hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スリランカにおける慢性腎臓病の発症、予後に関するコホート調査

南アジアの島国・スリランカでは1990年代より、セイロン島中東部、中北部および周辺地域において、慢性腎不全が急増している。これまでに続いて遺伝的素因を検討し、SLC13A3、KCNJ10、LAMB2の候補遺伝子を示した。バルカン半島腎症の原因とされる腎毒性を有するウマノスズクサ、また農薬曝露の関与について検討するため、尿中アリストロキア酸、ネオニコチノイドの分析方法を検討した。また症例対照研究を行った。結果として、検出できる量のアリストロキア酸は見出されなかった。病理組織の検討も行い、電子顕微鏡観察を行った。腎組織の電子顕微鏡観察は、CKDuの病因における重金属毒性を支持する証拠はなかった。南アジアの島国・スリランカでは1990年代より、セイロン島中東部、中北部および周辺地域において、慢性腎不全が急増してきており、社会問題になっている。民族的な遺伝素因も関与するが、高血圧を始めとした生活習慣病が潜在的なリスクとなると考えられた。我々は現地の研究機関と共同してコホート調査を実施し、新規発症、病期進行に関わるリスク要因の検討を行った。また、これまで感染症への偏重から見逃されてきた生活習慣病の実態とその背景因子を評価した。遺伝要因の解析では疾患感受性要因をゲノムワイド相関研究により検討した。多発地域において症例、対照者を600名を募集し、マイクロアレイによる遺伝子多型のタイピングを行い、SLC13A3を特定した。SLC13A3は尿細管に発現し、腎障害のマーカー分子であることも報告されている。疾患の原因が病理学的には尿細管障害であり、遺伝的素因により修飾されることが考えられた。また一般集団において、高血圧症の有病割合が高く、その背景には塩分摂取量が極めて高いことが明らかとなった。今後、疾患の予後を改善するために、患者の血圧管理を徹底することが有効であると考えられた。民族的な遺伝素因も関与するが、農業従事、高血圧を始めとした生活習慣病が潜在的なリスクとなると考えられた。スリランカの研究者において、農薬曝露が腎障害の要因ではないかと指摘がされており、一部農薬が使用禁止にされるなどの動きがあった。そのため、発症者、健康成人の間で、農薬曝露の尿中バイオマーカーを評価した。一般的に農業従事者で多く使用されるネオニコチノイド系農薬7種について評価した。尿試料1mLと回収率サロゲートを合わせ、珪藻土カラムにロードした。負荷後10分、標的分析対象をジクロロメタン25mLで2分間溶出した。溶出液を約10mLにロータリーエバポレーターで減少させ、さらに窒素気流下で約1mLにした。溶液を固相カートリッジに通した。10分間で、10mLの20%ジクロロメタン/アセトニトリルを用いてチューブに溶出した。溶液を窒素気流を用いて蒸発させ、30%メタノール水中に再溶解した。化学分析をLC-MS/MSにより行った。アセタミプリドの代謝物、デスメチルアセタミプリド、イミダクロプリド、クロチアニジン、チアメトキサムが検出された。クロチアニジンはスリランカで農薬登録はなく、チアメトキサムから代謝されたものと推定された。これらのネオニコチノイド系農薬濃度はクレアチニン補正した場合、慢性腎臓病患者群で低下し、腎排泄型の薬物であると考えられた。クレアチニン補正を行わない場合、両群で有意な差は認められなかった。また日本人の集団の尿中濃度に比べても低く、スリランカの集団がネオニコチノイド農薬曝露が高いとは認められなかった。スリランカの研究者において、ヒ素曝露が腎障害の要因ではないかと指摘がされていた。これまでに環境中、尿中ヒ素を、発症者、健康成人の間で評価してきたが、毛髪中ヒ素についてもスリランカの複数地域で評価した。ヒ素濃度は日本人などと比較して高くはなく、また地域的な差も有意ではなかった。遺伝的素因について、ゲノムワイド相関解析ではSLC13A3を見出しているが、稀な変異による影響がないか、全エクソン配列解析を行った。CKDuの8例とコントロールの8例のexomeシーケンシングにつづいて、CKDuの301例とコントロール276例における候補遺伝子座のサンガー法配列決定を実施した。相関研究は、最も高いオッズ比で1.74のSNPとして電位依存性KチャネルをコードするKCNJ10遺伝子に位置するrs34970857(c.658G> A/ p.V220M)を明らかにした。まれな変異は、先天性ネフローゼ症候群を引き起こすことが知られている遺伝子ラミニンベータ2(LAMB2)に同定された。

LAMB2の3変異はCKD症例でのみ見つかった新規バリアントであった。遺伝的調査では遺伝的感受性の存在を示した。この集団でCKDuに関連するいくつかのまれな変異体が存在する可能性も示唆された。患者背景調査、検体の分析を当初の予定通り実施した。南アジアの島国・スリランカでは1990年代より、セイロン島中東部、中北部および周辺地域において、慢性腎不全が急増してきており、社会問題になっている。スリランカの研究者において、ヒ素曝露が腎障害の要因ではないかと指摘がされていた。また民族的な遺伝素因も関与するが、農業従事、高血圧を始めとした生活習慣病が潜在的なリスクとなると考えられた。我々は現地の研究機関と共同してコホート調査を実施した。平成28年度はコホートの追跡による新規発症、病期進行の観察を平成27年に続き、行った。また既往疾患の治療歴、診療実態の調査臨床情報のデータセットをもとに血圧管理などが良好に行われているかを評価した。そしてコホートにおける生活習慣病スクリーニング健常対照者を対象に継続してスクリーニングを行った。バルカン半島腎症の原因とされる腎毒性を有する植物で生薬として用いられることがあるウマノスズクサの関与について検討するため、尿中アリストロキア酸の分析方法を検討した。また症例対照それぞれの検体で曝露評価を行った。結果として、検出できる量のアリストロキア酸は見出されず、対象集団におけるウマノスズクサの利用そのものがまれであることが示された。病理組織の検討も行い、電子顕微鏡観察を行った。腎組織の電子顕微鏡観察は、CKDuの病因における重金属毒性を支持する証拠はなかった。CKDu患者における重金属毒性の欠如を報告する以前のモニタリング結果を支持した。国際的な研究チームとの研究を計画し、既存試料を用いて、リスク要因の検索についてのプロトコールを作成してきた。南アジアの島国・スリランカでは1990年代より、セイロン島中東部、中北部および周辺地域において、慢性腎不全が急増している。これまでに続いて遺伝的素因を検討し、SLC13A3、KCNJ10、LAMB2の候補遺伝子を示した。バルカン半島腎症の原因とされる腎毒性を有するウマノスズクサ、また農薬曝露の関与について検討するため、尿中アリストロキア酸、ネオニコチノイドの分析方法を検討した。また症例対照研究を行った。結果として、検出できる量のアリストロキア酸は見出されなかった。患者背景調査、検体の分析を当初の予定の通り実施でき、慢性腎臓病患者を含めて当該地域における農薬曝露の状況を明らかにできた。1コホートの追跡による新規発症、病期進行の観察平成27年に続き、新規発症、病期進行を追跡調査する。検体検査により腎機能評価を行う。2既往疾患の治療歴、診療実態の調査臨床情報のデータセットをもとに血圧管理などが良好に行われているかを評価する。処方実態について、エビデンス、現地のリソースにもとづいて適切に行われているかを評価する。3コホートにおける生活習慣病スクリーニング健常対照者を対象に継続してスクリーニングを行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
歯槽骨の大規模三次元イメージングによる歯牙移動時の歯槽骨改造の解明

矯正力をかけて歯槽骨内の歯牙を移動させる歯科矯正治療において、歯槽骨改造の解明は矯正力の制御につながるため長年の課題である。歯槽骨改造の解明には、歯槽骨内における骨基質と細胞群の相互作用を解明することが重要であるが、ナノサイズのコラーゲン線維とマイクロサイズの細胞群とを広範囲に観察する際、解像度と観察範囲とのトレードオフ問題が障害となっていた。そこで本研究はこの問題を解決できる直交配置型FIB-SEMを用いて大規模三次元イメージングを行うことで、歯科矯正力に対する歯槽骨改造を解明することを目的とする。
体内埋込み型モータ駆動補助人工心臓システムと監視・支援システムの開発に関する研究

1.体内埋込み型モータ駆動補助人工心臓システムの監視・支援システムの実現に向け、光通信機能を内蔵した高性能な体内埋込み型駆動制御システムを試作した。本研究の駆動制御システムは,小型ながら高いデータ処理能力を有するよう16bit(NEC,V25)と8bit(HITACHI,HD64130)の1チップマイクロコンピュータ(MCU)を中心に構成した。制御系の演算および通信の管理は16bitMCUにより,またモータ回転角度・回転速度の検出は8bitMCUによりそれぞれ処理を行っている。経皮的光通信は,生体組織透過性の高い近赤外光を応用し,体内の駆動制御システムと体外に置くホストコンピュータとの間で半2重双方向通信を行い(伝送速度:9600bps),体内に埋め込まれたモータ駆動補助人工心臓の駆動状態情報の体外ホストコンピュータでの取得,および体内駆動制御システムへのモータ駆動補助人工心臓駆動条件(駆動モード(固定レートモードor full-fill full-emptyモード・ポンプ一回拍出量,ポンプ拍動数)の設定を行う。経皮的光通信は,1チップマイクロコンピュータのシリアル通信信号をパルス変調することにより行っている。駆動制御システムの大きさは縦110×横100×高さ40mmで,消費電力1.1Wattsである。2.経皮的光通信により体内から送られてくるモータ回転角度とモータ電流より,ポンプ拍出量,最高血圧,平均血圧の推定を行った。ポンプ拍出量の推定はモータ回転角度の移動変位より,最高血圧はピークモータ電流からモータ最高発生出力を計算することにより算出した。また平均血圧は,ポンプ拍出1行程の平均電流との相関より推定した。3.開発したシステムをin vitro実験により評価したところ,経皮的光通信機能により体外から体内側のモータ駆動補助人工心臓の駆動条件の変更ならびに,体内駆動情報の体外での取得を行うことができた。また,体内駆動情報から算出したポンプ拍出量と動脈圧は実測した値とほぼ一致し,良好に生体の循環状態を推定することができた。以上より,本研究の光通信機能を内蔵した高性能機能制御システムは体内埋込み型モータ駆動補助人工心臓システムの監視・支援システム実現に大きく貢献するものと考えられる。
超高速時間分解分光法およびX線分光法によるイオン液体溶媒和構造の実時間計測

本研究では、溶液中での化学反応の進行に重要な役割を示す溶媒和過程において、溶媒分子の空間的配置に関する情報を得ることを目的としている。分子構造の対称性が異なる種々の溶質を用いて、超高速時間分解分光法による溶媒和ダイナミクス測定を行なった。基底状態での溶媒分子配置や、励起状態での分子内電荷分離反応の速度を制御することで、イオン液体中での溶媒和ダイナミクスを詳細に観測し、その空間的配置に関しても示唆する結果が得られた。(Photochem. Photobiol. Sci., 2013, 12, 1885-1894.,およびJ. Sol. Chem., 2014, accepted.)また、溶液中での空間的構造に関する情報を得るための簡易な手法の開発を目的とした実験を行なった。現段階では光学顕微鏡を用いており、スケールの違いから直接的に溶媒和構造の推定につながるものではないが・光捕捉された数十nmサイズのナノ粒子群の、溶液中での動的挙動の観測をおこなっている。フェムト秒パルス光を用いた場合、CW光に比べて遥かに高効率に粒子が捕捉され、集光点から捕捉された粒子が噴出する特異な挙動が観測された。この粒子の噴出過程には、集光点でナノ粒子の過渡集合構造が形成されることが重要な役割を果たしていると考えられている。これまでに、捕捉光パルス間の遅延時間や・偏光方向の時間的変化を調整することで、ナノ粒子の捕捉効率や空間的構造の動的変化を部分的に制御することに成功しており、電場の時間的変化が溶液中での局所構造の形成に与える影響が示されている。このような性質は、構造のスケールの違いは存在するが、溶媒和ダイナミクスにおける溶媒分子の空間配置とも深く関連していると考えられる。以上のように本研究により、溶媒和ダイナミクスを理解する上で重要な情報となる、溶媒の空間的配置を推察するための重要な結果が多角的に得られた。(抄録なし)溶媒和ダイナミクスは溶液系での反応を制御する重要な因子であり、古くから多くの研究が行われてきたにも関わらず、その空間的な情報はほとんど得られておらず、溶媒和に酸化する溶媒分子の概数すらも明確になっていない。本研究では、イオン液体溶液中での溶媒和構造の空間的階層性を明らかにすることを目的として実験を遂行した。本年度はイオン液体で基底状態での溶媒配置の違いが溶媒和ダイナミクスに及ぼす影響を明らかにするため、種々のイオン液体中で対称形溶質および非対称形溶質を用いて、時間分解単一光子計数法(TCSPC)および過渡吸収測定法を用いて溶媒和ダイナミクスの比較を行なった。その結果、イオン液体の平均溶媒和時間は数100ps数ns程度であり、ほとんどのイオン液体では>10psの時間領域での溶媒和ダイナミクスには溶質の分極(初期の溶媒配置)の影響が観測されなかったのに対して、<10psの時間領域には顕著な溶質依存性が現れており無極性溶質に対する溶媒和ダイナミクスが遅くなっていた。イオン液体の溶媒和ダイナミクスには大きな空間的、時間的階層性が存在し、ある種の溶媒応答、たとえば溶質周辺の溶媒和のわずかな揺らぎなどは溶媒の初期配置に敏感であるが、それに引き続くより広い領域でのダイナミクスは溶媒の配置にほとんど影響されないと考えられる。また、Phosphonium系イオン液体は例外的な応答を示し、<10psの高速なダイナミクスは観測されず>数百psの長時間領域まで明確な溶質依存性が観測された。このことから、初期の溶媒応答が起こることで溶質の電荷が効率的に遮へいされて、その後のダイナミクスの進行に大きな影響が与えられている可能性が示唆された。したがって、溶媒和構造の空間的階層性を明らかにする上で、溶媒和ダイナミクスの進行の仕方がこれまで以上に重要な意味を持つことが明らかになった。

このような性質は、構造のスケールの違いは存在するが、溶媒和ダイナミクスにおける溶媒分子の空間配置とも深く関連していると考えられる。以上のように本研究により、溶媒和ダイナミクスを理解する上で重要な情報となる、溶媒の空間的配置を推察するための重要な結果が多角的に得られた。申請書の研究計画のうち、通常の時間分解分光手法による溶媒和ダイナミクスの測定および溶媒和構造の間接的な推定に関しては順調に進展しており、当初の予定以上に進行している部分もある。しかし、X線小角挙散乱を用いた直接的な溶媒和構造の測定に関しては大規模放射光施設のマシンタイムの制約がありやや遅れている。全体としては、現状では溶媒和ダイナミクスの空間的階層性を示唆するデータは多く得られているが、それに対する直接的な証拠となる実験結果が不足している。今後も溶媒和構造の空間的階層性を多方面から追求していく。時間分解測定による間接的手法は順調に進展しており、大きな方向転換の必要性は少ない。時間分解能の向上や励起波長の変化により、より広範な測定を可能としていく予定である。一方、溶媒和構造の直接観測においては大型放射光施設のマシンタイムに依存しない方法で研究を推進していく必要がある。そのため、個別の研究室で測定可能な、超短パルスレーザーを用いた構造測定手法の開発を行なう。最初は、測定が容易であると考えられる静電場中での溶媒の配向状態を観測することを試み、最終的に溶液中の溶媒和構造の測定を目指す。(抄録なし)
燃焼核を中心とした大気中のサブミノロン粒子に関する研究

本研究では、サブミクロン粒子の有する問題点・動力学的特性等、研究を進めてゆく上での基礎事項の検討を行うと同時に、実測を通じた大気中のサブミクロン粒子及び燃焼施設より排出される燃焼核の実態を把握し、更にサブミクロン粒子の動力学的挙動を、ブラウン拡散による凝集現象を中心として実験的・理論的に検討した。以下に本研究の実績の概要を項目別に示す。1.基礎事項の検討1)サブミクロン粒子の問題点の把握;既往の文献調査により、サブミクロン粒子の大気汚染へ与える影響及び人体への影響等を把握した。2)サブミクロン粒子の動力学的挙動の検討;サブミクロン粒子のブラウン拡散による凝集現象に着目し、その経時変化に関する理論展開、粒径分布の移行形態等を把握した。2.実測1)大気中のサブミクロン粒子の実測;大気の粒径分布,個数濃度の出現頻度,時刻変動,ピーク粒径の出現頻度等の実態を把握した。その結果、大気の粒径分布は粒径0.050.1μmの範囲に単一ピークを有する対数正規分布に近い形状を示す場合が多く、またサブミクロン領域ではその濃度変動が他と比較して大きいことが明らかになった。2)各種燃焼施設排ガス中の燃焼核の実測;大気中に放出されるサブミクロン粒子として化石燃料の燃焼過程において生じる燃焼核を取り上げ、実際の固定発生源における実測を通じて、その排出濃度特性を把握し、1)で得られた結果との比較・検討を行った。その結果、燃焼核の排出濃度は大気の【10^2】【10^4】倍と非常に高く、粒径分布も粒径0.01μm以下に小粒径側の突出したピークを有する二重ピーク型を示すことが明らかとなった。3.理論的検討;ブラウン拡散による凝集理論を検討し、燃焼核への適合性を実験的検証した。その結果サブミクロン粒子の粒径分布・濃度の経時変化において凝集理論に合致することが確認された。
イノベーション測定を通じた国・地方自治体の知財関連施策の評価

本研究課題では,イノベーションの測定を通じて,イノベーション関連施策の分析を行うことを目的とした.本研究の成果は以下の通りである.まず,プロダクトイノベーションの実現が消費者余剰に与える影響を定量的に評価する上で重要な需要関数の推定に係るサーベイを,公正取引委員会の競争政策研究センターのハンドブックシリーズの1章としてまとめた.本成果では,イノベーション政策の評価を行う上で有用であることに加え,競争政策や税・補助金政策の評価を行う上でも有用な分析手法がまとめられている.次に,電気通信政策,環境政策,貿易政策といった特定の政策課題について,需要関数の推定方法を用いてそれら政策の評価を行った.これら政策の分析では,新たなサービスの導入が消費者余剰に与えた影響,さらに政策導入が新技術の普及に与える影響を評価している.(北野,2012)これらの分析のうち,電気通信政策に関する北野・斎藤・大橋(2010)は,携帯電話市場における規制改革に伴うプロダクトイノベーション,新サービスの導入が消費者余剰に与えた影響を評価したものである.この研究は,学術誌に発表されていることに加え,電気通信普及財団によるテレコム社会科学賞奨励賞を受賞した.その他政策介入とイノベーションの普及に関連する研究として,一時的な保護貿易政策が技術導入に与えた影響の分析,また環境優良車に対する補助金政策であるいわゆるエコカー補助金が高燃費の自動車の普及に与えた影響を定量的に分析した.これら成果のいくつかは学術誌に発表するとともに,ワーキングペーパーとしてまとめ,査読付学術誌に現在レビューを受けている.また,これら成果の周知とさらなる論文の改善のため.国内外の学会,及びセミナーでの報告を行った.特に,産業組織論分野の国際学会として定評のあるEuropean Association for Research in Industrial Economics (EARIE)では,本課題の研究期間である3年間すべてで報告を行った.本研究課題では,イノベーションの測定を通じて,イノベーション関連施策の分析を行うことを目的とした.本研究の成果は以下の通りである.まず,プロダクトイノベーションの実現が消費者余剰に与える影響を定量的に評価する上で重要な需要関数の推定に係るサーベイを,公正取引委員会の競争政策研究センターのハンドブックシリーズの1章としてまとめた.本成果では,イノベーション政策の評価を行う上で有用であることに加え,競争政策や税・補助金政策の評価を行う上でも有用な分析手法がまとめられている.次に,電気通信政策,環境政策,貿易政策といった特定の政策課題について,需要関数の推定方法を用いてそれら政策の評価を行った.これら政策の分析では,新たなサービスの導入が消費者余剰に与えた影響,さらに政策導入が新技術の普及に与える影響を評価している.(北野,2012)これらの分析のうち,電気通信政策に関する北野・斎藤・大橋(2010)は,携帯電話市場における規制改革に伴うプロダクトイノベーション,新サービスの導入が消費者余剰に与えた影響を評価したものである.この研究は,学術誌に発表されていることに加え,電気通信普及財団によるテレコム社会科学賞奨励賞を受賞した.その他政策介入とイノベーションの普及に関連する研究として,一時的な保護貿易政策が技術導入に与えた影響の分析,また環境優良車に対する補助金政策であるいわゆるエコカー補助金が高燃費の自動車の普及に与えた影響を定量的に分析した.これら成果のいくつかは学術誌に発表するとともに,ワーキングペーパーとしてまとめ,査読付学術誌に現在レビューを受けている.また,これら成果の周知とさらなる論文の改善のため.国内外の学会,及びセミナーでの報告を行った.特に,産業組織論分野の国際学会として定評のあるEuropean Association for Research in Industrial Economics (EARIE)では,本課題の研究期間である3年間すべてで報告を行った.本研究は,イノベーション価値の測定を通じ,知財関連施策の評価を行うことで,イノベーション促進のための望ましい政策策定のための判断材料となるエビデンスを提供することを目的としている.具体的には,(1)特許データに基づくイノベーション価値の測定,(2)特許として登録されていない新製品・新サービスなどについて,特定の市場に注目したイノベーション価値の測定の2つを通じて政策の評価を行う.2010年度の成果として,(1)については,実際の評価に向けた特許データに関する基礎的なデータベースの作成と,(2)については自動車の環境技術に係るイノベーション測定のためのマーケットデータ,さらに電気通信分野におけるイノベーションの評価のための個票データに基づく計量経済分析のためのデータベースの作成を行った.(2)に関連してはさらに,政策が企業の研究開発のインセンティブに与える影響を明示的に考慮し,消費者行動,企業行動モデルを定式化し,政策介入がプロダクトイノベーションに与える影響を評価するための構造推定モデルを用いた分析手法の開発を行った.さらに,この開発されたモデルを用いて既存のデータベースを用いて政策分析を行い,論文としてまとめた.2010年度に得られた研究成果は産業組織論研究,国際経済学研究で定評のある国際学会(European Association for Research in Industrial Economics, European Trade Study Group),国内のいくつかの大学の研究会(慶應義塾大学,大阪大学,上智大学,富山大学)においても報告を行っている.また,知財関連施策の評価にあたり,国・地方自治体が採用している知財関連施策を整理し,政策評価のための基礎資料の作成も同時に進めている本研究は、イノベーション促進のための国・地方自治体による知財関連政策の評価を行うことを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。(1)知的財産研究所とNBERの特許データベースを用いて日本企業の特許の価値分布測定のための推定プログラムを作成した。(2)公的研究機関の直接技術開発や、企業に対する研究開発支援やベンチャー等開業支援などの補助・融資、産業クラスター整備等の集積支援政策などの自治体が導入してい知財関連施策についての基礎資料作成を行った。

(3)以下の2つの市場を対象に特許以外のイノベーション評価を行った。(1)携帯電話市場を対象に、新サービスの導入(プロダクトイノベーション)が与えた影響を評価した。具体的には、2006年導入の番号ポータビリティ(MNP)制度が消費者に直接与えた便益に加え、制度導入による企業間の競争促進効果も考慮した分析を行った。分析の結果、企業への影響を考慮したMNP制度導入の便益は消費者一人当たり43-47円程度であり、携帯電話市場の大きさを鑑みると、MNP制度は大きい便益をもたらした政策であることを示した。(2)自動車市場を対象に、重要な政策であるエコカー減税・補助金という環境対応車の普及促進政策がもたらす便益とこれら政策に係る論争の評価を行った。本研究では、これら政策を考慮した構造推定モデルを用い、政策が環境対応車の普及への貢献度合と、政策が各企業の利潤に与えた影響を明らかにした。加えて、これら政策が偽装された保護主義政策、即ち国内企業に有利となる設計であるというアメリカの批判について、アメリカが代替案として提示するエコカー認証基準と現行の基準が達成する環境対応車の普及効果に着目し、考察した。分析の結果、アメリカ案は現行の基準よりも同程度の環境対応車の普及に要する補助金額が大きく、少なくともアメリカ案との比較の観点からはこれら環境政策は偽装された保護主義政策には当たらないという結果を示した。経済成長の実現には、イノベーションが絶え間なく起こる社会を創造する必要がある。本研究課題では、イノベーション促進のための国及び地方自治体による知財関連政策の評価を行うことを目的とている。これまで、政策評価のためのイノベーションの価値測定を実施し、それを用いていくつかの政策分析を行ってきた。本年度は特に、震災以降の環境問題への高まりを考慮し、環境政策とイノベーションの問題を中心に研究を進めた。本年度の成果としてはまず、北野(2012)において、プロダクトイノベーション評価に不可欠な需要関数の推定方法について、競争政策の評価手法とともにまとめた点があげられる。論文では、需要関数の基礎的な推定に係るいくつかの問題点を挙げた上で、それらを解決するための計量経済学的な手法、またいくつかの離散選択モデルのクラスについて、基礎的な内容から応用事例までを含め、説明を行っている。本成果は、政策評価、イノベーション研究を行う多くの研究者、また実際の政策担当者にとっても有用なものと考えられる。
フッ素とアルミニウム錯体構成比による骨芽細胞内シグナル伝達系への影響

(1)in vitro :培養条件と両元素の錯体構成比の理論値から、AlとFの錯体の化学種との関係を検討し、主要錯体成分がAlFn^<3-n>(n=16)となる6種の組み合わせおよびF単独(NaF溶液)、Al単独(AlCl_3)の計8組の添加条件を設定し、骨芽細胞様細胞の細胞増殖活性の増殖率を測定した。各種条件下で培養を行った結果、培養上清中にAl単味、F単味を添加した場合より、Al+Fを同時に添加した場合の方が高い細胞増殖活性が認められた。単味においてはF濃度100-500μM、Al濃度50μMでピークが認められ、A1+Fの同時添加においては、比率により活性の差が認められること、Al濃度50μM+F濃度700μMでピークが認められた。しかし実験過程から算出した濃度の条件設定と実験結果から考察が困難であったことから、条件設定の再検討が必要となった。(2)in vitvo :人において、フッ素非摂取後および摂取後のフッ素とアルミニウムの尿中排泄量を測定し、フッ素によるアルミニウムの腎排泄への影響を検討した。インフォームドコンセントが得られた健康な成人6名において、本学倫理委員会で承認が得られたプロトコールにより1時間あたりの尿中のF排泄量は被験者全員F摂取後4時間以内に最大となった。F摂取後24時間の尿中Al排泄量は非F摂取後と比較すると、増加する傾向が認められた。尿中F排泄量と尿中Al排泄量に強い相関は認められなかったが、F摂取後に尿中Al排泄量が増加することから、Fは体内へのAlの吸収を促進、あるいは組織でのAl分布を変化させることによりAlの排泄を促進する可能性が示唆された。(1)骨芽細胞様細胞MC3T3-E1 cellの培養および細胞増殖活性の定量骨芽細胞様細胞MC3T3-E1 cellの培養条件により、AlとFの錯体の化学種との関係を検討し、両元素の錯体構成比の理論値から、主要錯体成分がAlFn^<3-n>(n=16)となる6種の組み合わせおよびF単独(NaF溶液)、Al単独(AlCl_3)の計8組の添加条件を設定した。骨芽細胞様細胞の細胞増殖活性を測定するため、PCR法産物を電気泳動し、発色させることで半定量的に細胞の増殖率を測定した。(2)アルミニウムおよびフッ素の測定Alの測定は逆相モードの高速液体クロマトグラフィーを用いて行った。上清中のAl濃度の測定は0.1ppb程度まで検出に成功した。Fの測定は、高感度フッ素イオン濃度測定装置にて測定を行った。0.1ppb程度の極微量なFの検出ができた。(3)各種条件下で培養を行った結果、培養上清中にAl単味、F単味を添加した場合より、Al+Fを同時に添加した場合の方が高い細胞増殖活性が認められた。単味においてはF濃度100-500μM、Al濃度50μMでピークが認められ、Al+Fの同時添加においては、比率により活性の差が認められること、Al濃度50μM+F濃度700μMでピークが認められた。
知的診療支援システム開発のためのアクティブマイニングに関する研究

本課題は,データマイニングを用いた知的診療支援サービスの開発を以下のプロセスによって実現するための基盤技術を研究した:(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為の履歴から,各診療科に必要な診療支援に関する知識を抽出,(2)マイニング結果に基づいた知的診療支援システムを開発,病院情報システム内に実装。(3)診療記録・診療行為の履歴からシステム実装の評価を定量的に行い,(4)評価に基づいて,追加のデータ収集を行い,支援システムの洗練化・新たな開発を行った。本課題の目的は,データマイニングを用いた知的診療支援サービスの開発を以下のプロセスによって実現するための基盤技術を研究することにある:(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為の履歴から,各診療科に必要な診療支援に関する知識を抽出。(2)マイニング結果に基づいた知的診療支援システムを開発,病院情報システム内に実装。(3)診療記録・診療行為の履歴からシステム実装の評価を定量的に行う。(4)評価に基づいて,追加のデータ収集を行い,支援システムの洗練化・新たな開発を行う。平成24年度前半は設置したデータウェアハウスサーバに病院情報システムに同期する形で蓄積を開始した。業務基幹系システムとそのデータに関わる背景的情報となりうる診療記録,診療行為を抽出するシステムを開発し,本年度設置されるデータウェアハウスサーバに実装し,情報系データの蓄積を開始する。さらに,蓄積されたデータの一部を用いて,本年度設置されるデータマイニングサーバを用いて,マイニング技術の予備的適用を行い,得られたパターンの評価を行った。平成24年度後半:平成24年度前半に蓄積されたデータを用いた時系列データからのマイニング技術を開発する。第一段階として,従来の時系列マイニングを含むデータマイニングの手法を実装し,本年度前半に蓄積されたデータを用いて,検証をはじめている。得られた結果を用いて,アクティブユーザーリアクションのプロセス,特にCollaborative Filtering, Personalization等の技術によるカスタマイズ型診療支援の開発に関する予備的実験を膠原病内科を適用領域として開始した。本研究では:(1)解析に必要なデータを業務用データベースから効率良く抽出する方法,(2)時系列モデリングを効率よく生成する時系列マイニングの方法,(3)診療支援システムの導入前後の時系列パターンの変化を検知するための指標の開発,(4)Personalizationのようなadaptiveな知的支援システムの構築を目標とし,実践的に知的診療支援システムの開発・評価をアクティブマイニングプロセスの枠組みで検討する。平成25年度においては,マイニングシステムの実装と知的診療支援システムの実装を中心に遂行した。平成24年度に引き続き,マイニングの要素技術の開発は昨年度設置されたデータマイニングサーバを用いて行った。(担当:平野,津本)。実際に,時系列マイニングシステムの構築により,さまざまな診療科を類型化し,時系列パターンの特徴が明らかになった。得られたマイニングの結果を用いて,専門家にインタビュー,本格的に知的診療支援システムの開発を本年度設置の開発用ワークステーションを用いて行った。特に,膠原病内科において,診療のミスにつながる時系列パターンを見いだし,その上で診療をナビゲーションするシステムを実装し,診療ミスを起こしうるパターンの消失を確認した。本年度は前半・後半に分けて,次のように研究を行った。26年度前半: 25年度に実現できたプロセスを内科全体に拡張した。その上で以下の研究を遂行する。昨年度に開発された診療支援システムを逐次,病院情報システムに埋め込み,その実行記録をアクセスログ管理サーバに蓄積した。従来からのデータウェアハウスサーバとアクセスログ管理サーバに蓄積されたデータに,これまで開発したマイニング技術を適用し,診療支援システムの評価を行った(担当:津本,花田)。

その評価に必要な情報あるいは前プロセスでは足りなかったと思われる情報の収集を目指し,データの収集のデザインを行い,さらにそのデータをアクセス管理ログサーバに蓄積をすすめた(担当:津本,花田)。各プロセスの評価には,前年度設置されたサーバおよび本年度設置される設備を用い,システムの評価はこの期間から外来診療全体をターゲットとした。26年度後半:時系列マイニングシステムの本格稼働およびまとめ:平成25度までに開発したシステムを本院において稼働させて,代表者・分担者全員で,システムの評価を行った。さらに,病院情報システムに埋め込み,待ち時間という観点から,システムの評価を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。データマイニング・サービスコンピューティング26年度が最終年度であるため、記入しない。研究に必要なデータ収集の設備は設置し,データ蓄積を開始している。また,実際に必要な解析プログラムについては実装をはじめ,基本的な解析を行い,1回目の検証をはじめている。これまで膠原病内科を中心にして,システム開発と評価を進めてきたが,本年度は他内科と比較して,前半には,内科全体について,昨年度行ったアクティブマイニングプロセスを実行する。平成25年度前半:マイニングシステムの実装と知的診療支援システムの実装:引き続き,マイニングの要素技術の開発は昨年度誤置されなデマタマイニングサーバを用いて行う。得られたマイニングの結果を用いて,専門家にインタビュー,本格的に知的診療支援システムの開発を本年度設置の開発用ワークステーションを用いて行う。26年度前半: 25年度に実現できたプロセスを内科全体に拡張する。その上で以下の研究を遂行する。昨年度に開発された診療支援システムを逐次,病院情報システムに埋め込み,その実行記録をアクセスログ管理サーバに蓄積する。従来からのデータウェアハウスサーバとアクセスログ管理サーバに蓄積されたデータに,これまで開発したマイニング技術を適用し,診療支援システムの評価を行う(担当:津本,花田)。その評価に必要な情報あるいは前プロセスでは足りなかったと思われる情報の収集を目指し,データの収集のデザインを行い,さらにそのデータをアクセス管理ログサーバに蓄積をすすめる(担当:津本,花田)。各プロセスの評価には,前年度設置されたサーバおよび本年度設置される設備を用い,システムの評価はこの期間から外来診療全体をターゲットとする。26年度後半:時系列マイニングシステムの本格稼働およびまとめ:平成25度までに開発したシステムを本院において稼働させて,代表者・分担者全員で,システムの評価を行う。さらに,本年度設置されるシステム評価用ワークステーションを病院情報システムに埋め込み,業務に支障がないように動作させる。さらに,アクティブマイニングプロセスのサイクルを積極的に回し,最後に本研究の総括を行う。
母乳育児支援専門のアドバンス助産師育成のための習熟度が判断できる搾乳モデルの開発

母乳育児を専門的に支援する看護者にとり必須技術である乳管閉塞部位に対する搾乳が適切に習得できる搾乳モデルを開発する。方法としては、これまでに開発した初学者用搾乳モデルを基盤とし、好発する乳管閉塞部位を調査に基づき特定、さらに母乳育児支援のベテラン看護者らにインタビューを行い、乳汁うっ滞の形状特性結果をふまえ、試作モデルを作製する。試作モデルの検証と改善を繰り返し、臨床で役立つ搾乳モデルを開発する。
陽電子と電子による分子付着機構とその効果に対する比較理論研究

本研究の最終的な研究の応用としては、PET(ポジトロン断層撮影)高精度・高画像化や陽電子による材料診断、ガン病巣への重粒子線治療、透過型陽電子顕微鏡などが挙げられる。ここでPET検査については、陽電子付着過程やポジトロニウム生成過程は未だにほとんどわかっていないにも関わらず、実用的にはすでに用いられている。この技術によるガン病巣の発見は、その後の重粒子線治療を前提にする上ではまだ精度が完全とは言えず、有効性に関する科学的根拠が乏しい。この精度を上げていくためには、さらなる陽電子-電子または陽電子-分子間のダイナミクスの理解が重要となってくるものと考える。よって、分子への電子及び陽電子付着の効果を調べ、これらの付着状態を比較検討することでより論理的な解釈を可能にし、今まで知られることの無かった陽電子の物理化学的性質を理解できると考える。この目的のために、二原子分子について、分子に対する電子付着の場合と陽電子付着の場合の安定化の度合いや、電子・陽電子の付着状態を調べていった。実際に学会発表や論文発表を今年度中に行うことはできなかったが、事前に予定されていた研究計画にそって研究を進めることができていたと考える。特に1年間を通して、自身の研究についてのご助言等を頂くだけでなく、第一線で活躍されている先生方と議論をするために複数回にわたって他大学を訪ねていた。さらに、現在行われている他の研究を知る為に自分に直接関係のない研究範囲の学会や研究会に参加することを多く行っていた。これにより多くの研究者とつながりを持つことができ、また他の研究者から得たものを自身の研究に対してうまくフィードバックすることができたと考えている。
地域貢献としての「子ども食堂」の意義と役割

鹿児島県内の子ども食堂はその後、4倍化となり50店舗に手が届くように規模・店舗数が増加・充実してきている。この間、各種の講演会及び学習会を開催し、広く「子ども食堂」について県内での周知と啓蒙をしてきた表れと言える。特に学校教育における「ボランティア」活動の講演をはじめてから、学校の協力が得られるようになった。高校生への子ども食堂のボランティア活動の参加が顕著に見られ、子ども食堂を利用する子どもたちに良きお兄さん・お姉さんとして親しみ(ケアリング))がみられるようになった。また、長期による不登校の児童が、高校に進学できたことも、子ども食堂が学習支援や相談などの活動の成果といえる。また、若い母親にとって子ども食堂が「子育てに関する」相談・交流の場として、あるいは文化活動として、子どもだけでなく、保護者にとっても重大な役割があることが、明確になりつつある。以上が実践活動としての成果であるが、理論的な研究業績としては、異世代間交流としての子ども食堂の役割、自治研究所による子ども食堂の役割など各種論文を掲載してきている。また、大学紀要に『子ども食堂における身近な自然体験活動の実践』『鹿児島県における子ども食堂のとりくみ』という論文と報告書を提出した。本年度一番の成果は行政・企業・社会福祉協議会・生協・教育委員会などの連携が行われ、県として子ども食堂への予算が付与されたことである。また、県知事との協議会も今後も定例化された。ただ、今後の課題として、地域住民や子ども食堂利用者にとっても詳細な意識調査が遅れており、可視化する研究・分析が必要となっている。また、学会の発表も次の課題である。2018年度定年退職のため、退職準備にかかる諸業務及び2019年度からの研究環境確保のために研究室の整理と移動・運搬のために多忙となり、データ収集に遅れが発生した。昨年できなかった「貧困」概念の整理をはじめ、今後の子どもの支援のあり方や「貧困」そのものの概念を文献により検討し、あらたな視点を確立したい。全国的な数の子ども食堂の特徴を把握し、今後は「共生社会」の在り方とコミュニティとしての子ども食堂の役割だけでなく子ども食堂の位置づけを明確にする必要があると考えられる。理論的なことは以上であるが、子ども食堂利用者・保護者・地域住民での意識調査のスケールの確立と方法の検討をこない、調査をする予定である。研究者が実際に「子ども食堂」を運営しているところは全くない。したがって、これについての学術的な研究はされていないのが現状である。よって、これまでの内容を整理し、地域貢献としての「子ども食堂」のあり方を提案するうえで意義がある。2017年では、このような目的から、「広がれ、こども食堂の輪!inかごしま」の内閣府の運動に参加し、共同代表として・講演会・シンポジュウムを開催した。その結果、講演会は約300名もの参加があり、各子ども食堂でのポスターセッションを要請し、好評のうちに終了することができた。子どもの貧困対策の一つとして、地域住民による「子ども食堂」が鹿児島では10店舗から31店舗と3倍化した。これらの子ども食堂と支援・情報を共有し、子ども食堂の運営・実践が行われ、講演会・シンポジュウム後にも会議と講演会を行うことができた。また、それに伴うチラシ・ポスターの発行もでき、地域住民からの問い合わせや、子ども食堂の食育としての利用も増加している。その間、子ども食堂への社会的期待に対する意識調査を講演会・教職員などに行うことができた。これらの成果以外には、ボランティアの意識調査の分析・まとめに関して『森の玉里子ども食堂奮闘記』の自主出版をはじめ、『子どもが育つ環境ーネット社会・睡眠・家族の視点からー』(仮)を夏ごろに共著出版する予定である。また、鹿児島における「子ども食堂ネットワーク」の創設が行われ、県内の子ども食堂の実践・情報の共有も出来つつある。子ども食堂への社会的期待に対する意識調査を行うことができた(対象350人を対象とし、調査用紙を配布し、187人から回答を得た(回収率53.4%))。その結果、「子ども食堂」についての認知は176人(94.1%)であり、「知らない」と答えた人は5人(2.7%)たらずであった。「支援することはよいこと」に対して全体で96.8%にもなった。これらの結果を自主出版と学術論文にまとめることができている。このように、子ども食堂への社会的期待に関しては、概ね好感を持っていると考えられることがわかった。逆に子ども食堂の設置に関しては否定的な考えはほとんどなかった。このような背景のもとに、現在鹿児島県では10店舗から31店舗の子ども食堂が開店するに至っており、九州県内では一番店舗数が多い結果となっている。このことからして、学術的にも社会教育・食育実践としての子ども食堂研究は進んでいる。ただ、実践をしている上で、子ども食堂の運営に関して、「食育」の部分に課題が見えており、調査項目に食事内容などの項目を入れる必要があると認識した。

また、長期による不登校の児童が、高校に進学できたことも、子ども食堂が学習支援や相談などの活動の成果といえる。また、若い母親にとって子ども食堂が「子育てに関する」相談・交流の場として、あるいは文化活動として、子どもだけでなく、保護者にとっても重大な役割があることが、明確になりつつある。以上が実践活動としての成果であるが、理論的な研究業績としては、異世代間交流としての子ども食堂の役割、自治研究所による子ども食堂の役割など各種論文を掲載してきている。また、大学紀要に『子ども食堂における身近な自然体験活動の実践』『鹿児島県における子ども食堂のとりくみ』という論文と報告書を提出した。本年度一番の成果は行政・企業・社会福祉協議会・生協・教育委員会などの連携が行われ、県として子ども食堂への予算が付与されたことである。また、県知事との協議会も今後も定例化された。ただ、今後の課題として、地域住民や子ども食堂利用者にとっても詳細な意識調査が遅れており、可視化する研究・分析が必要となっている。また、学会の発表も次の課題である。2018年度定年退職のため、退職準備にかかる諸業務及び2019年度からの研究環境確保のために研究室の整理と移動・運搬のために多忙となり、データ収集に遅れが発生した。平成30年度以降は、1地域のニーズとしての実践2子ども支援としての「子ども食堂」3ボランティアの役割という視点から理論研究を進め、かつ、引き続き「子ども食堂」の実践を行う。子ども食堂の「食育」については今後の課題とし、例えば「こ食」対応としての子ども食堂の認知の仕方、安心・安全な食事内容の在り方にも着目していきたい。また、「貧困」概念の整理をはじめ、今後の子どもの支援のあり方や「貧困」そのものの概念を検討する。その際、ネットワーク(保護者・社会福祉協議会・フードバンク・他支援団体等との連携)をどのようにするかの方法論が大きな課題である。この課題は、情報活用と定期的な会議等を設定し、連携を呼びかけるなどネットワークの在り方も重要である。昨年できなかった「貧困」概念の整理をはじめ、今後の子どもの支援のあり方や「貧困」そのものの概念を文献により検討し、あらたな視点を確立したい。全国的な数の子ども食堂の特徴を把握し、今後は「共生社会」の在り方とコミュニティとしての子ども食堂の役割だけでなく子ども食堂の位置づけを明確にする必要があると考えられる。理論的なことは以上であるが、子ども食堂利用者・保護者・地域住民での意識調査のスケールの確立と方法の検討をこない、調査をする予定である。「子ども食堂」の数が増えたことに伴い、当初計画していた調査項目・調査対象が増え、調査が遅れたため、データ整理まで実施することができなかった。平成30年度に調査を完了し、データ整理等の人件費として使用する。退職及び新規研究所属受け入れのほうに意識があり、例えば会議の場所の設定などの不十分さがあり、調査対象とした子ども食堂関係に不安が生じた。各子ども食堂関係者や住民の意識調査を詳細に調査してから、報告書及び論文について研究費を保留する必要があったためである。
琉球列島産ボチョウジ属(アカネ科)2種の性表現と種間関係に関する研究

1)沖縄島と奄美大島に生育するボチョウジの性表現を明らかにするために、花の形態を計測し、花粉の有無、柱頭の乳頭状突起の発達から雌雄性を判断した。また性的機能について評価するため、野外での受粉実験及び、柱頭上での花粉管の発芽・伸長実験を実施した。これらの結果から、沖縄島のボチョウジは形態的には二型花柱性的であるが、Lタイプ(長花柱花)の葯は花粉を完全に欠き雌として機能していること、Sタイプ(短花柱花)の雌蕊は機能を失い、強制受粉によっても果実を作らないため、実質雄として機能していることが判明した。これらの結果は、ボチョウジが二型花柱性の祖先から、雌雄異株へと進化したことを示唆している。二型花柱性が一般的なボチョウジ属約1800種の中で、機能的に雌雄異株に進化した例は、ハワイの11種を除くと初めての発見である。(論文投稿中)。2)ナガミボチョウジの性表現を明らかにするために、沖縄島の乙羽岳、嘉津宇岳、末吉公園の3集団から花を採集し、花形態の計測と形態からの雌雄性の推定を行った。また機能性についても受粉実験等による評価を実施した。この結果、一つの株に機能的な雄花、雌花、両性花を含む、雌雄同株であることが明らかになった。この雌雄性については集団ごとにも偏りがみられた。二型花柱性のグループの中で雌雄同株が見つかるケースは極めて珍しく、その進化的経路の解明が望まれる(種生物学会にて発表)。3)琉球列島と近隣の台湾、蘭嶼島に分布するボチョウジ属の系統関係を明らかにするためにDNAサンプルを採集した。現在、これらの材料を元に系統解析と倍数性の解析を進めている。フィリピンのナガミボチョウジについては、フィリピン国立博物館にて標本調査を実施した。これらの調査から、少なくてともナガミボチョウジが集団間で形態的に大きな相違があることが明らかになってきた。今後、形態と分子データによる分類学的再検討が必要である。(論文投稿中)。
深層ベイズ学習に基づく雑踏環境下でも頑健に動作する音源分離の教師なし学習

雑踏環境でも頑健に動作する音環境理解システムを実現するため、深層学習とベイズ学習を統合した教師なし音源分離法を確立する。近年、深層学習に基づく分離法が高い性能を発揮しているが、膨大な音源信号の教師データを必要とし、音声や音楽信号の分離といった特定のタスクへの応用に留まっている。一方、空間モデルに基づく音源分離は事前学習せずに動作するが、同じ方向の音源を分離できない課題がある。そこで、これら2つの枠組みを統合し、教師データが少ない状況でも、分離された音源信号の空間的な尤もらしさに基づき音源分離を教師なし学習する枠組みを確立する。駅のホームやデパートといった雑踏環境で、個別の音を定位・識別するには、各音源信号を抽出する音源分離が重要である。近年、深層学習に基づく分離法が高い性能を発揮しているが、膨大な音源信号の教師データを必要とし、実世界のあらゆる音源信号の収集は事実上不可能なので、音声や音楽の分離といった特定用途への応用にとどまっている。そこで、マイクロホンアレイを用いた音場情報に着目し、分離された音源信号の空間的な尤もらしさに基づき音源分離を教師なし学習する枠組みを確立する。平成30年度は、学習の基本アルゴリズムの確立と、令和元年度の研究に向けた学習データ収集を行った。深層音源分離の教師なし学習のために、深層ベイズ学習に基づく学習アルゴリズムを開発した。本手法は、多チャネル音響信号を観測とする確率モデルの一つである潜在ディリクレ配分(LDA)モデルをコスト関数とする。簡単化のため空間相関行列とパワースペクトル密度をテンプレート値に固定し、単チャネル音源分離を行う長短期記憶(LSTM)ネットワークの学習を行う。シミュレーション混合音を用いた実験により、本手法を用いて2話者の混合音を分離するLSTMを教師なし学習できることを確認した。また、日本科学未来館と佐々木洋子主任研究員の協力のもと、日本科学未来館の3階の音環境を収録させて頂いた。自律移動ロボットPeacockにMUSICアルゴリズムによる音源定位機能を実装し、そのデモを行いながら、展示物や他のロボット、来客者の方などが発する音の混合音を16チャネルマイクアレイを用いて収録した。本収録実験は計16日行い、約100時間程の雑踏環境録音を多チャネルデータとして収録した。平成30年度は、教師なし学習の基本アルゴリズムの確立および学習データ収集を、当初の計画通りおおむね順調に進展している。空間相関行列とパワースペクトル密度を固定したモデルではあるが、LDAに基づくコスト関数による音源分離の教師なし学習を実現した。よって、今後の実環境録音に対する教師なし学習への拡張に向けた基礎モデルの構築に関しては、ほぼ完了している。また、教師なし学習に必要な多チャネル環境録音に関しても、約100時間という,動作検証には十分な量のデータを収集できた。本年度は研究期間が半年であることもあり、まだ実際の研究発表の件数は少ないが、国内学会での発表を通して他の研究者からも理解を得ており、これから活発に研究成果の発表を行っていく予定である。平成30年度に深層音源分離の教師なし学習の基本的な枠組みを確立したので、雑踏境録音へ対応するための学習アルゴリズムの拡張および、定位・識別との接続を行う。昨年度に開発した基本アルゴリズムは、簡単化のため空間相関行列およびパワースペクトル密度が固定されているが、実環境での頑健な動作のため、学習時にこれらも推定するよう拡張する。また、未知音源数、拡散性雑音、移動音源を扱えるようにモデルを拡張し、雑踏環境で頑健に動作する音源分離を獲得できる学習アルゴリズムを導出する。未知音源数の対処は、ノンパラメトリック・ベイズによる無限混合モデルを打切り近似し、back propagation可能な更新式を導出する。拡散性雑音に対しては、チャネル間の無相関性を仮定した音源項を導入し、背景雑音として推定する。移動音源は、空間モデルのマルコフ仮定を用いて対処する。さらに、作成した音源分離アルゴリズムを音源定位や識別の入力に与えることで、音環境認識システムを構築し、性能評価する。

簡単化のため空間相関行列とパワースペクトル密度をテンプレート値に固定し、単チャネル音源分離を行う長短期記憶(LSTM)ネットワークの学習を行う。シミュレーション混合音を用いた実験により、本手法を用いて2話者の混合音を分離するLSTMを教師なし学習できることを確認した。また、日本科学未来館と佐々木洋子主任研究員の協力のもと、日本科学未来館の3階の音環境を収録させて頂いた。自律移動ロボットPeacockにMUSICアルゴリズムによる音源定位機能を実装し、そのデモを行いながら、展示物や他のロボット、来客者の方などが発する音の混合音を16チャネルマイクアレイを用いて収録した。本収録実験は計16日行い、約100時間程の雑踏環境録音を多チャネルデータとして収録した。平成30年度は、教師なし学習の基本アルゴリズムの確立および学習データ収集を、当初の計画通りおおむね順調に進展している。空間相関行列とパワースペクトル密度を固定したモデルではあるが、LDAに基づくコスト関数による音源分離の教師なし学習を実現した。よって、今後の実環境録音に対する教師なし学習への拡張に向けた基礎モデルの構築に関しては、ほぼ完了している。また、教師なし学習に必要な多チャネル環境録音に関しても、約100時間という,動作検証には十分な量のデータを収集できた。本年度は研究期間が半年であることもあり、まだ実際の研究発表の件数は少ないが、国内学会での発表を通して他の研究者からも理解を得ており、これから活発に研究成果の発表を行っていく予定である。平成30年度に深層音源分離の教師なし学習の基本的な枠組みを確立したので、雑踏境録音へ対応するための学習アルゴリズムの拡張および、定位・識別との接続を行う。昨年度に開発した基本アルゴリズムは、簡単化のため空間相関行列およびパワースペクトル密度が固定されているが、実環境での頑健な動作のため、学習時にこれらも推定するよう拡張する。また、未知音源数、拡散性雑音、移動音源を扱えるようにモデルを拡張し、雑踏環境で頑健に動作する音源分離を獲得できる学習アルゴリズムを導出する。未知音源数の対処は、ノンパラメトリック・ベイズによる無限混合モデルを打切り近似し、back propagation可能な更新式を導出する。拡散性雑音に対しては、チャネル間の無相関性を仮定した音源項を導入し、背景雑音として推定する。移動音源は、空間モデルのマルコフ仮定を用いて対処する。さらに、作成した音源分離アルゴリズムを音源定位や識別の入力に与えることで、音環境認識システムを構築し、性能評価する。