開発し,ツールを拡張した。このツールでは,発想法を使って得た概念のグラフ表現をゴールグラフへと半自動で変換する機能を実装した。これにより,発想法の概念グラフと文脈図を併用しながら,ゴールグラフやユースケースモデルの構築が可能となった。申請時の研究計画はほぼ達成できたが,計画が進むにつれ,1)新たな意味的なメトリックスの採用,2)発想法との融合,といった提案手法をより効果的にするための技術が新たに判明し,その開発と支援ツールとして実現する作業をあわせて行った。そのため,手法やツール全体の総合評価は次年度以降に持ち越しとなった。これまでの成果のレビュー、評価を行うとともに、新たに判明した技術とその開発、手法やツール全体の総合的評価を行った。1)発想法との融合:前年度までに開発した発想法で得られたアイデアをゴールに対応付ける手法の再検討を行い、アイデアの属性を使って変換する手法に洗練し、再評価を行った。2)詳細化パターンを用いたゴールグラフと問題図の共詳細化支援:ゴール指向とプロブレムフレーム法の融合において、各々の詳細化を進める共詳細化のパターンを開発し、グラフ変換システムを使って共詳細化の半自動化を支援するツールを開発した。共詳細化のパターンでは、ゴール詳細化パターンとともに用いるべきプロブレムフレームを組み合わせ、適用することにより、ゴールグラフ、プロブレムフレーム法の問題図ともに詳細化していく。また、ゴール記述中に出現している語句をもとに問題図中で不足しているドメインやドメイン間のインタラクションを補填する。
上代日本語の語彙体系と意義記述方法の再構築

今年度は、時代別国語大辞典上代編の語彙項目の見直しを精力的に行い、若干遅れている担当者があるものの、ほぼ予定通りの進捗である。研究会を毎月開催して、語彙研究の方法についての議論を積み重ねている。その研究余滴を「上代語のしるべ」として3項目アップした。本研究の目的である上代語の語彙体系の記述方法の見直しは、まだ、具体的な形としては示していないが、最終年度に向けて、着実にその形を整えつつある。仮名項目の見直しについては、研究報告の形で乾・内田編『万葉仮名と平仮名ーその連続・不連続』を上梓して、具体的な成果を示しえた。ここには、研究分担者佐野の「仮名の成立について」の論考をはじめ、7編の論文を収め、研究代表者乾と分担者内田が全体の総括を行い、現在までの研と究の位置づけを行っている。乾はこれとは別に平安時代の真仮名と上代の仮名とのつながりの解明を行い、仮名一覧の正確性を期している。木簡の仮名については、尾山慎が精力的にその整理を行っている。これによって、上代の漢字による「仮名」の方法の全体像を見出すことができ、表記原理を解明することで、上代語研究すべてについて、その表記基盤、つまり資料的な問題を解決できると考えている。語彙項目では、未公開であるが、蜂矢真郷が逆引き語彙索引を完成させている。これによって、上代語の語構成からみた語彙研究が進展するものと考えられ、今年度の最大の成果ともいえる。語彙体系の解明に一歩前進を見た成果である。残された課題としては、上代語概説の検討と資料解説の検討があるが、前者については、内田が、後者については乾が、それぞれ計画通りに準備を進めており、万葉集の資料的な課題については、乾が本年度に成果を発表している。時代別国語大辞典上代編の語彙項目の検討について、一部、各自の分担に遅れが出ているものがある。そこにアルバイトを重点的に投入して資料整理にあたっているので、最終年度には間に合うめどが立っている。仮名の部分は今年度、予定を上回る大きな前進を見た。また、逆引き索引の完成も大きな進捗の一つである。したがって、全体としみれば、順調に進んでいるといっても差し支えないのだが、語彙項目の検討は、本研究のメインの研究であるので、このように評価した。最終年度は、本研究課題の達成の為、研究会の実施回数を増やすことを考えている。また、夏休みには、集中的に語彙項目のとりまとめを行う予定である。遅れている語彙項目の担当については、現在、アルバイトを投入して、資料整理を急いでおり、以後順調に進むものと考えている。1毎月開催している研究会での検討結果と改定案を作成する基礎資料として、『時代別国語大辞典上代編』(以下『時代別』)の各項目について、1項目1ファイルの資料を作成した。この資料は、古代語の意味記述の基礎データとなるものであり、一語一語の検討材料として、本研究の基礎作業の一つである。2「資料解説」の改定に向けて、各項目に引用する資料の底本を定めた。『時代別』は50年前に刊行されており、それ以降、貴重な資料の紹介や、新出資料も相当数あらわれており、できる限り最善の資料を用いることが、厳密な語彙考証に必要であり、「資料解説」の作成が急がれていた。これについて、新たに加えるべき資料と、底本を変更すべき資料とについて、新資料一覧を作成した。また、『時代別』刊行後に大量出土した木簡の仮名資料については、研究分担者の尾山が、基礎データを作成し、「仮名一覧」の改正にも着手した。3毎月の研究会において、項目の検討を行い、現在、ナ行まで進んだ。計画はハ行までだったので、若干の遅れが生じている。これは、一語一語の検討に時間を要したためであり、研究目的の達成には、むしろ良い方向に働いていると考えている。4検討結果をあらかじめ公表する方法として、三省堂のHP内に、「古代語のしるべ」のコーナーを設置し、定期的にコラムを掲載することにした。現在、第5回まで進んでいる。これについては、研究を進めるうえで、いちいちの成果を確認すると同時に、社会に発信する手段として新たに発案したものであり、本研究推進を効率よく進める効果があると考えている。以上の作業と検討は、本研究の骨子となる基礎作業であり、順調に成果をあげている。とくに今年度作成した文献資料一覧は、公開後には、この方面の基礎的な指針となるものである。これに基づいて、今年度以降、最終目的である、古代語の語彙体系の解明につなげることが可能になった。『時代別』の語彙項目の検討には、やや遅れが生じているが、これは予定以上に厳密かつ広範囲的に検討している結果であり、最終的な語彙構造の解明には、むしろ有効に働いていると考えられる。また、「古代語のしるべ」のコラムを開設することで、本研究の進捗状況を再確認できることになり、その分、次年度以降の研究に指針を与える結果となっていると思われる。本研究の目的である上代語の語彙体系の記述

方法の見直しは、まだ、具体的な形としては示していないが、最終年度に向けて、着実にその形を整えつつある。仮名項目の見直しについては、研究報告の形で乾・内田編『万葉仮名と平仮名ーその連続・不連続』を上梓して、具体的な成果を示しえた。ここには、研究分担者佐野の「仮名の成立について」の論考をはじめ、7編の論文を収め、研究代表者乾と分担者内田が全体の総括を行い、現在までの研と究の位置づけを行っている。乾はこれとは別に平安時代の真仮名と上代の仮名とのつながりの解明を行い、仮名一覧の正確性を期している。木簡の仮名については、尾山慎が精力的にその整理を行っている。これによって、上代の漢字による「仮名」の方法の全体像を見出すことができ、表記原理を解明することで、上代語研究すべてについて、その表記基盤、つまり資料的な問題を解決できると考えている。語彙項目では、未公開であるが、蜂矢真郷が逆引き語彙索引を完成させている。これによって、上代語の語構成からみた語彙研究が進展するものと考えられ、今年度の最大の成果ともいえる。語彙体系の解明に一歩前進を見た成果である。残された課題としては、上代語概説の検討と資料解説の検討があるが、前者については、内田が、後者については乾が、それぞれ計画通りに準備を進めており、万葉集の資料的な課題については、乾が本年度に成果を発表している。時代別国語大辞典上代編の語彙項目の検討について、一部、各自の分担に遅れが出ているものがある。そこにアルバイトを重点的に投入して資料整理にあたっているので、最終年度には間に合うめどが立っている。仮名の部分は今年度、予定を上回る大きな前進を見た。また、逆引き索引の完成も大きな進捗の一つである。したがって、全体としみれば、順調に進んでいるといっても差し支えないのだが、語彙項目の検討は、本研究のメインの研究であるので、このように評価した。1計画通り、昨年同様、研究会を積み重ねて『時代別』の各語項目の検討をおこない、本年度で全項目の検討を終える。2昨年度は、グループ外の研究者の協力を得る機会がなかったので、今年度は、研究グループに足りない分野や知識の提供を外部に積極的に求める。2名分を予定。3コラム「古代語のしるべ」を、1つ以上出すことで、研究のテンポを速める。4上代語概説の改定の検討に入る。5付録では、仮名一覧の点検(尾山)、あらたに逆引き索引の作成(蜂矢)を予定している。最終年度は、本研究課題の達成の為、研究会の実施回数を増やすことを考えている。また、夏休みには、集中的に語彙項目のとりまとめを行う予定である。遅れている語彙項目の担当については、現在、アルバイトを投入して、資料整理を急いでおり、以後順調に進むものと考えている。次年度使用額が生じた理由は、3点ある。第1点は研究代表者が旅費を使用しきれなかったこと。2点目は、専門知識の提供を求めなかったこと。3点目である、共同研究者のもとでの人件費を消化しきれなかったことである。。第1点については、ひとえに研究代表者の所属する学内事情による。これによる研究遂行に対する支障は生じていない。今年度は、資料収集のための時間が取れるので、昨年分の予定を今年度にこなす予定である。2点目については、今年度は時期尚早との意見があり、今年度に持ち越した。今年度、2名の方に専門知識の提供を求めることで対処する予定である。
携帯型補助人工肺に関する研究

我々の携帯型あるいは植え込み型人工肺に関する研究は、犬における市販の人工肺植え込み実験にょるP`ilot experimental studyに引き続き、東京電機大学理工学部のグループと共同し、市販の人工肺をCADを用いた流体力学的検討のうえ、右心室に対する圧力負荷の少ないプロトタイプを作製、In vitroおよびIn vivoの豚を用いた6時間の急性実験にて評価した。この結果、安定したガス交換能と血行動態を呈した。右心室に対する圧力負荷の軽減には人工肺本体に加え回路が重要で、回路口径は肺動脈弁口径が必要と考えられた。また、抗凝固剤を使用せざるを得ないことも問題であり、出血の合併症を解決するためには抗血栓性材料の開発も必要と思われた。もうひとつの検討項目である、慢性実験に移行するための予備実験として、山羊を使い慢性実験のプロトコールの確立を目指して実験を行った。慢性呼吸不全患者の肺移植までのブリッジになりうる、または急性呼吸不全の新たな補助装置は現在未だ確立されていない。我々は、右心室の拍動のみによる携帯型人工肺の開発を目指している。人工肺への血液灌流を右心のポンプ機能だけで施行しようとした場合に長期的には人工肺の圧力損失が大きいと右心不全に陥る危険性が懸念される。ガス交換能を保ちかつ圧損を小さく抑えることは植え込み型人工肺を開発する上で重要と考えられる。当研究グループでは市場、木下らにより市販の人工肺である大日本インキ社製MENOX EL4000α(膜面積0.8m2)を改良した人工肺を体重12kg前後の豚の肺動脈、左心耳に人工血管を介して接続し6時間の急性期実験を施行した。この結果、人工肺の入出口部での圧損を低く抑えることが出来かつ、ガス交換能は良好に保たれていた。しかし、ガス交換能のうち特に二酸化炭素除去能は、活動時には不足することが予想され、より高性能の人工肺が必要と考えられた。そこで市場、佐藤らは膜面積の大きな(1.3m2)市販の人工肺であるMENOX EL6000αに、コンピューターを使った流体力学モデルに基づき、改良を加えた。この人工肺は牛血を用いたin vitro実験において圧損は低く保たれガス交換能は向上させることが出来た。即ち、血液流量3L/min、V/Q比(ガス流量・血液流量比)2において酸素添加能が122ml/min、二酸化炭素除去能が87.6ml/minでありこの時の圧力損失はわずか6.70mmHgであった。In vitroで良好な結果が得られたため、次のステップとして、同人工肺を成山羊2530kgに装着し、数日間観察する慢性実験を施行することにした。それに先立ち、山羊の開胸→人工血管の装着のみ→閉胸の手術操作を行い、全身麻酔から覚まして数日間飼育し経過観察をする予備実験を行い、慢性実験に伴うさまざまな問題点を明らかにした。現在、肺移植までのbridge useとしてまたは重症慢性呼吸不全の治療に用いられる人工肺は確立さていない。長期使用可能な植え込み型人工肺はこれらの疾患に対する装置として有用であり、我々はポンプ無しで胸腔内に埋め込むことの出来る人工肺の開発を目指し基礎研究を行なっている。市販の人工肺MENOX4000α(大日本インキ化学工業株式会社)をベースとしてPrototypeを作成した。我々はこのPrototypeの主にガス交換能についてin vitro評価を行なった。また、急性期動物実験のガス交換能の結果と比較した。酸素添加能は、血液流量2L/min、V/Q=1、2、3においてVO_2はそれぞれ97.3±3.86、99.2±4.97、98.2±3.38ml/minであった。二酸化炭素除去能は、血液流量2L/min、V/Q=1、2、3においてVCO_2はそれぞれ46.7±19.9、77.8±15.9、88.7±15.4mi/minであった。人工肺出入口における圧力損失は、血液流量1、3、5L/minにおいてそれぞれΔP_<inlet-outlet>=3.80±3.15、7.96±4.01、14.3±3.83であった。中空糸束の繊維密度を25%(膜面積0.45m^2)にし、入出口部のポートの位置とポート径、ハウジングに変更を加えたことで人工肺の圧力損失を低く抑えることが出来た。このPrototypeのガス交換能、膜面積に限度があり、血液流量の増加に対して十分な予備能があるとは言えなかった。一般に静脈血を動脈血化する有効肺血流量率は0.7以上とされており、これを満たす血液流量はQ=12L/minであった。

また、炭酸ガス較差分圧比は0.110.13が適正酸素血流量比といわれているが、このPrototypeでは、Q=1のときV/Q=1.71.9、Q=2のときV/Q=2.43.0であった。しかしPrototypeは豚(15Kg)を用いた6時間の人工肺全置換実験において低い圧力損失を示し、ガス交換能も良好に維持された。これは豚の肺動脈血流量、即ち人工肺血流量が1.601.77L/minで推移し人工肺の性能限界内におさまっていたためと思われた。急性期実験では動物は麻酔中でもあり血圧、心拍出量はコントロールされていたがこの人工肺をさらに発展させるためには十分な予備能を保ち安定したガス交換能を得られるよう更なる改良を要すると思われた。
中枢神経系による生殖制御とその性分化におけるセロトニンニューロンの役割

縫線核と生殖機能に関しては、排卵と母性行動について結果が得られた。雌ラットの発情前期の午前中に背側縫線核の破壊を行った後、二日にわたり排卵数、血中LH量の測定をした。さらに、セロトニン受容体の作動剤や、拮抗剤の投与を破壊と同時に行って影響をみた。その結果、正常な自然排卵に背側縫線核の働きが欠かせないこと、5HT2A2C受容体が関与していることが明らかになった。出産直後のラットに背側縫線核か、正中縫線核の高周波破壊または切断を行い、単独飼育1週間後にリトリービングとリッキングを調べた。その結果、背側縫線核はそれらの母性行動には直接関与しておらず、正中縫線核が重要であることが明らかになった。さらに、正中縫線核の腹側部出力神経線維がその機能に関与していることも示唆された。セロトニン神経系以外に、プロリルエンドペプチダーゼの阻害剤投与により雌ラットのロードーシス行動が抑制されることから、雌性行動の発現にプロリンを含むペプチド神経伝達物質が抑制的に働いていることや、視床下部の前交連後端背側部入力が排卵のタイミングに影響があることなどが、結果として得られている。生殖機能の性差、性分化に関しては、雄ラットにも雌と同様に、プロゲステロンによるエストロゲンの発情誘起作用阻害が見られること、すなわち、プロゲステロンの脳における雌性行動の抑制作用に雌雄差が無いことが示され、雌の視床下部腹内側核に雄型性行動発現の弱い抑制力があることも証明された。特に、順行性と逆行性神経トレーサによる免疫神経組織化学により、雄ラットにおけるロードーシス抑制力を形成す神経細胞が、中隔の中間部に存在し、雌型性行動の発現を統御している中脳中心灰白質に線維投射をしていることが明らかにされたことは、脳の細胞レベルの性分化解析を可能にしたものとして評価できる。背側縫線核が雌の生殖機能において、ラットの妊娠維持におけるプロラクチンのノクターナルサージに重要な役割をもつことを我々は明らかにしているが、本年度は、自然排卵における背側縫線核の役割を5HT受容体との関係で解明を行った。排卵前日の12時から13時30分の間にに背側縫線核を破壊し排卵予定日と次の日に排卵数を確認したところ、明らかな抑制効果がみられた。さらに、心臓にカニューレを設置し連続採血を行い、排卵を引き起こすLHのラジオイムノアッセイを行ったところ、背側縫線核を破壊したラットではサージが消失していた。また、背側縫線核破壊ラットにセロトニン受容体の種々の作動剤を16時に投与したところ、5HT2A/2C作動剤であるDOIを投与すると排卵は正常に見られた。この結果から背側縫線核のセロトニンニューロンが排卵を指令する臨界期に5HT2A/2C受容体を介して重要な役割を行っていることが示された。性行動における背側縫線核とエストロゲンの関係も明らかになった。背側縫線核と中隔が雌の性行動を抑制しているセンターであることはすでに報告している。本年度はエストロゲンを直接それぞれの神経核に植え性行動に対する効果を見た。その結果、中隔に植えた場合には性行動が亢進するが、背側縫線核に植えた場合には効果がなかった。

従って、中隔の抑制力はエストロゲンが直接作用して解除されるが、背側縫線核のセロトニンニューロンの抑制力はエストロゲンで直接解除されることはないものであることが明らかになった。雌ラットは卵巣を除去されてアンドロゲンを投与されても雄型性行動の発現は弱い。それは雌ラットの脳に抑制機構が発達しているためと考え、今年度は視床下部に焦点をあて、セロトニン神経細胞があるとされる視床下部背内側核やセロトニン神経細胞を含まない視床下部腹内側核を高周波破壊、または細胞体のみを破壊するイボテン酸を注入して影響を見た。その結果、背内側核を破壊しても影響がなかったが、腹内側核を破壊した雌ラットでは雄型性行動の一つであるマウント数が上昇した。この結果は、雌における雄型性行動制御に、視床下部のセロトニン神経は関与しないが、むしろ腹内側核が抑制的に働いていることを示すものである。雌の性行動制御において、セロトニン神経とペプチド神経の関係を調べる第一歩として、エストロゲンを投与した卵巣除去ラットに、プロリンを含むペプチド神経伝達物質の分解を促進する酵素であるprolylendopeptidaseの阻害剤(Z-321、ゼリア薬品)を経口投与することで影響を見た。その結果、投与後、雌型性行動であるロードーシスの低下が見られ、プロリンを含むペプチド性神経伝達物質が、セロトニンと同様に雌性行動に抑制的に働いていることが判明した。雌ラットの排卵機能に関しては、視床下部外の影響を調べるため、排卵前のいろいろな時期に、視床下部への入力を前交連の前域でハラースナイフをもちいて切断した。その結果、排卵前日の午前中以前に切断すると排卵が抑制され、それは4-5日前でも効果があることが示された。しかし、切断して20日以上たつと正常の排卵が見られるようになることもわかった。本年度は、母性行動に対する縫線核の役割を確定した。出産直後のラットの背側縫線核か、正中縫線核を高周波破壊し、1週間単独飼育後に、リトリービングとリッキングの発現を調べた。その結果、背側縫線核を破壊されたラットはリトリービングもリッキングも正常にみられたが、正中縫線核を破壊されたラットはそれらの行動をほとんど示さなかった。さらに、正中縫線核の背側部か腹側部の水平切断をして同様のテストを行った結果、腹側部切断は正中縫線核破壊と同様に行動の低下を引き起こした。この結果から、正中縫線核の機能はリトリービングとリッキングの発現に欠かすことのできないものであり、腹側部出入力神経線維がその機能に関与していることが考えられる。雄ラットが雌の性行動であるロードーシスをしないのは、中隔と背側縫線核の抑制力のためである。今年の研究では、中隔の抑制力について新たな知見を得た。雄ラットの中脳中心灰白質に逆行性神経トレーサーを注入すると、中隔中間部に免疫陽性細胞が検出できる。中隔の腹側部を水平切断すると雄でもロードーシスをするようになるが、トレーサーを中脳中心灰白質にいれても、中隔には陽性細胞が検出できない。これらの結果により、ロードーシス抑制力を形成する神経細胞は中隔の中間部に存在し、神経線維を直接中脳中心灰白質に出していることが明らかとなった。順行性トレーサーを中隔に入れた結果、免疫陽性神経線維の走行は中隔腹側部より下降し、視交差レベルでは内側前脳側に入り、すぐに内側前脳側から離れて、後視床下部を上行して、中脳中心灰白質の前方に達することが示された。さらに、雌雄ラットを用いて、逆行性神経トレーサーを中脳中心灰白質に注入し、トレーサーとエストロゲン受容体の二重免疫組織染色を行い、二重染色された細胞数の雌雄差を測定した。
筋電制御ロボティクス知的技術による滑り雪氷路面環境下の安定歩容に関する研究

転倒回避のために現実的に見合う歩行動作を提案することができた.それは、定常時における立脚中期立脚終期までのスペクトル解析および、せん断力を求めた結果、現時点では定常時のみであるが、この値を基準とし、滑り判定を行うことは定常時かつ直進歩行であれば可能であることが示された.観測値の相関に基づき、歩き始め、歩き終わりの状態を推定もできると考えられることは重要な知見である.転倒回避のために現実的に見合う歩行動作を提案することができた.それは、定常時における立脚中期立脚終期までのスペクトル解析および、せん断力を求めた結果、現時点では定常時のみであるが、この値を基準とし、滑り判定を行うことは定常時かつ直進歩行であれば可能であることが示された.観測値の相関に基づき、歩き始め、歩き終わりの状態を推定もできると考えられることは重要な知見である.高齢化による下肢姿勢のモーション同定・・高齢者は立位時に膝関節が曲がり気味になり,上体の前傾が強いほど膝関節屈曲による代償も大きくなるので高齢者特有の姿勢情報を本学既存施設のモーションキャプチャーにて獲得した.解析されたデータは,1/6サイズ二足歩行ロボットにモーション入力し歩行の再現実験を詳細に行った.問題点としては,上体部の前屈が与える歩行への影響の評価方法の定量化およびインデックスの決定が次年度への懸案項目となった.滑り路面を想定(スライドボード)した二足歩行ロボット実験・・歩行姿勢の問題には足裏面の形状および材質の選択は大きな要因を示すと考えられる.ロボット腰部に加速度センサーおよび3軸ジャイロセンサーを取り付け,歩行の不安定化そして転倒に至るまでのメカニズムを定量的探った.本実験から、左足後ろ外側の変化が顕著に見られる事から,左足後ろ外側が滑っている事が判明した.これは右足前内側と,左足後ろ内側との間でのe-nuvoの静歩行による重心移動が影響しているためと考えられる.滑り転倒と姿勢の関連の実験と理論解析・・スライドボード上で人体による滑り転倒の実験と理論検証を行った.転倒に至る歩行上の臨界条件やそれに伴う揺動あるいは突発動作をモーションキャプチャーにて獲得した.滑り面歩行緊張時の人体筋電信号測定・・乾燥路面時と滑り路面緊張時の歩行の違いを筋電信号測定により検討する.高齢者の場合,筋活動が不安定との報告もあり「滑る!」と判りながら行動を起こして対処できない問題も潜在することが確認された.取得したEMG信号を回路的に直流化,また,平滑による線形化を行い,直流低周波信号に変換することによりA-D変換を可能とした.そして,その正値アナログ信号を10bitで標本化することで,H8マイコンでの制御を実施した.筋電信号制御入力による二足歩行ロボットによる安定歩容実験パワーアシストならびに装具として高トルクを有するメカ実装化を目指し、知的技術の応として、我々が既に研究成果を出した、RBFネットワーク推定アルゴリズム実装コントローラの具体的実験を以下の試験項目にそって実施した。<試験項目>a)高齢者・神経筋疾患者の筋電信号測定と解析、および希望動作指令解析b)8、16bitCPU、A/D変換回路、パルス検出、リミット検出の各種回路部開発と試験d)二足歩行ロボットの下肢構造材ダイナミクス実験<成果>a)購入備品による計8CH筋電信号の取得と動作指令マッピングが可能となったb)冗長入力としての小型リミットセンサー割り込み機能動作チェックを確立したc)推定アルゴリズムの簡略化と推定精度の定量化を行ったd)高齢者歩行誘導モーションの作成を実施した凍結路面寒冷環境下での二足歩行ロボットによる歩容実験前年の研究成果を踏まえ、寒冷地の凍結でもっとも危険とされているブラックアイスバーン(一見凍結していないように思えるが薄い氷の膜が存在し、鏡面のようなツルツル路面、別名ミラーバーンとも称される。)での実地歩行実験を冬季に実施した。温度低下によるロボット動作状況の影響の調査低温度、特に-10°C程度までの動作補償が可能性を調査した結果、使用されている民生電子部品の温度保証であるが、それらの温度動作の条件拘束も部品を厳密に選定し評価することで、クリア可能であることが示された。本研究の目的は,近年急速な進歩を遂げているロボット技術の応用として,滑り雪氷路面での転倒メカニズムを明らかにし,高齢者の歩行姿勢や動作を想定した安全な歩行動作の提案と,寒冷地仕様の歩行アシスト装置・器具の開発のための基礎的知見を得ることであった.予備実験で確認した,3次元モーションキャプチャーによる五指マニピュレータの動作分析手法および16bitマイコンを用いた計測と制御技術の研究成果により,その有効性が認められた我々の提案する改良型計算トルク法をベースとして,滑り面環境下における歩行に必要なロボティクス技術に関する有効性を確認した.平成20年度は,転倒回避のために現実的に見合う歩行動作を提案することができた.それは,定常時における立脚中期立脚終期までのスペクトル解析および,せん断力を求めた結果,現時点では定常時のみであるが,この値を基準とし,滑り判定を行うことは定常時かつ直進歩行であれば可能であることが示された.その方法としては,実験より推定できる条件から1.定常歩行時の合成荷重の大小にかかわらず,9Hz以上の値になると滑りである可能性がある.