hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工味細胞を用いた味覚障害に対する漢方薬の作用機序の解明および治療応用

昨年度予定していた人工味細胞の樹立に関しては、予定とおり味覚受容体(うま味受容体・甘味受容体)を発現させるために必要なT1R1、T1R2、T1R3および味覚応答の変化を確認するために必要なTRPM5のDNA断片を作製し、PCRベクターとライゲーションさせた。ライゲーションさせたものに大腸菌を用い、形質転換させ、増殖した後にプラスミドプレップし、プラスミドDNAを精製作製した。作製したプラスミドDNAを以下の組み合わせ(うま味受容体:T1R1/T1R3+TRPM5または甘味受容体:T1R2/T1R3+TRPM5)と共にGFP(緑色蛍光タンパク質)を継代10代目までのHEK293細胞に遺伝子導入し、人工味細胞を作製した。受容体の発現効率に関しては、種々の濃度で検討したが、計画とおりの各遺伝子あたり0.5μgが最適であった。これまでの結果より、効率的に発現させることが可能になったため、引きつづき漢方薬作用下での味覚応答の変化(細胞内Ca2+濃度の変化に与える影響、味覚応答の下流にあるTRPM5の活性化に与える影響)を検討していく。本年度では作用させる漢方薬に関しては柴朴湯、香蘇散、六君子湯を予定としているが、味覚応答を観察し変化を認めなかった場合には半夏瀉心湯、半夏厚朴湯、十全大補湯などの漢方薬も用いて、味覚応答の変化を検討する。実験室の機器故障に伴い、チャネル発現の検証が遅れているため、本年度に速やかに確認し、続いて予定していた漢方薬作用下での味覚応答の変化を検討する予定である。本年度は作製した人工味細胞に対して漢方薬を作用させ、その味覚応答の変化を検討する。但し、パッチクランプ法を行うにあたり必要な、機器が故障しており、修理費用が高額であるため、味覚応答の変化の検証は予定していたパッチクランプ法を除く、リアルタイムPCR法、ウエスタンブロッティング法にて遺伝子レベル、タンパクレベルで検証する予定である昨年度予定していた人工味細胞の樹立に関しては、予定とおり味覚受容体(うま味受容体・甘味受容体)を発現させるために必要なT1R1、T1R2、T1R3および味覚応答の変化を確認するために必要なTRPM5のDNA断片を作製し、PCRベクターとライゲーションさせた。但し、パッチクランプ法を行うにあたり必要な、機器が故障しており、修理費用が高額であるため、味覚応答の変化の検証は予定していたパッチクランプ法を除く、リアルタイムPCR法、ウエスタンブロッティング法にて遺伝子レベル、タンパクレベルで検証する予定である研究室内のディープフリーザーなどの故障などがあり、予定していた実験が遅れているため、物品購入も予定より少なくなりました。それに伴い次年度使用額が生じました。本年度は遅延した分も含め、物品購入、実験を遂行します
ベイジアン社会意識分析モデルの提案と応用

本研究の目的は、社会意識形成メカニズムを解明しその実態を記述するために、ベイズモデルを応用した分析モデルを提案し、主に所得分布イメージと所得評価に関する経験的データの分析に応用することである。2018年度は、ベイジアン社会意識分析のこれまでの成果をまとめ発表するとともに、今後の継続研究プロジェクトにつながる研究を行った。第一には、これまで継続的に行ってきた階層帰属意識についてのベイジアン社会意識分析の成果を、The 19th World Congress of the International Sociological Associationにて口頭報告した。また、成果をまとめた論文を『理論と方法』(2018, 33(2))誌上に発表した。ランダムウォークプロセスを仮定する意識生成過程を想定し、帰属意識分布の生成メカニズムを理論的・経験的に検討するとともに、戦後日本における階層帰属意識の変化を分析した。第二には、新たなモデリングの試みとして、収入評価のベイジアン社会意識分析を実施した。具体的には、収入評価の形成メカニズムとして、単純な他者比較のメカニズムを組み込んだトイモデルを構成し、2015年階層と社会意識全国調査(SSP調査)データから観察された収入評価の分布をベイズ統計モデリングによって説明することを試みた。この成果を第67回数理社会学会にて報告した。第三には、ベイズ統計モデリングの社会科学における普及と発展を目指すために、新たな研究プロジェクトを立ち上げ、テキストの企画と執筆を開始した。このプロジェクトは、2019年度以降は分担者として参加する科研プロジェクト「ベイズモデリングによる実証的社会科学理論の刷新」(19K02065)へと発展的に継続することになった。今年度はまず先行研究のレビューを重点的に行った。これまでの社会意識研究の歴史と問題点を洗い出すと同時に、ベイズ統計学、ベイズ認知モデルについて集中的にレビューした。そして、これらを前提として、ベイジアン社会意識分析モデルの枠組みの構築と精緻化に取りかかった。こうした精緻化を受けて、本プロジェクトに関連する入手可能なデータに基づいて、ベイジアン社会意識分析モデルの枠組みを実験的に導入した分析をいくつか試みた。まず、2015年階層と社会意識全国調査(SSP調査)データより、平均所得イメージ項目を用いて、その背後に想定される間主観的な所得分布イメージを抽出する分析を実施した。具体的なモデルとしては、所得分布イメージが対数正規分布に従うと仮定した階層ベイズモデルを用いた。この成果は、まず2016年3月の数理社会学会で報告された。また、社会階層と社会移動全国調査(SSM調査)の過去データを用いて、階層帰属意識、階層分布イメージに関する分析もそれぞれ実施した。このように、既存調査データを用いたベイジアン社会意識分析モデルの枠組みを活用したさまざまな分析が可能であることがわかった。そこで、まずはそれらの分析を優先して追求するために、当初実施を計画していた所得分布イメージについての独自インターネット調査については、実施時期を遅らせるか、場合によっては実施を見送ることも考えている。ベイジアン社会意識分析モデルの枠組みの構築と理論的精緻化、既存調査データを用いたベイジアン社会意識分析モデルの応用研究において一定の進捗があった。今年度は、前年度に引き続いて、ベイジアン社会意識分析モデルの枠組みの構築と精緻化に取り組んだ。具体的には、本課題と連携する2つの調査プロジェクトのデータを用いた分析に取り組んだ。第一には、前年度に引き続いて、2015年階層と社会意識全国調査(SSP調査)データを用いて、平均所得イメージ項目より、その背後に想定される所得分布イメージを抽出する分析に取り組んだ。その成果を、7月の国際社会学会フォーラムにおいて発表した。近日中に、成果をまとめた論文を投稿する。第二には、2015年社会階層と社会移動全国調査(SSM調査)を用いた研究である。具体的には、階層上の主観的地位を表す階層帰属意識変数について、背後に社会的な成功失敗体験の積み重ねを示すベルヌイ試行の成功確率を想定したベイジアン社会意識分析モデルを考案して分析を重ねている。このモデルにより、階層帰属意識の属性・地位による違い、そして歴史的な分布の変化を統一的に説明できる枠組みが得られることが期待できる。さらに、この研究をさらに発展させ、ベルヌイ試行の成功確率という潜在変数によって、さまざまな社会意識を統一的に説明する分析枠組みを考案している。これらの成果の一部は3月の数理社会学会大会で報告した。ベイジアン社会意識分析モデルの枠組みの構築と精緻化、既存調査データを用いたベイジアン社会意識分析モデルの応用研究において、一定の進捗があった。既存調査データの分析に優先的に取り組むため、今年度の独自のインターネット調査の実施は見送った。今年度は、ベイジアン社会意識分析のこれまでの成果をまとめ、発表することを主眼にして活動を行った。第一には、2015年階層と社会意識全国調査(SSP調査)データより、平均所得イメージ項目を用いて、その背後に想定される間主観的な所得分布イメージを抽出する分析を引き続き実施した。

そして、その成果をまとめSAGE Open誌に論文を投稿し掲載された(Ishida 2018b).第二には、SSP調査データ、社会階層と社会移動全国調査(SSM調査)を用いて、階層帰属意識についてのベイジアン社会意識分析を行った。具体的には、背後にランダムウォークプロセスを仮定する意識生成過程を想定し、帰属意識分布の生成メカニズムを理論的・経験的に検討した。そして、戦後日本における階層帰属意識の変化を分析した。その成果については、The Second International Workshop of ISA RC45 on Social Inequalityと第65回数理社会学会大会にて報告した。また、この成果はSSM2015年調査報告書論文として公表するとともに(Ishida 2018a)、平成30年7月のISA World Congressでも発展的な研究について報告する予定である。順調に研究成果を報告・論文化してきた。当初予定に合った独自のインターネット調査については、予算とエフォートの観点から見送ることにした。本研究の目的は、社会意識形成メカニズムを解明しその実態を記述するために、ベイズモデルを応用した分析モデルを提案し、主に所得分布イメージと所得評価に関する経験的データの分析に応用することである。2018年度は、ベイジアン社会意識分析のこれまでの成果をまとめ発表するとともに、今後の継続研究プロジェクトにつながる研究を行った。第一には、これまで継続的に行ってきた階層帰属意識についてのベイジアン社会意識分析の成果を、The 19th World Congress of the International Sociological Associationにて口頭報告した。また、成果をまとめた論文を『理論と方法』(2018, 33(2))誌上に発表した。ランダムウォークプロセスを仮定する意識生成過程を想定し、帰属意識分布の生成メカニズムを理論的・経験的に検討するとともに、戦後日本における階層帰属意識の変化を分析した。第二には、新たなモデリングの試みとして、収入評価のベイジアン社会意識分析を実施した。具体的には、収入評価の形成メカニズムとして、単純な他者比較のメカニズムを組み込んだトイモデルを構成し、2015年階層と社会意識全国調査(SSP調査)データから観察された収入評価の分布をベイズ統計モデリングによって説明することを試みた。この成果を第67回数理社会学会にて報告した。第三には、ベイズ統計モデリングの社会科学における普及と発展を目指すために、新たな研究プロジェクトを立ち上げ、テキストの企画と執筆を開始した。
地域在住高齢者の骨粗鬆症と転倒予防のための指導プログラムの開発

平成11年度から12年度に埼玉県T群O町の65歳以上の高齢者1039名の骨密度と体力を測定し分析した(初回測定)。その結果をもとに、個々の体力特性に応じて重要な運動を選択して生活の中でできるだけ行うとともに、1日の生活を通じて1万歩を目標に歩くように指導するプログラムを開発した。埼玉県O町においては平成14年度15年度に町内34カ所の地区集会場等で、町民延べ614名に同プログラムを実施した。また、平成15年の8月に骨密度と体力の測定を行い、初回測定の骨密度と体力結果とを比較した。その結果、測定に参加した女性119名(平均年齢±SD:71.8±7.0歳)では、骨密度同年齢比(p=0.0000)・YAM比(p=0.0000)、握力(p=0.000)が有意に増加し、下肢筋力と片脚立位保持時間では有意差は無かった。埼玉県S町とI市では平成15年3月に85名(男10名、女75名)に対して、骨密度と体力測定を行った。同年4月から9月までの6ヶ月間に月2回の頻度でS町とI市で各12回ずつ集中的に骨粗鬆症と転倒予防教室を実施した。この間、一日の歩数を測定し記録表に歩数と運動時間などを毎日記録してもらった。2月の測定から9月の測定まで継続的に教室に参加した50歳以上の女性53名(60.2±5.5歳)の骨密度と体力測定の結果を比較した。その結果、骨密度同年比(p=0.002)・YAM比(p=0.000)は有意に低下していたが、膝伸展筋力(p=0.000)、障害物歩行(p=0.000)、腹筋力(p=0.000)は有意に改善していた。握力、歩行持久力には有意差は無かった。結論として、本プログラムはS町とI市での6ヶ月間の集中的な介入では50歳代女性の急速な骨密度減少は防止できなかったが、O町の指導で6070歳代女性の比較的緩やかな骨密度減少は防止できた。そして、骨粗鬆症と転倒予防に重要な体力の部は改善した。今後本プログラムの効果を長期的に検討していく必要がある。埼玉県T郡O町の地域在住高齢者1039名(男419名、女620名)に対して骨密度と体力を平成11年度と12年度に測定し、その結果をもとに骨粗鬆症と転倒予防のための健康指導を実施してきた。平成13年8月には65歳以上の町民115名(男46名、女69名)に対して同様の調査を行い、そのうち平成11年・12年の調査にも参加していた77名(男31名、女44名)については経時的変化を比較分析した。その結果、体力特性には著明な変化は無かったが、骨密度は同年齢比、若年成人平均化(YAM比)ともに有意に増加していた。

このことは健康指導の成果と考えられた。そして、平成14年8月に別の地区の住民141名(男45名、女96名)を対象に同様の調査を行い、平成12年から行ってきた健康指導の成果を検討した。その結果、骨密度と身体特性および体力特性との関連では、骨密度の同年齢比はBMI(r=0.333,p=0.007)と有意な相関があり、若年成人平均比(YAM比)は年齢(r=0.275,p=0.028)、体重(r=0.246,p=0.05)、握力(r=0.316,p=0.011)、片脚立位(r=0.261,p=0.037)と有意な相関があった。さらに平成11年度・12年度と結果を比較できた59名(男24名、女35名)では、骨密度同年齢比では有意差は無かったが、YAM比は有意に増加していた(p=0.046)。前回調査で骨密度と相関の高かった握力、下肢筋力、片脚立位のうち、握力は有意に増加していたが(p=0.000)、下肢筋力では有意差が無く、片脚立位は有意に低下していた(p=0.000)。これらの結果から、少なくとも今回参加した被検者のYAM比の改善は健康指導の成果と考えられた。O町での指導は今回開発中の指導プログラムだけでなく、健康相談と講演、保健師・栄養士の指導なども含まれている。そこで、平成14年度後半から同県内のI市とS町において、それぞれ2週間に1回6ヶ月間開発中のプログラムによる指導のみを行い、効果の検討を行う研究を進めている。平成11年度から12年度に埼玉県T群O町の65歳以上の高齢者1039名の骨密度と体力を測定し分析した。その結果、骨密度は下肢伸展筋力、握力、腹筋力、片脚立位保持時間、歩行持久力、障害物歩行能力と有意に相関があることを見出した。それをもとに、個々の体力特性に応じて重要な運動を選択して生活の中でできるだけ行うとともに、1日の生活を通じて1万歩を目標に歩くように指導するプログラムを開発した。指導した運動プログラムは活動水準を低下させる腰痛・下肢痛予防と全身の準備運動をかねたストレッチングを中心とした部分と、上下肢筋力、腹筋、背筋、バランス能力改善を目的とした部分とから構成されている。埼玉県O町においては平成14年度15年度に町内34カ所の地区集会場等で、町民延べ514名に骨粗鬆症と転倒予防に関する講演と運動指導を行った。また、平成15年の8月に骨密度と体力の測定を行い、平成11年から12年の骨密度と体力結果とを比較した。その結果、測定に参加した女性119名では、骨密度同年齢比(p=0.000)、骨密度YAM比(p=0.000)、握力(p=0.000)が有意に増加し、下肢筋力と片脚立位保持時間では有意差は無かった。埼玉県S町とI市で平成15年3月に85名(男10名、女75名)に対して、骨密度と体力測定を実施した。同年4月から9月までの6ヶ月間に月2回の頻度でS町とI市で各12回ずつ集中的に骨粗鬆症と転倒予防教室を実施した。この間、ステップメーターにより一日の歩数を測定し、記録表に歩数と運動時間などを毎日記録してもらった。9月の最終回に再度測定を行った。3月の測定から9月の測定まで継続的に教室に参加した50歳以上の女性53名の骨密度と体力測定の結果を比較した。その結果、骨密度YAM比(p=0.000)、骨密度同年比(p=0.002)は有意に低下していたが、膝伸展筋力(p=0.000)、障害物歩行(p=0.000)、腹筋力(p=0.000)は有意に改善していた。握力、歩行持久力には有意差は無かった。O町においては平成13年以降各地区で骨粗鬆症と転倒予防の保健指導を行っており、その一環として本プログラムを指導してきた。そのため、予防に対する意識が高い町民が測定に参加し、骨密度の結果が良好であったと考えられる。S町とI市での6ヶ月間の集中的な介入では50歳以上の女性の骨密度減少は防止できなかったが、骨粗鬆症と転倒予防に重要な体力の一部は改善した。今回開発した指導プログラムは転倒防止のための体力向上に効果的であることが分かった。
遷移金属錯体による位置選択的なメチレン炭素―水素結合活性化法の開発

本研究では、剛直な構造を有するスペーサー部位を介して反応基質を捕捉する部位と炭素-水素結合を切断し得る高活性な遷移金属部位を併せ持つ新規機能性遷移金属錯体を設計・合成し、これにより捕捉された基質の基質活性化部位の近傍に位置する炭素-水素結合のみを選択的に切断することを目的に研究を展開している。昨年度は上記目的を達成するための分子設計とその合成に重点をおいて検討を行い、基質捕捉部位として環状アミンまたは環状ホウ酸を有し、かつ、炭素-水素結合活性化部位としてインデンあるいはフェナントロリン部位をもつ二種類の分子の設計と合成を行った。本年度は、こうして合成した分子を配位子として有するロジウム、イリジウム錯体を調製し、これらの錯体の炭素-水素結合活性化能を調べた。その結果、いずれの配位子を有する錯体も、溶媒量のベンゼンの炭素-水素結合を容易に切断し得ることが明らかとなり、また、反応基質として想定している鎖状分子に関しても錯体に対して少過剰用いるだけで問題なく炭素-水素結合の切断が実現できることを見出した。このように本研究で設計した配位子を有する錯体は十分な炭素-水素結合活性化能を有することを確認できた。しかしながら、今回用いた遷移金属錯体は、各種有機溶剤に対する溶解性がそれほど高くないため、反応の進行と共に不溶性物質を生じ、これら不溶物に反応基質、生成物が取り込まれてしまうという問題があることも明らかとなった。そこで現在は錯体の溶解性を向上させるためにアルキル置換基を適切な位置にもつ多置換フェナントロリン型配位子を新たに設計し、その効率的合成手法の確立を目指して鋭意検討を行っている。本研究課題で得られた成果は目的とする鎖状分子の位置選択的な炭素-水素結合の活性化を実現するための基礎的知見として大変意義のあるものであると考えている。近年、遷移金属錯体の作用により化学的に不活性な炭素-水素結合を切断し、有機合成に利用する試みが行われている。しかし、有機化合物中には多くの炭素-水素結合が存在するため、実際に有用な有機合成反応を開発するためには位置選択性の問題を避けて通ることはできない。本研究では、手がかりとなる官能基から遠隔位に存在する炭素-水素結合の位置選択的切断を可能にする新しい遷移金属錯体の創製およびその有機合成反応への利用を目指し研究を行った。剛直な構造を有するスペーサー部位を介して反応基質を捕捉する部位と炭素-水素結合を切断し得る高活性な遷移金属部位を併せ持つ新規機能性遷移金属錯体を設計・合成し、これにより捕捉された基質の基質活性化部位の近傍に位置する炭素-水素結合のみを選択的に切断することを考え、次のように分子設計を行った。まず基質として鎖状カルボン酸あるいはアルコールを用いることを想定し、基質捕捉部位として環状アミンまたは環状ホウ酸を用いてアミド結合、ホウ酸エステル結合生成により基質を捕捉することを考えた。また、炭素-水素結合活性化能を有する金属錯体に関する文献調査をもとに、インデンあるいはフェナントロリンを金属配位部位として選びインデン型錯体およびフェナントロリン型錯体の二種類の基本骨格を考案した。次いで、設計した分子の合成を検討し、効率のよい合成経路を開発することができた。さらに、こうして合成した分子を配位子として有する各種遷移金属錯体を調製し、これらの錯体の炭素-水素結合活性化能を調べた。その結果、いずれの配位子を有する錯体も、ベンゼンの炭素-水素結合を切断し得ることが明らかとなり、本研究で設計した配位子を有する錯体は十分な炭素-水素結合活性化能を有することを確認できた。これらの成果は本研究課題を実現するための基礎的知見として大変重要な成果である。
ブレオマイシンの酸素活性化機能に基づく不斉酸化触媒の設計

制癌性抗生物質ブレオマイシンはそのピリミジン部位で鉄錯体を形成し、分子状酸素を活性化することにより、DNA中のデオキシリボ-ス部分を酸化的に開裂することが知られている。我々はブレオマイシンの錯体化学を解明するため、種々の人工ペプチドによる酸素活性化を検討してきた。すなわちピリミジン核にメトキシル基を導入したモデル化合物PYMLー6によりブレオマイシンに匹敵する酸素活性化を実現し、さらにジメチルアミノ基を持つPYMLー8ではブレオマイシンを凌ぐ125%の酸素活性化を達成するに至った。本研究ではこれをさらに発展させ、次のような成果を得た。モデル配位子によるオレフィンの不斉エポキシ化優れた酸素活性化能力を持つ配位子PYMLー8を用いることにより、Fe(II)ーO_2、Fe(III)ーH_2O_2、またはFe(III)ーPhIoの系でシスーβーメチルスチレンがエナンチオ選択的にエポキシ化されることを見出した。それぞれの条件によって酸化生成物の組成が異なることから、生成する酸素活性種の性質や反応性が異なることが示唆された。ブレオマイシンの自己不活化機構ブレオマイシンは酸素を活性化してDNAを切断するが、DNAが共存しないときには自己不活化をおこす。その機構を解明するため、モデル配位子PYMLー6をFe(II)ーO_2またはFe(III)ーH_2O_2にて処理し自己分解物を単離したところ、ピリジン核の側鎖が開裂することが分かった。上述のオレフィンの酸化反応においては条件によって異なる酸化生成物が得られたが、自己不活化の場合は条件によらず同じ分解物がほぼ同じ収率で得られたことから、オレフィンの酸化では複数の活性酸素種が関与しているのに対し、自己分解反応では単一の酸素活性種が関与していることが推察される。
移動体群ネットワークにおける移動・無線通信制御に関する研究

本研究では、無線通信機能を有する多くのロボットや車が、群れのように移動する移動体群ネットワークにおいて、通信範囲や通信品質、群れ形成機能を維持するための無線通信制御技術および移動制御技術を開発した。本成果により、多くのロボットが群れで移動し、被災地などに通信インフラを提供するシステムや、自動車の自動運転システム、さらに、人間の生体情報を取得するセンサネットワークなどを実現することができる。ノード初期配置のための移動制御アルゴリズムの詳細評価、通信性能を考慮したノード移動制御アルゴリズムの提案及び群れ制御アルゴリズムの評価を行った。群れ制御アルゴリズムの評価では、モバイルセンサネットワークや自動車群の自動運転への応用を見据え、複数の移動体が一つの群を維持しながら移動を行うための群移動制御に関して検討を行った。特に、移動体間の通信を担う無線通信及び移動体間の非同期性を考慮した評価を行った。具体的には、ロボティクス分野で提案されているフロッキングアルゴリズムに対して、通信範囲の制限及び同期ずれを与え、それらが、移動制御の性能に及ぼす影響について群れ制御の観点から評価を行った。また、モバイルメッシュネットワークユーザの通信品質を改善するためのノード移動制御アルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムでは、移動制御と通信品質の相互作用を考慮しながら移動の可否や方向を決定する。本検討では、無線通信にIEEE 802.11を使用したロボットプラットフォームを用いた実験を行った。実験では、各ノードが、接続しているユーザの通信品質をリアルタイムで監視し、品質が劣化したユーザに対してノードが移動することで、通信品質が改善されることを確認した。ノード初期配置のための移動制御アルゴリズムについては、ネットワークカバレッジを拡大するための改良を行った。配置条件として、隣接ノードとの最短距離を加えることで、配置されるノード間の距離が近づきすぎることを防ぐ事を可能にした。また、802.11無線LANのデータ伝送速度と受信信号強度の関係を実験により求め、このデータを移動制御アルゴリズムに取り入れた。大規模化したシミュレーションにより、提案方式の効果を確認した。以上のように、本年度は、移動制御と通信性能との関係の明確化及び提案アルゴリズムへの反映を行うことができた。本年度は、ワイヤレスメッシュネットワークにおけるノード配置の人為的労力や被災地でのノードの配置に伴う危険性を回避するため、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)等のロボットにルーター機能を持ったメッシュノードを搭載し、自律的なノード配置を行うモバイルメッシュネットワークにおける移動制御アルゴリズムの提案と評価を行った。モバイルメッシュネットワークにおいてカバレッジ範囲を最大にするにはルーター間の距離をなるべく大きくする必要がある。しかし、距離の大きいリンクは伝送速度が低く、STAの発生位置によってはボトルネックリンクとなり、エンドノード間のスループットを低下させる。そこで、本研究では、カバレッジ範囲を維持しつつ、ボトルネックリンクによる通信品質劣化を低減する移動制御アルゴリズムの提案を行った。計算機シミュレーションにより提案アルゴリズムを評価し、移動無線ルーター群の通信性能を考慮した移動制御技術の確立とその効果の明確化、移動制御と無線通信性能の間に存在する相互作用の明確化、及び群移動制御に適した無線通信方式・プロトコル設計技術の確立とその効果の明確化を行うことができた。また、移動制御アルゴリズムを実装したノードによる実機実証を試みた。移動制御の既存アルゴリズムであるレイノルズフロッキングアルゴリズムを、IEEE 802.11無線LANインタフェースを搭載した移動ロボット上に実装し、移動制御アルゴリズムの実験評価を行った。その結果、正確な移動制御を行うためには、位置情報精度が重要な役割を果たすことを明確にした。一方、理想的な位置情報を用いた実験では、正確な群移動を実現し、移動制御アルゴリズム及び無線通信方式の有効性を確認できた。また、移動通信ネットワークに必要となる省電力無線通信方式についても検討を行った。本年度は、ロボットに搭載した無線ルーターが自律的に移動しメッシュバックボーンを構成する際に、ゲートウェイへの経路を確保しつつ、通信提供エリア(カバレッジ)を最大化する群移動制御アルゴリズムの検討を行った。さらに、提案移動制御アルゴリズムにより配置したメッシュネットワーク内に接続端末を配置した場合に、各端末の通信性能を向上するための移動・無線通信パラメータ制御の検討を行った。これらの検討により、モバイルメッシュネットワーク構築に重要な役割を果たす基本アルゴリズムの設計を完了した。また、提案アルゴリズムについて、理論及びシミュレーションによる評価だけでなく、ロボットプラットフォームを用いた実機実験によっても評価を行った。これにより、提案アルゴリズムの実用性を証明するとともに、今後の検討の基礎となる実験環境を構築することができた。また、メッシュルーターの小型化も行い、これまで、ノートPCで実現していた通信機能を、商用の小型メッシュルーターを用いて実現することで、ロボットの移動性の飛躍的な向上を実現した。提案移動制御アルゴリズムを用いる場合には、各ルーターにおける無線信号の受信信号強度(RSSI)が必要となるため、導入したメッシュルーターにおけるRSSI取得法及び取得したRSSI特性について、詳細な検討を行い、導入メッシュルーターに適した移動制御アルゴリズムの提案も行った。さらに、導入メッシュルーターの通信性能、特に受信信号電力に対する無線通信データ特性について、電波暗室における詳細な評価を行い、この評価結果を反映した移動制御アルゴリズムを提案した。以上、本年度の研究は研究実施計画通りに進捗し、研究の目的として挙げていた通信性能を考慮した移動制御によるユーザ

QoSの向上及び群制御と無線通信性能の相互作用の明確化を行うことができた。本年度は、実用的な環境下でも大規模な群れの制御が可能となるアルゴリズムを検討した。まず、CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)プロトコルに基づいた通信による情報交換を導入した。IEEE 802.11に基づくCSMA/CAで動作する多数の移動ノードが、レイノルズフロッキングアルゴリズムにより群れを成して移動する際の群れ形成状況や通信品質を評価するためのシミュレーションプログラムを作成した。このプログラムを利用し、中継により群れを構成するノードの通信範囲を拡大する場合の遅延と通信範囲の関係を明確にした。そして、その遅延と通信範囲のトレードオフの群れ制御に対する影響について検証した。さらに、群れを構成するノード数を増加させた場合の通信品質に対する影響も評価した。そして、これらの実用的な影響を考慮した評価を行うことにより、大規模移動体群の群移動制御に適した無線通信方式・プロトコル設計技術の確立とその効果の明確化を行った。また、研究期間全体を通して、(1)自律的に無線ネットワークインフラを構築する移動無線ルーター(移動機能付き無線通信基地局)群の通信性能を考慮した移動制御技術の確立とその効果の明確化、(2)形状、構成個体数、接続状態などを確保しながら移動する群の移動制御と無線通信性能の間に存在する相互作用の明確化、(3)大規模移動体群の群移動制御に適した無線通信方式・プロトコル設計技術の確立とその効果の明確化を行うことができた。無線通信工学本研究課題は、ロボットなどの移動体により構成される移動体群ネットワークのための移動・無線通信制御技術を開発することを目的としている。特に、(1)自律的に無線ネットワークインフラを構築する移動無線ルーター(移動機能付き無線通信基地局)群の通信性能を考慮した移動制御技術の確立とその効果の明確化、(2)形状、構成個体数、接続状態などを確保しながら移動する群の移動制御と無線通信性能の間に存在する相互作用の明確化、(3)大規模移動体群の群移動制御に適した無線通信方式・プロトコル設計技術の確立とその効果の明確化、を行い、群移動制御を支える移動・無線通信制御技術を確立することを目的としている。これらの目的のうち、(1)、(2)については、実績概要にも述べたように、ほぼ完了したと言える。
オ-トマトン,形式言語およびコ-ドの代数的研究

平成3年度の研究の重点はコ-ドの代数的研究におかれた。この分野は形式言語理論のなかでも通信理論への応用が期待されることもあり,計算機科学の基礎理論として重要な位置を占めている。平成3年度は文脈自由言語および稠密な言語とコ-ドの関連性に関して重点的に研究を行なった。まず,平成3年度中に刊行された論文では,外挿コ-ドおよび内挿コ-ドと形式言語との関連が論じられた。また,稠密な正規言語および文脈自由言語の構造が決定された。さらに,一記号上の分離型言語はすべて強分離型になることが証明された。半群の左稠密被覆の定義とその構造の決定の仕事も平成3年度中に刊行された。平成3年度中になされ平成4年以降に刊行される論文では,形式言語と原始語の集合の関係,準同形の一般化としての擬準同形の定義とその構造および言語との関係,任意のn個の要素がコ-ドになるような言語の研究等がある。準備中の仕事としては,右稠密言語およびその特別の場合としての右に稠密言語の構造の決定とコ-ドとの関係の研究がある。以上の個人的な研究のほかに平成3年度中になされた仕事としては,国際会議「語,言語および組合せ論」の会議録の作成があり,さらに平成5年4月には上記の国際会議での形式言語理論関係の論文選集がヨ-ロッパ情報科学連合の機関誌Theoretical Computer Scienceの特別号としてElsevier社(Amsterdam)より刊行される。
全身性強皮症の主要3病態のすべてを抑える画期的治療法の開発

全身性強皮症は皮膚および内臓諸臓器の血管障害と線維化を特徴とする全身性の自己免疫疾患である。我々は先行研究において、血管内皮細胞特異的Fli1欠失マウスが強皮症の血管障害を忠実に再現することを見出し、同マウスとブレオマイシン誘発強皮症モデルマウスを併用することにより、強皮症の主要3病態を分けて解析する実験系を確立した。本研究ではこのシステムを活用し、グリチルリチンおよびシクロホスファミドが強皮症の主要3病態に及ぼす影響について検討を行い、それぞれの薬剤の強皮症の病態に対する作用点を明らかにした。グリチルリチンについては特許出願しており、現在全身性強皮症患者を対象に特定臨床研究を行っている。全身性強皮症の主要3病態に対する各種治療薬の効果の解析として、まず初めに肝線維化治療薬であるグリチルリチンについて、ブレオマイシン誘発強皮症モデルマウス(BLMマウス)と強皮症血管障害モデルマウス(血管内皮細胞特異的Fli1欠失マウス、Fli1 ECKOマウス)を用いて検討を行った。BLMマウスでは、グリチルリチンによって皮膚線維化が抑制されることが明らかとなった。その機序として、1皮膚線維芽細胞におけるTGF-beta signalingを抑制すること、2Th2/Th17優位な炎症環境の誘導を抑制すること、3血管内皮細胞において細胞接着分子の発現を変化させてTh2/Th17細胞とM2マクロファージの浸潤を抑制すること、4血管内皮細胞間葉転換を抑制すること、などが明らかとなった。一方、Fli1 ECKOマウスでは、グリチルリチンによって血管の脆弱性が改善することが明らかとなった。その機序として、血管内皮細胞におけるVE-cadherin, PECAM-1, PDGF-Bの発現を回復させることが明らかとなった。以上の結果から、グリチルリチンは強皮症の主要3病態のすべてに対して、疾患修飾作用を有していることが明らかとなった。以上の結果を踏まえ、現在特定臨床研究として、全身性強皮症患者に対するグリチルリチンの治療効果について前向きに検討を行う予定である。また、並行して他の薬剤についても同様の手法で研究を進めている。グリチルリチンが強皮症の主要3病態に及ぼす影響、およびその作用機序が既に明らかとなっており、予定通り進んでいる。全身性強皮症の間質性肺疾患に対してシクロホスファミド(CYC)パルス療法が標準治療として用いられているが、同治療は炎症を抑えるのみでなく、血管障害にも作用して線維化を抑える。しかしながら、CYCが強皮症の血管障害に作用する機序はいまだ明らかにされていない。そこで、強皮症の血管障害を忠実に再現する血管内皮細胞特異的Fli1欠失マウス(Fli1 EcKOマウス)を用いて、CYCが同マウスの血管障害に及ぼす影響および作用機序を検討した。Fli1EcKOマウスにCYCを1回投与したところ、同マウスに特徴的にみられる血管透過性の亢進が改善した。また、2週間に1回の頻度でCYCを繰り返し投与すると、6回投与終了後2週間の時点において、同マウスに特徴的にみられる血管の構造異常(細動脈の狭窄、毛細血管拡張)が改善した。血管の安定性について免疫染色で確認したところ、CYC1回投与2週間後において血管周皮細胞のalpha-SMAの発現が回復しており、血管の安定化が確認できた。同じ実験条件でin vivo Matrigelplug assayを行ったところ、新生血管の形成が改善しており、脈管形成の異常が改善している可能性が示唆された。さらに、CYC1回投与後2週間において、皮膚微小血管におけるVE-cadherin, PDGF-B, S1P1, CCN1の発現が回復しており、同時に血管内皮細胞におけるFli1の発現も回復していた。一方、強皮症患者では、CYCパルス療法後に血清CCN1濃度が上昇していた。以上より、CYCは血管内皮細胞におけるFli1の発現を回復させることにより、Fli1依存性の血管障害を改善させることが示唆された。強皮症の病態におけるFli1の重要性に鑑みると、本研究によりCYCが強皮症の血管障害に対して疾患修飾作用を発揮する機序の一端が解明されたと考えられる。他の薬剤についても同様の検討を行う予定である。膠原病、特に全身性強皮症
音声合成法と話者適応技術および編集合成に基づく詐称音声の相対位相情報による検出法

ユーザの生体情報によるセキュリティ手段の一つである話者照合技術に関して、悪意をもってユーザになり済ます録音再生音による詐称音声を検出するために、ユーザが直接マイクに発声した音声と人の声を録音再生した音声との弁別を行う手法に関して検討した。今年度は、以前から我々が提案してきた相対位相情報に基づく話者照合法を改善し、周波数帯域による話者情報の偏在性に着目し、頑健に弁別しやすくなるように周波数軸スケールの伸縮を行い、フィルタバンクの形状を自動学習する方法の検討を行った。同様の手法を振幅スペクトラムについても行い、代表的な特徴パラメータとの比較を行った。その結果、提案した周波数軸の適応的伸縮による相対位相情報が単一の特徴パラメータとしては、世界最高水準の特徴パラメータであることを示した。また、話者照合の基本技術の開発を検討し、音声の原波形と線形予測分析による残差波形に対して、メル周波数ケプストラム係数(MFCC)と群遅延ケプストラム係数、相対位相情報を抽出し、これらのパラメータの併用による話者照合の改善を行った。相対位相に対しては、使用する周波数帯域を低域から中域までの60Hz2800Hzまで拡大した。その結果、原波形から抽出した特徴パラメータが残差波形から抽出した特徴パラメータよりも良かったが、残差波形にも多くの話者情報が保存されることが分かった。男性135名、女性135名、合計270名の話者認識において、話者情報の登録に5発話の約20秒間の音声を用いた場合と10発話の約40秒間の音声を用いた場合で、1発話ごとによる話者認識で、それぞれ約99.2%と99.7%の認識率を得ることができた。いずれの場合も相対位相情報が振幅スペクトラム情報の補完情報として有用であることを実証した。我々は、話者が直接発声した音声と音声合成技術等によって合成された(詐称)音声を識別する技術を開発してきた。本年度は、我々が提案した相対位相情報を用いた識別手法をIEEE Transactionsに論文投稿し、修正後に採録になった。また、雑音重畳により話者識別精度が劣化するため、雑音重畳音声の振幅スペクトラムと位相スペクトラムからクリーン音声の振幅スペクトラムと位相スペクトラムをディープネットワークを用いて復元する手法を提案した。これにより話者識別精度が改善できることを示した。本研究の中心課題は、話者が直接発声した音声か録音再生した音声かを識別する手法を開発することである。これは世界的に注目されている課題であり、共通データベースを用いた評価ワークショップが計画されている。我々は共通データベースの入手が間に合わず、正式にワークショップに参加できる機会を逃したが、予備的な実験では、標準手法を上回る予想以上の結果を得ている。これをさらに改善する手法を考案した(これらはいずれも未発表)。我々が提案した相対位相情報が詐称音声に頑健で、話者照合に有効であることを示し、IEEE Transactionsに採録された。また、話者が直接発声した音声か録音再生した音声かを識別する技術においても、予備実験ではあるが、高精度に識別できる見通しを得た。我々が提案した相対位相情報を、ある人の声になりすます詐称音声の識別に利用する研究を進めてきた。今までに、相対位相情報が、音声合成技術や音声変換技術により作成された詐称音声と原音声とを識別することに有用であることを示してきた。本年度は、録音された音声をスピーカーを通して再生された音声と直接マイクに発声した音声との識別の評価実験を行った。相対位相情報は、伝達特性の影響を受けることが知られている。録音機器を介在するか否かの違いは伝達特性の違いとして現れるため、相対位相が有効な特徴量であることが予想された。評価実験の結果、我々の提案する相対位相が、このような詐称音声に有効であることを示した。詳細に分析した結果、録音再生機器の性能が良ければ、録音再生機器を通した音声と原音声との識別が困難なこと、スマートフォンなどの録音再生機器の性能が悪い場合は、識別が容易なことも分かった。これは識別率が、伝達特性の変動量と大きな相関があるためである。単独特徴量としては、詐称音声の識別には相対位相が最も優れていることを示した。実際には、従来のメルケプストラム係数(MGCC)などと併用すると、さらに識別率は向上する。本年度の位相情報の改良点として、従来は低周波数帯域中周波数帯域の相対位相情報に限定してきたが、これを高周波数帯域まで拡張したこと、そのため、相対位相特徴をメルケプストラム領域に変換し、次元削減を行ったことである。これによっても、識別性能が向上した。この他に、本年度は、相対位相情報が、従来のメルケプストラム係数と併用することにより、音声区間の検出にも有用であることを示した。我々の提案している相対位相情報が、録音再生音声と直接音声(原音声)との識別に予想以上に有効であることを示した。詐称音声の識別に、単独特徴量としては、相対位相が最も優れていることを示した。また、相対位相情報の抽出法を改善し、この有効性も示した。具体的には、従来は低周波数帯域から中周波数帯域で、相対位相情報を抽出していたのを、高周波数帯域まで拡大したこと、これによって増加する特徴量を低減するため、メル周波数ケプストラム係数に変換したことである。

今年度は、以前から我々が提案してきた相対位相情報に基づく話者照合法を改善し、周波数帯域による話者情報の偏在性に着目し、頑健に弁別しやすくなるように周波数軸スケールの伸縮を行い、フィルタバンクの形状を自動学習する方法の検討を行った。同様の手法を振幅スペクトラムについても行い、代表的な特徴パラメータとの比較を行った。その結果、提案した周波数軸の適応的伸縮による相対位相情報が単一の特徴パラメータとしては、世界最高水準の特徴パラメータであることを示した。また、話者照合の基本技術の開発を検討し、音声の原波形と線形予測分析による残差波形に対して、メル周波数ケプストラム係数(MFCC)と群遅延ケプストラム係数、相対位相情報を抽出し、これらのパラメータの併用による話者照合の改善を行った。相対位相に対しては、使用する周波数帯域を低域から中域までの60Hz2800Hzまで拡大した。その結果、原波形から抽出した特徴パラメータが残差波形から抽出した特徴パラメータよりも良かったが、残差波形にも多くの話者情報が保存されることが分かった。男性135名、女性135名、合計270名の話者認識において、話者情報の登録に5発話の約20秒間の音声を用いた場合と10発話の約40秒間の音声を用いた場合で、1発話ごとによる話者認識で、それぞれ約99.2%と99.7%の認識率を得ることができた。いずれの場合も相対位相情報が振幅スペクトラム情報の補完情報として有用であることを実証した。話者が直接発声した音声か録音再生音声かを高精度に識別する手法を開発する。録音再生音は直接発声した音声と比べて、録音再生機の位相特性が変化することを利用する。但し、位相情報は話者によっても異なるので、これに対処する方法を考案する。相対位相情報に、話者情報を表現するi-vectorを補助情報として併用して、直接発声した音声か録音再生音かを識別する手法を開発する。識別手法には、ガウス混合分布に基づく方法に換えて、ディープニューラルネットワークに基づく方法を使用する。相対位相情報の更なる改善として、線形予測残差波形の相対位相情報の検討を行う。残差波形は、音源情報を近似的に表現しており、話者情報を多く含んでいると考えられる。従来の相対位相情報は、声道特性の影響も受けていたが、この影響が除去でき、識別性能を向上できる可能性がある。しかし、伝達特性の違いは、声道特性の違いにも表れるため、総合的な識別のための判断が必要になり、このことも検討する。分坦研究者が途中で交替し、それぞれの分坦者に配分したため、当初予定していた配分額よりも多く配分することになったが、代表者自身は、次年度の論文掲載料などを考慮して、次年度の予算を確保するように務めた。次年度(2018年度)に海外(インド)で研究成果の発表を予定しているため、旅費を確保した。また、海外(中国)の共同研究者との打ち合わせのため、外国出張を予定しているため、旅費を確保した。論文掲載料(2編のジャーナル論文)や国際会議論文校閲料に使用する。
ゆらぎ法による高計数率放射線測定器の開発

研究目的放射光の利用のような強力なZ線フラックスを用いると,短時間測定ができる.これにはダイナミックレンジの広い高計数放射線測定器が必要である.われわれが先に開発したゆらぎ検出法とパルス計数法を結合するマルチレベルカウンティングをこの分野の測定器に応用すると,高計数率特性が得られ,測定対象の拡大,精度の向上が期待できる.また, γ線を対象とするワイドレンジ線量計にも応用可能である.1)中性子核計装でのマルチレベルカウンティング法の有用性のチェック.東大中性子源炉弥生を用いて,核分裂計数管の出力の16チャネルディスクリミネータでの信号処理出力と炉出力との関係を求めたところ,パルス計数範囲の上限から3桁上まで,比例性が得られた.ただし,ゆらぎ領域とパルス領域の接続のためには,補正が必要で,現在検討中である.2)X線計数東大工学部の強力X線発生装置からの8KeVのZ線のをNaIシンチレーション検出器に入れ,整形回路の微分,積分時定数100nsで測定した結果,パルス計数の上限5×10^5ppsに対して5×10^6ppsまで,直線性が得られた.パルス計数の上限はNaIシンチレータの減衰時定数230nsと整形時定数により決定される.また高計数率領域での特性は,入力X線フラックスの設定誤差も含むので,今後の放射光X線での実験により,さらにワイドレンジ化の可能性を求めることができよう.3)γ線による実験^<137>Csで同様の実験を行ない, 2×10^6ppsまでの直線性を確認した.4)計算機シミュレーション計数特性の波高分布依存性を計算したが,実験結果とよい一致を示している.研究目的放射光の利用のような強力なZ線フラックスを用いると,短時間測定ができる.これにはダイナミックレンジの広い高計数放射線測定器が必要である.われわれが先に開発したゆらぎ検出法とパルス計数法を結合するマルチレベルカウンティングをこの分野の測定器に応用すると,高計数率特性が得られ,測定対象の拡大,精度の向上が期待できる.また, γ線を対象とするワイドレンジ線量計にも応用可能である.1)中性子核計装でのマルチレベルカウンティング法の有用性のチェック.東大中性子源炉弥生を用いて,核分裂計数管の出力の16チャネルディスクリミネータでの信号処理出力と炉出力との関係を求めたところ,パルス計数範囲の上限から3桁上まで,比例性が得られた.ただし,ゆらぎ領域とパルス領域の接続のためには,補正が必要で,現在検討中である.2)X線計数東大工学部の強力X線発生装置からの8KeVのZ線のをNaIシンチレーション検出器に入れ,整形回路の微分,積分時定数100nsで測定した結果,パルス計数の上限5×10^5ppsに対して5×10^6ppsまで,直線性が得られた.パルス計数の上限はNaIシンチレータの減衰時定数230nsと整形時定数により決定される.また高計数率領域での特性は,入力X線フラックスの設定誤差も含むので,今後の放射光X線での実験により,さらにワイドレンジ化の可能性を求めることができよう.3)γ線による実験^<137>Csで同様の実験を行ない, 2×10^6ppsまでの直線性を確認した.4)計算機シミュレーション計数特性の波高分布依存性を計算したが,実験結果とよい一致を示している.
画像解析による網羅的表現形研究のためのソフトウェア開発・公開支援環境の研究・開発

網羅的表現型解析の基盤となるゲノム配列として、メダカゲノムの高精度ドラフト配列の決定を行い、遺伝子情報や転写情報等をユーザに提示するための環境として、所属研究室にて運営しているゲノムブラウザUTGBを採用し、その高機能化のための開発を行った。また南日本および北日本由来の2種(Hd-rR,HNI)のメダカゲノム配列のアラインメントを計算し、それらを比較する中で1600万を超える塩基多型を検出し、それらの情報をユーザに提示するトラックをUTGB上に構築し公開を行った。ゲノム研究の基礎となるDNA配列情報の他に、より下流の生物学的メカニズムのデータである転写開始点情報を5'SAGE法によって、6段階の胚の各ステージごとと成魚の全身から網羅的に取得した。また昨年度の研究において発見された転写開始点情報およびヌクレオソーム位置推定ソフトウェアによって算出されたヌクレオソーム存在確率値との関連性について、実際にメダカ初期胚よりヌクレオソームに含まれているDNA断片を取得し、大規模シークエンシングによりゲノム上の位置を同定することで、実観測データによってもこれらの転写開始点と多型頻度の間に相関と周期性が見られることを発見した。これらのデータについてもメダカのUTGBのトラックとして情報公開を行っている。またゲノムブラウザは、画像を生成するWebプログラムと、表示されるデータを効率的に提供・管理するデータベース、またそれらを効率的に管理更新するためのツール群から成っているが、既存のUTGBの構成をより効率的に開発・管理できるように再設計および仕様の策定を行い、またトップレベルのGUI部分を既存のHTML/PHPによるものから、より効率的でリッチな表現と機能を持ったAJAX/GWTによる実装へと更新する作業を行った。また2種(Hd-rR, HNI)のメダカゲノム配列のアラインメントを計算し、それらを比較する中で1600万を超える塩基多型を検出し、それらの情報をユーザに提示するトラックをUTGB上に構築し公開を行った。上記の塩基多型情報を、5'SAGEタグによって網羅的に同定された転写開始点情報およびヌクレオソーム位置推定ソフトウェアによって算出されたヌクレオソーム存在確率値と複合的に解析する系を構築し、メダカにおいて転写開始点周辺のヌクレオソーム存在確率の低下と変異率の低下、転写開始点下流の整列されたヌクレオソームの存在とそれらと同期した挿入欠損変異率の振動現象を発見した。これに用いたヌクレオソーム存在確率値についてもメダカのUTGBのトラックとして情報公開を行っている。また、同じ解析手順をヒトや酵母についても適用し、UTGBのそれぞれの種のブラウザトラックを作成した。またゲノムブラウザのトラックとは、画像を生成するWebプログラムであるが、その開発に要求されるプログラミングスキルの低減を図るため、UTGB用トラック作成のためのPHPライブラリの仕様の策定を行い、生物系の研究者による情報公開環境の構築を支援するためのツールの整備を進め、UTGB全体の再構築を開始し、管理や他のデータソースとの連携を簡便化するための開発を行っている。
徒歩モードを内生化したマルチモード・パーソントリップシミュレーション

近年,自動車交通量削減を目的として公共輸送機関の利用促進が図られているが必ずしも上手く行っていない。都心部においては,公共輸送機関が一定程度整備されているが,アクセス/エグレスの不十分さから十分には活用されていない例が多い。自動車(マイカー)と公共輸送機関の間の選択・転移にはアクセス・エグレスの条件,例えば端末のバスサービスの頻度,料金やバス停まで/からの歩行距離等も大きな影響力を持つが,それらサービス水準は,高密度に諸機能が集中している都心部においては相互に関連を持つ。したがって都心部の交通マネージメントの効果を予測・評価するには,人の動きに着目して,都心部において利用可能な全ての交通機関を総合的に取り扱う予測モデルシステムが必要である。本研究で構築したシミュレーションシステムは,ノードとリンクからなるネットワークによって交通手段・経路を表現するものである。リンクを街区単位で構成して都心地区の詳細な交通流動を表現する。全体システムは大きく3分される。(a)人の移動における交通手段,経路,出発時刻を表現する交通行動モデルサブシステム,(b)他交通手段,他リンクの利用者数の影響を考慮したサービス水準を表現するパフォーマンスモデルサブシステム,(c)GISをベースとした詳細なネットワークを任意の詳細度で構成しシミュレーション結果を可視化する入出力部。これら個々の要素については既にかなりの研究蓄積があるが、(b)パフォーマンスサブシステムのうちの徒歩モードに関するモジュール(徒歩モジュール)に関しては、これまでのネットワーク交通関連研究では等閑視されてきたために、有用な知見が無い。そこで、本研究では、都市圏レベルの広域ネットワークのシミュレーションで用いるための、徒歩交通リンクパフォーマンスを表現するモデルを構築し、モジュールとして全体システムの中に組み込んだ。交通マネージメントを効果的に実施するには,人の動きに着目して,都心部において利用可能な全ての交通機関を総合的に取り扱う予測モデルシステムが必要である。本研究で構築するシミュレーションシステムは,ノードとリンクからなるネットワークによって交通手段・経路を表現する。全体システムは大きく3分される:(a)人の移動における交通手段,経路,出発時刻を表現する交通行動サブシステム,(b)他交通手段,他リンクの利用者数の影響を考慮したサービス水準を表現するパフォーマンスサブシステム,(c)GISをベースとした詳細なネットワークを任意の詳細度で構成しシミュレーションを可視化する入出力部。これらのうち、(b)パフォーマンスサブシステム、特に徒歩モードに関するモジュールに関しては、有用な知見が無い。そこで、本研究では、都市圏レベルの広域ネットワークのシミュレーションで用いるための、徒歩交通リンクパフォーマンスを表現するモデル(モジュール)を構築し、全体システムに組み込むことを目的とする。研究初年度のH13年度には以下の研究活動を実施した。(1)徒歩リンクパフォーマンスのモデル化・徒歩モジュールの概念設計:単純リンクとしてはモデル化できない歩行空間を取り上げ、2次元的歩行行動、特に横断方向の他者を避ける行動を明示的に表現するために、歩行空間を6角形メッシュ分割して、歩行流動をメッシュ間密度移動としてモデル化した。(2)徒歩リンクパフォーマンスモデルの再現性検討:(1)のモデル化がふさわしい歩行空間として商店街を取り上げて、歩行流動実態を観測調査して、キャリブレーションと再現性検討を行った。(3)徒歩モジュールの全体システムへの実装:(2)をマルチモード・ネットワークシミュレーションシステムへ組み込むための、インタフェース設計を行った。