hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反応プラズマ溶射法による材料表面のハイブリッド化

窒化物または炭化物セラミックスの中には、プラズマ溶射の際に容易に分解・昇華する傾向の高い材料が多い。本研究は、これまで溶射法では成膜が困難とされてきた、上記のような性質を有するセラミックス材料の膜形成を行うために、同種セラミックス材構成金属元素に対する反応性プラズマ溶射法適応の可能性を調べることを目的とした。具体的には、窒素プラズマ雰囲気中でのTiの窒化反応を採り上げた。このため、平成2年度は主として上記反応性プラズマ溶射を行うためのハイブリッド溶射装置の作製を行った。また平成3年および4年度は、反応性プラズマ溶射における反応性に関与する各種因子の影響を基礎的に調べ、さらに反応メカニズムについて考察した。また本研究では、一般に低温プラズマに多用されるプラズマ-基板間バイアス印加の影響についても調べた。その結果、本研究で明かにした点を要約し、以下に示す。1)プラズマ内に投入されたTi金属粒子のプラズマとの反応性は、Tiに低融点のAlをメカニカルアロイ法により混合した場合に格段に促進される傾向がある。2)素材金属に対する雰囲気内反応性ガスのモル分率の高いほど反応性は高まる。3)本実験装置では、圧力13kPa,窒素量10 1/minの条件下において100%TiN化した皮膜が得られた。ただし、この皮膜組織は極めて多孔質であり、今後その改善のための適正作製条件の検討が必要である。4)水中にて回収した溶射粉末はほとんど窒化していないことから、窒化反応は、粉末のプラズマ内飛行中にはほとんど起こらず、基板堆積後に顕著に起こることがわかった。5)基板温度の上昇に伴い、皮膜中の窒化物生成量も増加したことから、窒化物生成量には基板温度が強く影響すると考えられる。6)基板-チャンバー間に直流バイアスを印加し窒化物生成への影響を調べたところ、本研究においてはバイアス印加による窒化物生成促進の顕著な効果は認められなかった。セラミック溶射皮膜は、溶射中における変質、たとえば相変態、熱分解等によりセラミックス本来の性能が十分に発揮されず、さらに溶射皮膜の形成不可能な場合もある。本研究は、今まで実用不可能とされていたセラミック溶射皮膜、たとえば窒化物・炭化物系セラミック皮膜作成のためのプラズマ溶射法開発に対する基盤確立を目的とした。平成2年度では、主として、窒化物・炭化物系セラミック溶射粒子生成に対する適正な反応性プラズマ雰囲気を検討した。研究の経緯並びに新たに得られた知見を下記に示す。既存の減圧プラズマ溶射装置(最大出力:5KW)及び微粒末送給装置を用い、微細な純けい素粉末(粒径:0.51.0μm)を溶射素材粒子として、窒素プラズマ雰囲気中で溶射を行い、飛行溶射粒子の反応状況を種々検討した。この結果、窒化けい素生成に対する歩留りは、通常の粒度(粒径:2044μm)を有する純けい素を溶射素材粒子とした場合に比べ、窒化けい素生成に対する歩留りの向上が期待出来ることが判明した。しかし、溶射素材粒子の粒度を微細化するのみでセラミック溶射粒子生成効率の飛躍的な向上を望むのは無理で、現状の直流プラズマ雰囲気よりも、さらに高い反応性を有するプラズマ雰囲気を創成することが最少限必要であることが明らかとなった。このため、既存の減圧直流プラズマ装置(5KW)及び高周波プラズマ装置(4MHz,5KW)にプラズマア-クを重畳し得る高電圧溶射システム(平成2年度購入)を付加した改良型減圧プラズマ溶射装置を設計・試作した。

また、本研究で使用した粉末送給装置は、局部流動床方式を採用した国内外で唯一の微粉末専用装置であるが、その機構上、粉末の流動性によっては連続定量送給されない場合がある。このため、本研究の目的達成には、この点も改善する必要があることも明らかとなった。窒化物または炭化物セラミックスの中には、プラズマ溶射の際に容易に分解・昇華する傾向の高い材料が多い。本研究は、これまで成膜が因難とされてきた、上記のような性質を有するセラミックス材料の膜形成を行うために、同種セラミックス材構成金属元素に対する反応性プラズマ溶射法適応の可能性を調べることを目的にしている。平成3年度は、主として、反応性プラズマ溶射による窒化物系セラミックス皮膜作製に対するプラズマー基板間バイアス印荷の影響について、系統的に調べた。研究の結果得られた知見を以下に示す。プラズマ内に投入された金属粒子のプラズマとの反応性を向上させるには、粒子の微細化による比表面積の増大,低融点材料の活用による粒子溶融の容易化,バイアスの印荷によるプラズマイオン種の活性化および低流速プラズマの使用による反応時間の増大等が有効である。昨年度の実績より、微細粒子の定量送給は現有粉末送給装置の性能上限界があるために、今年度は通常の粒径を有するTi粉末を流速の小さい(DC+RF)ハイブリッドプラズマにて溶射し、残りの2つの因子の効果を調ベた。まず、Tiに低融点のAlをメカニカルアロイ法により混合し、これをアルゴン窒素作動ガス中にて溶射した場合,TiおよびAlの窒素化反応はTiを単体で溶射したものに比較し,格段にすすむ傾向が認められた。この方法によれば、今後金属基複合窒化物皮膜の形成が可能である。これらの窒化反応は、飛行粒子とプラズマ間の反応によりもたらされるために、プラズマに対するバイアス電圧印荷の効果を調ベた結果、本反応系において、バイアス印荷はイオンの活性化による窒化反応性向上に寄与することがわかった。非酸化物セラミックス材料皮膜は、一般にPVD法やCVD法によって作製されるが、これらの方法は成膜速度が極めて遅く厚膜作製には不向きである。一方、溶射法は高成膜速度を特徴とするが、非酸化物セラミックスの多くは、分解・昇華や難溶融性のために通常の溶射の適用は難しい。本研究は、これらセラミックスを構成する金属元素と活性なプラズマガスを反応させることで、原材料とは異なる物質を皮膜として堆積させる反応性溶射法実現の可能性を基礎的に調べることを目的としている。平成4年度は本研究の最終年度にあたり、これまでの研究の総括を行った。反応性溶射法における対象材料には、耐摩耗性に優れたTiNを採り上げた。N2/ArプラズマによりTi粉末を溶射し、堆積皮膜中の窒化物生成量に影響する因子を調べ、その反応メカニズムについても考察した。試料作製にはハイブリッドプラズマ溶射装置を用い、種々の溶射パラメータを変化させた。本年度に得られた研究の結果をまとめ、以下に示す。1)本実験装置では、圧力13kPa、窒素量10l/minの条件下において100%TiN化した皮膜が得られた。ただし、この皮膜組織は極めて多孔質であり、今後その改善のための適正作製条件の検討が必要である。2)水中にて回収した溶射粉末はほとんど窒化していないことから、窒化反応は、粉末のプラズマ内飛行中にはほとんど起こらず、基板堆積後に顕著に起こることがわかった。
可視光ナイトビジョン実用化のための要素技術の開発

本研究では、夜間における歩行者を巻き込んだ重大事故の防止と運転支援を最終目的として、可視光を用いたナイトビジョンの実用化に向けて必要な要素技術の開発を目指す。主な課題はロバストな歩行者検知であり、そのためには消失線の利用が非常に効果的なことが分かっている。従来は、消失線は画像処理により求めていたが、ここでは傾斜計から得られる傾斜角を用いて高速・高精度に求め、マルチスリット法により歩行者検知を行う手法を開発する。本研究は、夜間における歩行者を巻き込んだ重大事故の防止と運転支援を最終目的として、可視光カメラを用いたナイトビジョンの実用化に向けて必要な要素技術の開発を目的とする。しかし、可視光カメラで普通に撮影したのでは、ヘッドライトなどの強烈な光源の影響を除去することは難しく、現状では遠赤外線カメラを利用したシステムが主流であるが、カメラ自体が高価であることから、一部の高級車にしか搭載されておらず、広く普及するには至っていない。コスト以上に問題なのはシステムの信頼性にある。ここでは、液晶マスクおよびチューナブルフィルターを用いて高輝度光源の影響を除去し、傾斜計を利用して画像上の消失線を高速・高精度に求め、全体としてロバストな認識システムの構築を目指す。システムの認識結果をどのタイミングでどのようにドライバに伝えるかも重大な課題であり、人の注意および画像の顕著性の観点からも解明を行った。歩行者検知の前処理として、対向車のヘッドライトや逆光の太陽、その他の高輝度光源が存在する場面で、その影響を取除き、鮮明な入力画像を得る方法を開発するために次の2つのアプローチを試み、その効果を確認した。また、歩行者検知には消失線の利用が非常に効果的なことが分かっている。従来は、消失線は画像処理により求めていたが、ここでは傾斜計から得られる傾斜角を用いて高速・高精度に求め、マルチスリット法により歩行者検知を行う手法について実験を行いその有効性を確認した。特に、車載を考慮したときに振動や急激な角度の変化に対しては、画像処理で消失点を求める方法に比べて計算時間の点で優れている。マルチスリット法は、画像上で歩行者の居る可能性がある位置を設定することで検知精度を上げようとするものであり、1台のカメラで距離推定も同時に行える特長がある。ここでは、傾斜計を利用して画像上の消失線を高速・高精度に求める手法の開発を行った。システムの認識結果をどのタイミングでどのようにドライバに伝えるかも重大な課題であり、人の注意および画像の顕著性の観点から解明を行った。歩行者検知には消失線の利用が非常に効果的なことが分かっている。従来は、消失線は画像処理により求めていたが、ここでは傾斜計から得られる傾斜角を用いて高速・高精度に求め、マルチスリット法により歩行者検知を行う。マルチスリット法は、画像上で歩行者の居る可能性がある位置(スリット)を計算し、各スリットに歩行者の頭部、胴体部、脚部の特徴があるかどうかを判定することで検知精度を上げようとするものであり、1台のカメラで距離推定も同時に行える特長がある。ここで用いる傾斜角は絶対角であり、時間的な移動平均からのずれを用いて刻一刻の消失線を求めていく。道路面は近似的に平面であると仮定するが、平面でない場合は距離推定に誤差が生じる。しかし、実用的には、スリット幅と位置にマージンを持たせることで解消できる。

マルチスリット法は、画像上で歩行者の居る可能性がある位置(スリット)を計算し、各スリットに歩行者の頭部、胴体部、脚部の特徴があるかどうかを判定することで検知精度を上げようとするものであり、1台のカメラで距離推定も同時に行える特長がある。ここで用いる傾斜角は絶対角であり、時間的な移動平均からのずれを用いて刻一刻の消失線を求めていく。道路面は近似的に平面であると仮定するが、平面でない場合は距離推定に誤差が生じる。しかし、実用的には、スリット幅と位置にマージンを持たせることで解消できる。本開発方式は見守り・監視システムにおける人の姿勢・動作認識にも適用可能である。
GBV-C/HGVの母子感染に関する調査・研究

GBV-C/HGV母子感染に関して下記に述べる調査を行い、以下の成績を得た。1.一般妊婦集団におけるGBV-C/HGV感染率の把握1990年から1992年の間に松山赤十字病院産科を受診した1766例の妊婦を対象とし、妊婦検診時の保存血清を用いGBV-C/HGV RNAの検出、およびHCV抗体ならびにHCV RNAの検出を行なった。GBV-C/HGV RNAは1766例中11例(0.6%)に、HCV RNAは21例(1.1%)に検出された。このうちの3例はHCVとGBV-C/HGVとの重複感染例であった。HCVとGBV-C/HGVの重複感染妊婦7例およびその児7例を対象として、母子感染成立の有無を調査した。その結果、児7例中4例(57.1%)の生後6カ月目の保存血清中にGBV-C/HGVが検出された。また出産時の母親の血中のウイルス量を知るためにGBV-C/HGV RNA量をPCRによる限界希釈法により測定したところ、107以上の高い値を示した2例ではいずれも児に感染が成立し、10^<5-6>と中等量のウイルス量を示した4例中2例に感染が成立していたが、10^<2-3>とウイルス量が低い値を示した1例では感染が成立していないことが明らかとなった。また、母子に感染しているGBV-C/HGVの塩基配列を相互に比較したところ、両者は完全に一致し、これらの4例の児は母子感染成立例であることが確認された。以上の調査成績から、わが国の一般妊婦集団の中に低率ながらGBV-C/HGV感染者が存在すること、出産時の母親の血中GBV-C/HGV量が多い場合には母子感染成立の頻度が高いことが明らかとなった。、また、HCVとの重複感染したGBV-C/HGV感染妊婦から出生した児ではHCVの母子感染は1例もみられず、GBV-C/HGVの方が高い頻度で母子感染が成立することも併せて明らかとなった。今年度は、下記に述べる調査を行い、以下の中間的成績を得ている。1.一般妊婦集団におけるGBV-C/HGV感染率の把握1990年から1992年の間に松山赤十字病院産科を受診した1766例の妊婦を対象とし、妊婦検診時の保存血清を用いGBV-C/HGV RNAおよびHCV抗体、HCV RNAの検出を行なった。GBV-C/HGV RNAは1766例の妊婦うち11例(0.6%)に、HCV RNAは21例(1.1%)に検出された。このうち3例にHCV GBV-C/HGVとの重複感染例であった。2.HCVとGBV-C/HGVとの重複感染妊婦から生まれた児の追跡調査および母子感染成立の要因に関する検討HCVキャリア妊婦95例の中から見出されたHCVとGBV-C/HGVとの重複感染妊婦7例およびその児7例を対象として、母子感染成立の有無を調査した。その結果、この7例の母親から生まれた児7例中4例(57.1%)の生後6ヶ月目の保存血清中にGBV-C/HGVが検出された。また出産時の母親の血中GBV-C/HGV RNA量を測定し10^7以上を示した2例ではいずれも児に感染が成立し、10^<5-6>を示した4例中2例に感染が成立していたが、10^<2-3>を示した1例では感染が成立していないことが明らかとなった。以上のことから、わが国の一般妊婦集団の中の低率ながらGBV-C/HGV感染者が存在し存在することが明らかとなった。HCVとの重複感染したGBV-C/HGV感染妊婦から出生した児ではHCVと比較した高頻度に母児感染が成立するという成績が得られている。なお、GBV-C/HGVの母子感染が成立した児は現在追跡中である。

また、母子に感染しているGBV-C/HGVの塩基配列を相互に比較したところ、両者は完全に一致し、これらの4例の児は母子感染成立例であることが確認された。以上の調査成績から、わが国の一般妊婦集団の中に低率ながらGBV-C/HGV感染者が存在すること、出産時の母親の血中GBV-C/HGV量が多い場合には母子感染成立の頻度が高いことが明らかとなった。、また、HCVとの重複感染したGBV-C/HGV感染妊婦から出生した児ではHCVの母子感染は1例もみられず、GBV-C/HGVの方が高い頻度で母子感染が成立することも併せて明らかとなった。
頭頸部悪性腫瘍におけるsilent otitis mediaと耳管機能について

頭頸部悪性腫瘍の進行例の剖検の病理組織学的所見よりsilent otitis mediaが存在することを報告したが、臨床的にも頭頸部悪性腫瘍症例にsilent otitis mediaが存在することのみでなく従来稀といわれていた耳管開放症が存在していることが判明した。耳管開放症はビデオモニターによる内視鏡下鼓膜の動的所見および耳管咽頭口の観察、インピーダンス法、音響法などの多面的耳管機能検査により検出された。滲出性中耳炎で鼓膜チューブ留置中の上咽頭腫瘍の一症例では放射線療法で局所が改善したが耳管狭窄は改善しなかった。しかし放射線療法を行った上咽頭腫瘍の2症例では中耳炎とならずに耳管開放型を示したことから照射によりリンパ組織を含めた上咽頭および耳管周囲の組織が萎縮をきたし耳管開放症になったと示唆された。両側蝶形骨洞腫瘍の一症例では放射線療法で一側が耳管狭窄型、他側は一時耳管開放型を示したが腫瘍の進展もあり狭窄型となり両側中耳炎に至った。放射線療法を行った下咽頭腫瘍の一症例は滲出性中耳炎となったが他の気管切開をした一症例では耳管開放症が判明した。喉頭腫瘍では変化が認められなかった。頸部廓清術を行った一症例で術後滲出性中耳炎が生じautoinflation可能、すぐに鼓膜所見が改善し耳管開放型を示したことはリンパの循環不全のため一過性にsilent otitis mediaが生じたと考えられた。副咽頭間隙腫瘍では術前後silentotitis mediaが認められ音響法で狭窄型を示した。照射、腫瘍摘出を行った口腔底腫瘍の一症例は耳管開放症を示した。このように頭頸部腫瘍患者は腫瘍自体、治療によりotitis mediaを生じることがあり耳管開放型でも滲出性中耳炎が生じうる。頭頸部腫瘍患者以外の耳管開放症43症例を検討し高年齢の男性の耳管開放症では体重減少が高率にみられた。このことから頭頸部悪性腫瘍の耳管開放型は放射線療法による影響もあるが体重減少も一つの成因になると考えられた。頭頸部悪性腫瘍の治療で耳管ー中耳に及ぼす影響を客観的耳管機能検査を用いて解明に役立てるのが本研究の目的である。耳管機能検査をimpedance法で評価する予定であったが頭頸部悪性腫瘍患者ではValsalva法にて一定の鼻咽腔圧に達しないことが年齢的、体力的、手技的なためしばしばみられその評価が難しいことがある。そのような症例に対する耳管機能の評価として音響法を加えた耳管機能検査機器の調整を試みた。インピ-ダンスによる耳管機能検査は発振周波数226Hzの85dBの音圧を加えValsalva法,Toynbee法などによる鼓膜の変動を鼓膜のコンプライアンスの動的変動としてとらえ、鼻咽腔圧も同時に記録した。音響法は1KHzおよび6KHzのバンドノイズセレクタ-を用いた。これらを用いることにより潜在的耳管機能不全の検出が有用であり気管切開術後の症例でも耳管機能検査ができうると考えられた。頭頸部腫瘍患者の耳管機能障害は従来耳管狭窄と考えられていたがその中には耳管開放症が含まれている。

今回耳管開放症の成立機転に関与すると思われる放射線照射後に生じた臨床的組織学的に興味ある耳管開放症の一症例を知見した。中耳ー上咽頭に及ぶ悪性腫瘍患者は放射線治療終了後に頑固な耳閉塞感を訴えた。滲出性中耳炎あるいは耳管狭窄症が考えられたが耳管機能検査および硬性内視鏡検査による耳管咽頭口周囲所見から耳管開放症であることが判明した。放射線治療後に耳管粘膜下組織がdense fibous connective tissue置換してていたと頭頸部悪性腫瘍剖検例の病理組織学的報告(Yamaguchi,Ann Otol Rhinol Laryngol,1990)をしたがこれらは相通じるものがあると示唆された。客観的耳管機能装置が起動し始めたのでこれから頭頸部悪性腫瘍患者の耳管機能を測定し臨床的検討をおこなう予定である。頭頚部悪性腫瘍患者に滲出性中耳炎が生じることは知られているが耳症状を訴えないsilent otitis mediaに罹患していることも少なくない。本研究の目的は客観的耳管機能検査装置を用いて臨床的にその頭頚部悪性腫瘍の耳管-中耳へ及ぼす影響を解明することである。本年度の研究実施計画は局所腫瘍摘出術、頚部郭清術の耳管-中耳に及ぼす影響をValsalva法,Toynbee法などで調べる予定であったが術後検査に抵抗を示すことが多く放射線療法も加えた。頭蓋底まで及ぶ副咽頭間隙腫瘍の一症例では自覚的に耳症状を訴えていなかったが術前ティンパノグラムでB型、音響法、インピーダンス法共に耳管機能閉塞型を示しsilent otitis mediaが示唆された。腫瘍摘出後も客観的耳管機能検査で閉塞型を示したが自覚的に耳症状は認められなかった。上顎癌の症例で放射線治療中に鼓膜が内陥し術後に滲出性中耳炎となり鼓膜チューブ留置をせざるを得なかった。滲出性中耳炎で鼓膜チューブ留置されていた症例で内視鏡検査、客観的耳管機能検査を行った結果上咽頭腫瘍が検出され耳管機能障害のある症例では内視鏡的検査は必須と考えられた。頭頚部悪性腫瘍の放射線療法において音響法、インピーダンス法を用いることにより4症例の耳管開放症を検出した。両側の蝶形骨洞から頭蓋底に腫瘍の浸潤のある一症例では治療中に一側が耳管開放型を示し他の一側は耳管狭窄型で滲出性中耳炎となった。このことから頭頚部悪性腫瘍に対する放射線療法は耳管狭窄および耳管開放症の成立機転に関与すると考えられた。放射線治療後に耳管粘膜下組織がdense fibrous connectiveに置換した報告(1990)は臨床的にも放射線治療後に耳管開放症が生じうることを示唆していた。今回の研究により客観的耳管機能検査及び内視鏡による鼓膜、耳管咽頭口の観察などは頭頚部悪性腫瘍患者のsilent otitis mediaのみでなく耳管開放症の検出に役立つものと考えられた。本研究を実施中頭頚部悪性腫瘍症例にsilent otitis mediaの存在することのみでなく従来稀といわれていた耳管開放症が存在していることが臨床的に判明した。そこでいわゆる耳管開放症の診断法、成因につき頭頚部腫瘍患者以外の症例の臨床的検討を行った。ビデオモニターによる内視鏡下鼓膜の動的所見および耳管咽頭口の観察、インピーダンス法、音響法などの多面的耳管機能検査により潜在的耳管開放症およびいわゆる耳管開放症43症例を検出した。Toynbee法時の鼓膜のダイナミックな動きと耳管咽頭口周囲の萎縮性病変が比較的容易な診断の指標となり得た。
環境変化がコナラ属の開花・結実様式に与える影響の解明

多くの植物種では開花・結実量に年変動がみられる。本研究ではコナラ属を用いて、1)野外実験により環境条件を操作して開花・結実量の変化を調査し、2)同実験環境下で花芽形成から種子成熟までに起こる遺伝子発現変化を捉えることで、3)年変動を引き起こす至近要因を抽出することを目的とした。その結果、北海道のコナラに対して、高い気温は当年の結実には正に、翌年の花成には負に影響を与える可能性が示唆された。また、窒素の施肥はミズナラの繁殖に対し、窒素要求量以外の種子生産量を決定づける要因(例えば気温や降水量など)が不適切であったとしても、その効果を緩和する可能性が示唆された。平成25年度は、平成24年度に行った網羅的遺伝子発現解析の結果をもとに、加温処理で変化すると考えられた花成制御遺伝子の発現解析を行った。加温実験は北海道大学苫小牧研究林および鳥取大学教育研究林蒜山の森に生育するコナラ成木3個体ずつを用いて、それぞれにOpen Top Canopy Chamber(OTCC)を設置することで行った。OTCC内部(加温処理)と同個体のOTCC外部(コントロール)からそれぞれ芽と雌花を2013年6月9月(苫小牧)5月7月(蒜山)に採取し、遺伝子発現解析試料とした。芽と雌花からRNAを抽出し、シロイヌナズナにおいて花成経路統合遺伝子とされるSUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1(SOC1)および花芽分裂組織決定遺伝子のSEPALLATA 3 (SEP3)の相同遺伝子(それぞれQsSOC1およびQsSEP3とする)について、リアルタイムPCR法によって遺伝子発現解析を行った。QsSOC1は芽で発現が確認され、一方で雌花では早期(苫小牧6月、蒜山5月)を除いて殆ど発現がみられなかった。鳥取大学構内で生育するコナラの花芽は雄花が6月下旬8月下旬、雌花が8上旬に原基分化することが分かっており(橋詰2003)、これより分化時期が遅れると考えられる苫小牧においては、QsSOC1の発現は6月に最も発現量が高く、それ以降は発現量は低く推移した。QsSEP3は芽よりも雌花でより高く発現していた。蒜山のコントロール区ではQsSEP3発現量は6月から7月にかけて低かったが、温暖化処理区では処理効果の大きかった3個体中2個体において6月から7月にかけて高くなっていた。以上の結果および他の候補遺伝子の発現解析から、温度上昇がコナラ属の花芽形成から種子成熟までに与える影響について考察する予定である。本研究ではコナラ属を用いて、1)野外実験により環境条件を操作して開花・結実量の変化を調査し、2)同実験環境下で花芽形成から種子成熟までに起こる遺伝子発現変化を捉えることで、3)年変動を引き起こす要因を明らかにすることを目的とする。平成24年度は、加温処理を行った際に、生理反応の初期段階として起こる遺伝子発現の変化を明らかにするため、複数の時期から採取した複数の器官において網羅的遺伝子発現解析を行った。加温実験は北海道大学苫小牧研究林のコナラ成木3個体OTCC(Open Top Canopy Chamber、2m四方の透明アクリル板で樹冠上部の一部を囲う)を設置することで行った。OTCC内部はOTCC外部と比較して日中の平均気温が1.17度上昇していた。OTCC内部(加温処理)と同個体のOTCC外部(コントロール)からそれぞれ葉、芽、雌花、雄花(開花直後のみ)を2012年6月7月に採取し、遺伝子発現解析試料とした。採取した試料は次世代シーケンサーIllumina HiSeq 2000を用いてde novoトランスクリプトーム解析を行った。マッピングされたリードを用いてDEGseq(Wanget al. 2010)により発現解析を行い、加温処理とコントロールの間で発現に差のある塩基配列を抽出した。さらにBLASTプログラムを用いてデータベース(DDBJ/EMBL/GenBank)上の既知遺伝子との相同性検索を行った。その結果、加温処理により、光合成関連遺伝子や花粉管伸長関連遺伝子等の発現が高く、花成制御遺伝子等の発現は低く制御されていた。今後、これらの遺伝子の発現挙動を詳細に解析することで、温暖化に対する様々な応答反応の全体像を捉えていく予定である。平成26年度は、前年に引き続いてOTCC(Open Top Canopy Chamber)による加温処理を北海道および岡山県で行い、遺伝子発現解析用のサンプルを採取した。また、平成25年度および26年度には窒素施肥実験を行い、林分スケールで繁殖器官の生産量が変化するかどうかについて解析を行った。窒素散布は北海道大学苫小牧研究林内のミズナラおよびシラカンバが優占する広葉樹二次林10.63 haに対して行った。樹木の開葉前である2013年4月中旬に、無線操縦型の小型ヘリコプターを用いて粒状の尿素を100 kg/haとなるように地表面へ散布した。対照区は施肥区と同様の構成樹種を持つ二次林に設定した。同年の開花期から種子落下時期までシードトラップをそれぞれ2 0基ずつ設置し、落下する全ての繁殖器官を採取した。採取した繁殖器官は乾燥させて樹種毎に数および重量を測定し、施肥区と対照区で繁殖器官の生産量の差を比較して窒素施肥の影響の有無を評価した。その結果、樹種によって反応が異なっていた。今後は詳細な解析を進めていく予定である。

樹冠への加温処理によって、コナラの花成および堅果の成長に関連すると考えられた遺伝子の発現解析を引き続き行った。芽ではQsSOC1は花成の初期に高く発現し、QsSEP3は花成の後期に高く発現していた。加温処理に対しては、QsSEP3でのみ発現特性の変化がみられ、加温処理により発現量が高くなっていた。雌花ではQsSOC1はほとんど発現せず、QsSEP3は芽よりも高く発現していた。QsSEP3は雌花の開花から一ヶ月間に高く発現しており、加温処理区では対照区よりも発現時期が長引いていた。コナラでは開花一ヶ月間の温度が高いと雌花が中途落下しにくい傾向にあるため、加温処理によるQsSEP3発現時期は雌花の中途落下の抑制と関連している可能性がある。また、堅果が急激に成長する時期においては、堅果のサイズが大きいほどQsSEP3の発現量が高くなっていた。さらに、堅果が急激に伸長する直前の時期にQsSEP3の発現量は加温区で増加しており、QsSEP3がコナラにおいて雌花(堅果)の成長に関与していることが示唆された。以上より、加温処理によりQsSEP3の発現が増加し花芽の発達と堅果の成長を促進する可能性があると考えられた。また、施肥処理を行い、ミズナラの繁殖器官生産量の変化について調査を行った。各シードトラップ(施肥区、対照区それぞれ20基を設置、月に1回の回収を3年間継続して行った。)における期間を通じたすべての繁殖器官の生産量を、不作年(2013年、2015年)と豊作年(2014年)とで比較したところ、施肥区においては不作年にあってもより多くの繁殖器官が生産される傾向がみられた。この傾向は主に堅果の生産量の違いによってもたらされていた。このことは窒素要求量以外の繁殖器官生産量を決定づける要因が種子生産に不適切であったとしても、その効果を窒素施肥が緩和している可能性を示唆していると考えられた。多くの植物種では開花・結実量に年変動がみられる。本研究ではコナラ属を用いて、1)野外実験により環境条件を操作して開花・結実量の変化を調査し、2)同実験環境下で花芽形成から種子成熟までに起こる遺伝子発現変化を捉えることで、3)年変動を引き起こす至近要因を抽出することを目的とした。その結果、北海道のコナラに対して、高い気温は当年の結実には正に、翌年の花成には負に影響を与える可能性が示唆された。また、窒素の施肥はミズナラの繁殖に対し、窒素要求量以外の種子生産量を決定づける要因(例えば気温や降水量など)が不適切であったとしても、その効果を緩和する可能性が示唆された。本研究では、野外操作実験下でコナラ属樹木の開花・結実量の変化を調査し、花芽形成から種子成熟までに起こる遺伝子発現変化を捉えることを目的としているが、平成25年度は対象樹種2種にほとんど花がみられない、凶作の年であった。そのため、試料を採取し、発現解析は行ったものの、十分なサンプル量を得ることができなかった。このような実験開始時には想定していなかったサンプル採取の困難およびデータの欠如が生まれたため、目的達成のための調査および実験の予定がずれている。また、平成26年は期間途中で9ヶ月間の育児休業を取得した。これらのことから、研究の進捗状況はやや遅れている。森林生態学
モンゴル草原の人工構造物が絶滅危惧有蹄類の生息地を分断化する影響の評価

モンゴル周辺に生息し、長距離移動をする野生有蹄類のモウコガゼルおよびアジアノロバを対象として、モンゴル-中国国境およびモンゴル鉄道による生息地分断化の影響を、衛星追跡、衛星画像解析、現地調査等を用い検証した。その結果、鉄道と国境が両種の移動の障害になっていることが示された。本地域の長距離移動有蹄類の保全に向けて、現存・新規の鉄道・道路への動物移動用通路設置の必要性や、国際的協力の重要性が示唆された。モンゴルを中心に生息し、長距離季節移動を行う有蹄類、モウコガゼル(Procapra gutturosa)およびアジアノロバ(Equus hemionus)を対象として、以下の4点を目的とする。(1)モンゴル-中国国境およびモンゴル鉄道による生息地分断化の検証(2)生息地域内での生息地選択プロセスの解明とそのモデル化(3)生息地分断化および季節的移動阻害が個体群存続可能性に及ぼす影響の解明(4)有効な保全方策の提示モンゴル周辺に生息し、長距離移動をする野生有蹄類のモウコガゼルおよびアジアノロバを対象として、モンゴル-中国国境およびモンゴル鉄道による生息地分断化の影響を、衛星追跡、衛星画像解析、現地調査等を用い検証した。モンゴル草原を縦断する国際鉄道と中国との国境が絶滅危惧有蹄類に及ぼす影響を評価するために、平成18年度に開始する予定であったモウコガゼルとアジアノロバの衛星追跡は、最近中央アジア一帯で発生しているノイズの影響と考えられるデータ送信障害のため見合わせ、18年度中にはアンテナを改良した衛星追跡用電波発信機のデータ送受信試験をおこなった。その結果、改良した発信機ではデータの送受信が可能であることが示された。そこで、18年度予算の繰越を申請し、19年5-6月にモンゴル中南部の乾燥草原および半砂漠地域で、モウコガゼル16頭、アジアノロバ16頭の捕獲と発信機装着をおこなった。モウコガゼルでは、モンゴル国際鉄道の東西それぞれの北部と南部の計4地域で各4頭(計16頭)の捕獲に成功したため、モウコガゼルの移動に対する鉄道の障害効果の評価を本格的におこなう準備ができた。また、南部で捕獲した個体については、中国との国境の影響も評価できる可能性がある。アジアノロバでは、モウコガゼルよりも個体数が少ないことや捕獲が困難なことから、捕獲が可能な場所に多くの個体が生息していた1地点で16頭の捕獲を試み、予定頭数の捕獲に成功した。本地域でのモウコガゼル追跡はこれまでに実績があるが、アジアノロバの追跡は初めてであるため、アジアノロバが今後どのような動きをするのかが興味深い。ただし、今回の両種の捕獲地点が離れているため、両種の生息地選択の違い等の問題に取り組むには問題が残る。今後、ほぼ同じ地域で両種を捕獲・追跡できれば生態学的により興味深い解析ができると思われる。これは次年度以降の課題とする。また、野生有蹄類生息地の環境調査や、地元遊牧民への聞き取り調査、衛星画像、環境情報や気象データの収集をおこない、今後蓄積されていく追跡個体の位置データと合わせた解析に備えている。2007年5-6月に、モウコガゼルおよびアジアノロバの生息地のうち、モンゴル南部のゴビ地帯を中心に、遊牧民に対して、ここ数年の野生動物生息状況や気象・植生状況に関する聞き取り調査を行った。この結果は、野生動物の生息地選択と気象・植生状況の関係の解析や、過去の気象データや植生指数マップを用いた動物の生息適地年変動の推定に利用する。2007年8-9月に、アジアノロバの生息地のうち最も降水量が少ない地域で、生息環境や他の絶滅危惧大型野生動物の生息状況を調査した。この地域にはモウコガゼルは生息しておらず、アジアノロバとモウコガゼルの生息地選択の違いを解明するための基礎的データを得ることができた。また、この地域でアジアノロバの個体追跡をしているグループとの協力関係を築くことができ、彼らのデータと我々の追跡個体を比較することで、異なる環境での移動行動比較も可能となった。2008年11-12月にはモウコガゼル追跡個体の補充を行った。平成18年度の繰越予算で追跡を開始したアジアノロバとモウコガゼルは捕獲地点が離れていたため、生息地選択や移動パターンを同所的に比較するために、ほぼ同じ地域で両種を捕獲することが望まれた。そこで、アジアノロバ捕獲地域付近でのモウコガゼル捕獲を計画し、実際にほぼ同じ地点での捕獲・追跡開始に成功した。同時に、遺伝分析用の試料も採集した。追跡は約3年間可能であるため、今後の両種間の比較や、気象・植生状況の年変動への対応を解析できる。気象データ・衛星画像データの収集・解析および、モウコガゼルの遺伝生態学的分析も継続的に進めている。前年度までに衛星追跡を開始した野生有蹄類個体が利用した、モンゴル中部の草原・ゴビ地域において、すでに死亡したと推定された個体の発信機回収を、2008年5-6月におこなった。発信機の電池寿命はモウコガゼル用で約2年半であるため、回収し電源を切ることにより、別個体への再装着が可能となる。

同時に野生有蹄類生息地に暮らす遊牧民への、ここ数年の野生動物生息状況や気象・植生状況に関する聞き取り調査もおこなった。2008年8-9月には、モンゴル南部のゴビ地帯を中心に植生調査を行った。複数年継続して植生状態を調査することにより、気象条件と植生状態の関係の解析や、気象条件の年変動が野生動物の生息地選択へ及ぼす影響を解析できる。2007年度に追跡を開始した個体の位置データ解析により、モウコガゼルとアジアノロバの移動パターンや生息地の選好性に違いがあることが示唆された。これら点は両種への保全対策を考慮する上で、また同所的に生息する異なる体サイズの有蹄類の生息地選択メカニズムや、移動パターン・要因を解明する上で重要である。また、国際鉄道だけでなく、モンゴル・中国国境も移動の障害になっていることが示されている。現在も継続的に位置データを入手中であり、衛星画像や現地調査による気象・植生データとの対応関係を解析中である。鉄道の東西の遺伝的分化や生息地全域の遺伝的多様性の分析も進めている。2008年6-8月にはモンゴル自然史博物館にて本研究の目的や成果を展示し、モンゴル国民やモンゴルを訪れる観光客へ、野生動物や生息地保全の重要性を訴える機会を得ることもできた。2009年8-9月に、モンゴル中南部の草原・ゴビ地域において、前年度までに衛星追跡を開始したモウコガゼルとアジアノロバが利用した地域の植生・土壌等の環境調査をおこなった。同地域では前年にも同様の調査を実施しており、複数年継続して植生状態を調査することにより、気象条件と植生状態の関係の解析や、気象条件の年変動が野生動物の生息地選択へ及ぼす影響を解析できる。追跡個体の位置データ、衛星画像から得られる植生指数、現地観測や気象局等から得られる気象データの解析から、1)国際鉄道両側で捕獲した追跡個体は鉄道に接近することはあったが、鉄道を越えなかったこと、2)中国との国境に接近した個体はあったが、国境は越えなかったこと、3)気象条件が植生・土壌水分に及ぼす影響、4)モウコガゼルとアジアノロバの移動パターンや生息地の選好性の違い、5)モウコガゼルの長距離移動開始時期と植生指数の関係、等を明らかにした。これらは両種への保全対策を考慮する上で、また同所的に生息する異なる体サイズの有蹄類の生息地選択メカニズムや、移動パターン・要因を解明する上で重要である。特に、鉄道・国境が野生動物の移動の障害になっていることが明らかになったことは、現在同地域で進行中の新規の鉄道・舗装道路建設の際に、野生動物用通路等の必要性や、そのための科学的調査の重要性を示している。多くの追跡個体で2年間以上の位置データが取得でき、一部の個体は、現在も追跡中である。これらのデータは、気象条件の年変動と野生動物の移動や生息地選択の関係等の解析に今後の利用される予定である。
顔表情の可視情報と非可視情報による感情推定に関する研究

本研究は顔表情(可視情報)と顔温度画像(非可視情報)を用いて人の感情を推定する。このため、人の基本感情において顔画像とこれに対応する顔温度画像のデータベースを作成した。そして、顔画像、顔温度画像、顔画像と顔温度画像とを組み合わせた感情推定手法を試作し、各々の特性を評価した。その結果、いずれかのみを用いた場合、70%程度の推定精度が得られる感情クラスが見られた。更に顔画像と顔温度画像とを組み合わせることにより10ポイント程度の精度向上が得られる感情クラスが見られた。可視情報と非可視情報とを組み合わせにより感情強度の推定やより複雑な感情クラスの推定が可能であるとの知見が得られた。1.顔表面温度画像データベースの作成本研究において起点となるデータベースの作成を行った。特に本分野で研究を先行しているテネシー大学EECSのProf. Mongi Abidiらの研究グループと議論し、データベースのバリエーション、環境設定などの知見を基に20名を超える被験者のデータベースを作成した。2.顔画像+顔表面温度画像による表情認識エンジンの試作3.顔画像、顔表面温度画像による認識特性の解析顔画像を用いた表情認識エンジンでは基本6表情を約70%で認識できた。一方、顔表面温度画像を用いた表情認識エンジンでは6表情の分離精度は怒り、悲しみの表情で80%を超える精度が得られるものの、笑い、嫌悪、驚き、平常時では40%程度の精度に留まった。このように顔表面温度画像による表情認識はクラス分離精度が低くなったが、試みに顔表情強度をクラスとして定義して認識特性を解析したところ、70%程度の精度が得られた。これは、従来の表情認識手法が表情クラスしか分離できないのに対して、顔表情温度を表情認識に用いることにより、表情強度を分解できることから、感情強度の認識が可能であることが期待できる。次年度にデータベースを拡充し、表情強度、感情強度の認識、推定に取り組みたい。1.可視情報、非可視情報のデータベース作成:基本7表情の表情クラス(平常、幸福、悲しみ、嫌悪、驚き、恐怖、怒り)において、30名の被験者に対して顔画像およびこれに対応する顔距離画像、顔皮膚温度画像を撮影し、デジタイズしてデータベースを作成した。国内外においてこのようなデータベースは存在せず、今後HPにて公開する予定。2.顔皮膚温度画像による感情推定:作成したデータベースに対して既に我々が開発した固有空間法を用いて顔皮膚温度画像による感情推定(認識)実験を行った。温度画像のみを用いた場合、70%程度の認識精度が得られたが、表情クラスによっては精度が50%を下回るクラスが見られた。3.顔皮膚温度画像と顔画像を用いた感情推定:固有空間法において特徴ベクトルと辞書データとの類似度を計算する部分で顔皮膚温度画像と顔画像による感情推定(認識)を統合することを試みたところ、最大で10ポイント程度の推定精度の向上が見られた。4.顔皮膚温度画像と顔画像による特徴ベクトルの時間同期:感情が顔皮膚温度に現れるまでに5秒から30秒程度の時間を要することがデータベースから明らかになった。更にこの時間は個人性による影響が大きい上、感情クラスによっても大きく変動する。このため、上記(3)における2つのメディアを統合して感情推定する手法はよいアプローチとは言えない。それぞれを独立に用いて感情推定し、感情の時間変化、推移をリンクさせる統合方法が必要であろう。上記成果についてそれぞれ国際会議において発表し、国外のジャーナルに投稿した。1.可視情報、非可視情報のデータベース作成被験者による可視情報、非可視情報の基礎データベースを作成した。被験者2名に対して各表情のシーンについてて顔画像、顔距離画像、顔皮膚温度画像を撮影し、データベースを作成した。データベース作成時、被験者に各表情クラスの表情表出をリクエストした場合、顔皮膚温度の変化はわずかであった。一方、表情表出を引き出す映像や音楽を提示した場合は顔皮膚温度画像上に有意な特性が見られた。これは顔皮膚温度が人の内面の感情が表出するメディアであることを表しており、本研究で取り組む人の感情推定に顔皮膚温度が不可欠であることが確かめられたと言える。2.表情空間、感情空間の定義、相互のマッピング顔画像、顔距離画像により表情クラスを識別する表情空間(特徴空間)の定義、顔皮膚温度画像により感情クラスを識別する感情空間(特徴空間)の定義(心理物理的、数理的)と特性の解析を行った。解析の結果、顔皮膚温度の特性は個人性が強く、特に顔画像との時間差が個人によって大きく異なり、更に、表情クラスによっても大きな変動が見られた。加えて、顔皮膚温度の特性は表情空間での表情クラスの分解能、分離度が低く、クラス分離には向かないことが明らかとなった。

ただし、顔皮膚温度は人の内面の感情を表す上、感情の強さを計ることが可能であり、顔画像による感情クラス分離と顔皮膚温度による感情強度との統合などの展開を考えるきっかけとなった。1.データベースの構築に時間を要した特に撮影環境の設定条件によって、撮影した顔表面温度画像が大きく変動するため、この変動を緩和する撮影環境(特に部屋温度)の設定および変動成分を後処理で補正する手法の検討に時間を要した。2.顔画像および顔表面温度画像による認識エンジンの開発に時間を要している異なるメディアである2種類の画像の認識結果を統合する技術の開発に時間がかかっている。特に両メディアでの認識エンジンにおいて類似度を統合する際の重み係数の最適化はまだ実現できていない。現在は統合類似度法と呼ぶ我々が独自に開発した手法を用いて実験しているが、係数の最適化までには至っていない。予算全額の配分が遅れ、本研究において必須の機器購入が遅れたため顔皮膚温度画像のデータベース作成が予定通りに行えなかった。更に、これに伴ってデータ数が限られ、特性の個人性について十分な検討が行えていない。早急にデータ補充を行い、解析を蓄積したい。1.顔表面温度画像データベースの拡充2.顔画像および顔表面温度画像による認識エンジンの開発統合類似度法において重み係数の最適化の検討を進める。3.顔表情クラスだけでなく、表情強度の認識機能を持った顔表情(感情)認識エンジンを完成させる1.可視情報、非可視情報のデータベース作成(追加):初年度に完成できなかったデータベースの作成を引き続き行う。2.表情空間、感情空間の定義、相互のマッピング:完成したデータベースに対して顔皮膚温度画像により感情クラスを識別する感情空間(特徴空間)の定義(心理物理的、数理的)と特性の解析を行う。可視情報と非可視情報による感情空間との組み合わせ、あるいは統合により人の感情を推定するマップを作成する。3.顔皮膚温度画像による感情推定:作成したデータベースを用いて顔皮膚温度画像による感情推定(認識)実験を行う。認識エンジンとしては、これまで我々が開発した固有空間法に加え、特徴点抽出による手法も検討する。1.テネシー大学Prof. Mongi Abidらと研究交流を継続し、データベースの拡充を進める24年度にテネシー大学を訪問し、研究打ち合わせを行う予定であったが、訪問直前に研究代表者が体調を崩したため、研究を補助する学生のみ相手先を訪問した。このため旅費などの予算に未使用額が生じた。次年度は本研究予算によりProf. Mongi Abidらのグループとの研究交流を継続し、研究打ち合わせを行い、データベースの拡充を進める。2.研究成果の発表研究成果を国際シンポジウムにおいて発表する。3.研究機器(主要設備であるサーモグラフィ)の保守1.可視、非可視情報のデータベース、表情認識エンジン計算サーバーの導入予算の全額配分が遅れたため、標記データベース作成が予定通り行えず、被験者2名のみのデータに限られた。更に補助金配分時期が不透明だったため、データベースを蓄積、処理するサーバーを購入できていない。
「見る」から「描く」への認知プロセスの解明：周辺視野の役割の検証

「絵を描くことの認知的な基盤とその発達」についての研究を発展させて、ヒトはなぜ描くのかという進化・発達論的な問いについての考察を深めた。チンパンジーの自発的な物遊びの発生過程を観察し、ふり遊びと描画時の描線への見立ての想像力の関係を考察した。また写実的に描くのがなぜむずかしいのかを明らかにするため、図形模写時の視線と描線の動きを計測し、周辺視野を測定する方法を検討した。これらの研究から得られた知見、および先史美術やアール・ブリュット等に関する資料調査にもとづいて、芸術の認知的な基盤について多角的な視点から考察し、美術教育における具体的な応用方法についての実践的な検討や提案をおこなった。デッサン時や模写時における周辺視野の役割と概念の解体との関わりを解明するため。本年度は、おもに図形模写時の視野範囲の測定方法を検討した。これまでに研究協力者らと開発してきた液晶タブレットとアイトラッカーによる描線・視線同時記録システムをもちいて、計測した予備実験のデータを解析した。デッサンの熟練者では、注視点の動きがより細かく、描線位置やモデルの対応位置を直視する時間が少ない傾向があることを確認した。アイトラッカーで測定できるのは注視点のみであるが、視野範囲だけでなく、微細な動きに違いがみとめられた。そのためより高周波数のアイトラッカーをもちいれば、注視点の微細な運動(固視微動)から、周辺視野に注意を向けて全体的に見ている(ソフトアイ)のか、注視点に集中して部分的に見ているのかを検出できる可能性が示唆された。また本研究は、前年度までに助成を受けた研究「絵を描くことの認知的な基盤とその発達」を発展させる形でおこなっている。本年度、これまでに得られた成果をまとめ、岩波科学ライブラリーに一般向けの著書を執筆して出版した。またチンパンジーなどの大型類人猿でも描画が自己報酬的におこなわれることから、同じように自己報酬的に発生する行動としての物遊びに着目した実験も実施した。58個体のチンパンジーおよび、同じく大型類人猿であるボノボ4個体を対象に、通常の飼育環境のなかに新奇物を導入し、物に対する自発的な行動を観察した。かれらが新奇物に対して積極的に探索行動をおこない、そこから多様な物の操作や遊び、実用的な使用に発展する様子が観察された。現在その詳細なプロセスについての解析を進めており、描画行動との相違について考察を進めている。本研究は、前回採択課題「絵を描くことの認知的な基盤とその発達」を発展させる形でおこなっており、これまでのチンパンジーとヒト幼児の描画行動に関する研究成果をまとめた論文が刊行された。またチンパンジーの描画行動が自己報酬的におこなわれることから、その動機づけ、つまり「おもしろさ」の性質について検証するために、昨年度おこなった物遊び実験の解析をすすめた。京都大学熊本サンクチュアリの58個体のチンパンジーおよび、同じく大型類人猿であるボノボ4個体を対象に、通常の飼育環境のなかに新奇物を導入し、物に対する自発的な行動を観察したものである。チンパンジーの物の操作が、1物の形状に依存しない探索的な操作から、2物の形状に依存した探索的な操作、物と物とを組み合わせた操作に進むことがあきらかになった。同じ行動の繰り返しや、長時間の持ち運びが見られたケースも多く、これらを「おもしろさ」の指標としての分析も進めている。ベッド作りなどの実用的な使用のほか、デッキブラシで地面をこするなどの模倣的な物の操作、ブラシを筆に見立てて紙の上をこするなどのふり遊びも観察された。これらの観察から、チンパンジーが、新奇物に対して、物がアフォードする行動を自己強化的に試そうとすることが明らかになった。また同じ操作を別の物に繰り返すケースもあり、操作の可能性を試すなかで物の特性を理解していることが示唆された。同じ操作を別の物にあてはめるという行為は、物を用途別に分類すること、すなわち物の表象化ともかかわる。今後さらなる解析をおこない、表象の成立や描画行動との関わりについて考察をすすめる予定である。描画模写時の視線と描線の推移の関係については、これまでの実験から得られたデータの解析をすすめている。本研究は、前回の採択課題である「絵を描くことの認知的な基盤とその発達」を発展させる形でおこなってきた。現存するなかでヒトにもっとも近縁なチンパンジーの描画行動と、ヒトの幼児の描画の発達を比較する研究がその軸である。そのなかで、描くことのもっとも根源的な動機づけとして、チンパンジーの描画行動が自己報酬性におこなわれることに着目し、自発的な物遊びの発生過程についても研究も進めている。当該年度は、その実験結果の解析をすすめ、日本霊長類学会等で発表をおこなった。京都大学熊本サンクチュアリの58個体のチンパンジーおよび、同じく大型類人猿であるボノボ4個体を対象とした実験で、通常の飼育環境のなかに多様な新奇物を導入し、物に対する自発的な行動を観察したものである。チンパンジーが、自発的な遊びの中で、シェマの調節や同化を自己強化的におこなうことで、さまざまなシェマを獲得し、物の操作の可能性を把握していることが示唆された。また、これまでの描画の比較認知発達的研究から得られた成果に基づいて、造形教育や図工教育にどのような示唆を与えられるか考察をおこない、美術教育の教科書の執筆や講演に反映させた。

また正規の美術教育を受けていない人が自発的な表現活動をおこなうアール・ブリュットにも着目し、芸術とはなにかについて、認知科学を基盤とした考察をおこない、一般向けの文章として執筆をおこなった。描画模写時の視線と描線の動態についての実験結果の解析も進めている。補助期間を延長していただいたので、今年度、成果をまとめたい。本研究は、前回採択課題を発展させるものとして申請したが、追加で別の実験をおこなったので計画に変更が生じた。また代表者が期間中に異動したことで研究時間が減少したこと、アイトラッカーとタブレットPCを用いた実験機器の調整に遅れが生じたことで、視野計測の実験データの収集と解析などが、予定どおりに進まなかった。「絵を描くことの進化・発達的起源およびその認知的な基盤」についての研究を発展させるとともに、物を見て描くときのデッサンの方法論について、認知心理学からの検討をおこなった。代表者らはこれまで進化の隣人であるチンパンジーを研究対象としてきたが、今年度は、過去30年間に京都大学霊長類研究所で実施されたチンパンジーの描画作品について、スキャナでとりこみ、作者や画材などの記録を整理して、デジタルアーカイブ化の準備を進めた。またチンパンジーの描画行動が食物報酬などを必要とせずに自己報酬的におこなわれることから、その動機づけ、つまり「おもしろさ」の性質について、昨年度おこなった物遊び研究の解析を進めた。さらに、人間が描くことの認知的な基盤について、多角的な視点から考察するために、先史時代の洞窟壁画や、アール・ブリュット作品についての調査、資料の収集をおこなった。現代の作家のライブペインティングの見学やインタビュー、資料の収集など、作品が生まれる背景やそのプロセスについての調査もおこなった。見て描くときの認知的なプロセスについての解析結果とともに、これらの考察内容を現在論文にまとめている。これまでの研究成果から、教育場面における描画や表現活動の意義を論じるとともに、具体的な実践への反映方法を検討し、保育士や教員養成課程の学生にむけた造形表現や図画工作の教科書等に執筆した。保育士や図工・美術教育の専門家などを対象とした講演をとおして、意見交換や議論もおこなった。また科学館や美術館、歴史資料館、高校などでの講演や、一般向けの雑誌等への執筆をおこない、研究成果のアウトリーチ活動にもつとめた。「絵を描くことの認知的な基盤とその発達」についての研究を発展させて、ヒトはなぜ描くのかという進化・発達論的な問いについての考察を深めた。チンパンジーの自発的な物遊びの発生過程を観察し、ふり遊びと描画時の描線への見立ての想像力の関係を考察した。また写実的に描くのがなぜむずかしいのかを明らかにするため、図形模写時の視線と描線の動きを計測し、周辺視野を測定する方法を検討した。これらの研究から得られた知見、および先史美術やアール・ブリュット等に関する資料調査にもとづいて、芸術の認知的な基盤について多角的な視点から考察し、美術教育における具体的な応用方法についての実践的な検討や提案をおこなった。描画の認知的な基盤についての研究成果の発表や、大型類人猿の自発的な物の操作(物遊び)に関する実験の解析については、交付申請書に示された以上の新たな知見が得られている。描画の原初的な動機づけや表象の成立との関わりについて、新たな視点からの議論につながるものである。