hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
健康長寿のための普遍的代謝調節経路の包括的研究

過食・運動不足による肥満を基盤病態とするメタボリックシンドローム・糖尿病・心血管疾患・癌・アルツハイマー病が激増している。そのような現状に対し、栄養状態に対する生体反応を適切にコントロールすることによって寿命の延長や若さを維持することが可能だと考えられ、健康長寿を実現する方法が待望されている。我々はごく最近、抗糖尿病ホルモンであるアディポネクチン/アディポネクチン受容体(AdipoR)シグナルが新規の寿命決定に深く関わる重要なシグナルであることを明らかにし(論文投稿中)、その活性化薬(論文投稿中)の取得にも成功している。そこで本研究課題では、それらのシーズを活かし、(1)健康長寿を制御する普遍的シグナルを同定する、(2)代謝制御経路を基盤にした健康長寿実現に向けた科学と方法を確立する、ことを目的とした。(1)「健康長寿を制御する普遍的シグナルの同定」AdipoR活性化薬とAdipoR各種遺伝子改変動物を駆使し、メタボローム解析、トランスクリプトーム解析を開始し、新規シグナル分子の候補を見出した。さらに作製予定のAdipoR遺伝子改変マウスの作製に着手した。(2)「代謝制御経路を基盤にした健康長寿実現に向けた科学と方法の確立」既に取得しているAdipoR活性化薬をリード物質とし、構造展開を行い、in vitroにおけるスクリーニングを開始し、さらなる有望な化合物取得に着手した。さらにヒト型AdipoR発現マウスの作製も開始した。25年度が最終年度であるため、記入しない。
MMP-13ノックアウトマウスを用いたMMP-13の創傷治癒過程における役割解析

マトリックスメタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinase=MMP)は、細胞外マトリックスの代謝に重要な役割を果たしている分子として、近年注目を集め、多くの分野で研究がされている。創傷治癒の場でも、重要な役割を果たしているとされているが、どのMMPが、いつ、どのような機序で創傷治癒に関与しているかは、まだはっきりと解明されていない。そこで、マウスにおけるコラゲナーゼ群のMMP-13とゲラチナーゼ群のMMP-9のそれぞれのノックアウトマウス及びダブルノックアウトマウスを用いて、創傷治癒の実験を行い、上皮化、炎症反応、肉芽形成、血管新生、瘢痕についての解析を行った。MMP-9、MMP-13ノックアウトマウスでは創傷治癒が遅延し、更にこれらのダブルノックアウトマウスでは、劇的に創傷治癒が遅延した。MMP-9とMMP-13ともに上皮細胞での発現を認め、ノックアウトマウス群では上皮化が遅延した。上皮細胞の増殖能は有意な差がなく、PAM cell(mouse keratinocyte)を用いたin vitroの実験では、BB94(MMP inhibitor)添加にて上皮細胞の遊走が抑制された。また、MMP-9及びMMP-13のsiRNAを上皮細胞に導入し、その遊走能を検討したところ、遊走が抑制された。以上のことから、MMP-9及びMMP-13は上皮細胞の遊走に関与していることが示唆された。また、MMP-13は線維芽細胞での発現を認め、ノックアウトマウスでは創収縮が遅延していることからMMP-13は創収縮に寄与していると考えられる。ノックアウトマウスより分離された線維芽細胞を用い、in vitroでの実験を施行したところ、MMP-13及びMMP-9/13ダブルノックアウトマウス由来の線維芽細胞は増殖能・筋線維芽細胞への転換能が低下することが初めて明らかになった。また、MMP-13ノックアウトマウスでは、血管新生が抑制されていたことから、MMP-13が何らかの形で、血管新生に寄与していることが考えられる。マトリックスメタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinase = MMP)は、細胞外マトリックスの代謝に重要な役割を果たしている分子として、近年注目を集め、多くの分野で研究がされている。そこで、マウスにおけるコラゲナーゼ群のMMP-13とゲラチナーゼ群のMMP-9のそれぞれのノックアウトマウスを用いて、創傷治癒の実験を行い、上皮化、炎症反応、肉芽形成、血管新生、瘢痕についての解析を行った。MMP-9とMMP-13ともにkeratinocyteでの発現を認め、ノックアウトマウスでは上皮化が遅延した。keratinocyteの増殖能に有意な差は認めなかった。In vitroの実験系において、MMP阻害薬を用いるとkeratinocyteのmigrationが抑制されることからも、MMP-9とMMP-13は、keratinocyteのmigrationに関与していることが示唆された。炎症反応においては、有意な差を認めなかった。MMP-13ノックアウトマウスでは、血管新生が抑制されていたことから、MMP-13が何らかの形で、血管新生に寄与していることが考えられる。
有害化学物質の毒性評価に関する国際比較学的研究

有害化学物質による環境汚染は生態系と人類の存亡に関わる問題として、国際的に共通な問題として認識されるに至っている。有害化学物質による環境汚染の管理,制御方法はそれぞれの国の考え方や事情によって異なる。わが国における管理法は、化学分析を行い、あらかじめ定められた環境基準地との比較によって管理しようとしている。一方、欧米、カナダではバイオアッセイの手法を用いて環境中における有害化学物質意の存在を先ず確認ずることからはじめており,様々なバイオアッセイ法が開発され,また簡便なキットが用いられている。本研究は各国の動向を調査研究し、今後の我が国における化学物質の管理・制御手法に資することを目的としている。初年度は、オーストラリア、中国を訪問し、我が国の動向を報告するとともに、二国の状況についての情報を収集した。両国においては特別な管理システムはなかった。カナダから共同研究者を招聘し、また日本側の共同研究者をカナダに派遣し、化学物質の微生物分解とヒドラを用いたバイオアッセイについての共同研究を行った。2年度は、日本からカナダ、チェコ、ベルギー、スイス、オーストリア、中国、台湾を訪問し、またカナダ、スイス、南アフリカから共同研究者を招聘し、意見交換を行った。バイオアッセイの開発についてはミジンコの運動量解析による感受性の高い毒性検出法ついて研究を行った。最終年度は南アフリカ、プレトリア市で開催された国際シンポジウムに共同研究者が集まり、研究発表を行うとともに、グループの研究集会を開催し、意見交換と報告書のまとめ方についての議論した。3月には研究報告書の印刷を行った。今日、有害化学物質による環境汚染は生態系と人類の存亡に関わる問題として国際的に共通な問題として認識されるに至った。有害化学物質による環境汚染の管理、制御方法は、それぞれの国の考え方や事情により、統一された同一の方法によって行われている訳ではない。我が国は全国一律の環境基準値を設定し、定期的にモニタリングする事によって化学物質による環境汚染を管理している。ヨーロッパ、カナダ、アメリカ等ではバイオアッセイを有効に利用し、化学物質の検知と管理を行っている。本研究は上述のように国によって化学物質の管理、制御の考え方、方法が異なるので、この問題に関して各国の実状を調査し、国際的な比較を行うことによって近い将来の我が国のあり方についての検討に資することを目的とする。今年度日本側からは、オーストラリア、中国を訪問し、我が国の動向について報告するとともに、同国の様子についての情報を得た。両国とも現状に於いては特別な管理システムはなかった。特に中国は現状では有害化学物質による環境汚染に対する認識は薄いと察せられた。オーストラリアでは様々なバイオアッセイが研究されていた。またカナダからは共同研究者を招聘し、有害化学物質の微生物分解についての意見交換と今後の共同研究の進め方について相談した。更に国内共同研究者をカナダに派遣し、高等動物のヒドラを用いたバイオアッセイについての共同研究を行い、その研究手法について教材としてビデオキャメラに納めた。別のカナダの共同研究者は、既にいくつかのバイオアッセイの手法をビデオキャメラで撮影済みである。本研究の目的の一つに、国際的な観点からバイオアッセイの手法をキャメラに撮影し、これを誰もが汎用的に使用できることを目指している。今日、有害化学物質とりわけ、ダイオキシンに代表される内分泌攪乱化学物質(通称環境ホルモン)と呼ばれる物質は国際的な汚染原因の一つとして考えられている。これは国際的な問題であり、共通の尺度で評価がなされねばならない。その一つの方法が化学分析である。しかし市場に出ている何万種にも及ぶすべての化学物質を測定することは不可能であり、現実の問題として迅速、簡便に毒性物質の存在を検出することが望まれている。本研究は有害化学物質の環境管理のためにバイオアッセイの手法を応用することを手段とし、世界各国のバイオアッセイの利用法を比較検討する事を目的としている。今年度は、日本からカナダ、チェコ、ベルギー、スイス、オーストリア、中国、台湾を訪問し、それぞれの國の研究者と交流し、事情の聴取を行った。またチェコ、中国で開催された国際会議で研究成果を報告した。

海外からは、カナダ、スイス、南アフリカから共同研究者を招待し、日本の事情について状況の交流を行った。さらにそれぞれの研究者の得意とするバイオアッセイの手法を8mmビデオに撮影し、実験手法のビデオによるマニュアルを作成するための準備活動を行った。研究代表者は、有害化学物質の新しい毒性試験法として、Daphnia magnaの運動量の変化に着目した解析法の開発を試みている。この手法により、OECDがテストガイドラインとして推奨している従来法は24時間かかるのに比べて、わずか3時間で毒性物質の検出が可能になった。従来法は遊泳阻害や死亡率をエンドポイトとしているため、濃度の高いところでしか化学物質の存在を検出できなかったのに対して、本法はコントロールに対する運動量の変化を指標としているので、低濃度で化学物質に暴露されたとき、刺激による運動量の増加を検出することによって化学物質の存在を確認できるので、低濃度での検出が可能になった。有害化学物質による環境汚染は、先進国だけでなく発展途上国においても次第に重要な問題になりつつある。多くの先進国においては有害化学物質の環境汚染を管理・制御するためにバイオアッセイ(生物試験)の手法を用いてモニタリングや環境試料の毒性の検知を行っている。しかし我が国においては、バイオアッセイは研究レベルでは様々な手法が研究されているが、環境の管理・制御には化学分析だけが実施されている。今日、市場で使用されており、環境に放出・漏出されている化学物質の数は少なくとも数千種以上あると思われ、大気、土壌、水を媒介として生態系に影響を及ぼすすべての有害化学物質によって検出することは事実上不可能である。本研究はこの様な事情を考え、有害化学物質の毒性評価を海外の国においてどのように行われているかを明らかにすることを目的として国際共同研究を行ってきた。今年度は3年計画の最終年度に当たり、特に情報の交換、収集を主として行ってきた。特に本研究に関連が深く、また共同研究者のすべてが集まる国際会議の場(第9回環境毒性評価国際シンポジウム、於:南アフリカプレトリア市)を利用し、研究集会を開催した。参加者は共同研究者の内の4人を除くすべての研究者が参加した。参加者は日本から6名、カナダから3名、スイス1名、ベルギー1名の計11名である。研究集会においては、各国の状況について情報交換と研究の進捗状況について話し合い、レポートのとりまとめ方について議論した。最終年度であるので、研究報告書の印刷を行った。
塑性を利用した微細表面形状加工による情報伝達機能生成

本研究では,金属部品表面に任意テキストを変換した2次元バーコードシンボルを構成する微細窪み列を高速に打刻し,これをパーソナルコンピュータ・ベースの光学的な読み取りシステムによりデコードして情報として取得するシステムにより,金属表面の情報伝達機能を生成することを目的としている.本課題はこれまで表面あらさのような平均的性質の制御に用いられてきた微細表面形状の制御技術を,新たな高度な表面機能の付与に発展させるものである.平成17年度においてはパソコンに制御された円錐形状の単一ピンで鏡面仕上げ板を高速に逐次打刻する微細塑性加工法と,CCDズームレンズとリングライト照明を用いた読み取りシステムを確立し,適用可能条件の広いことを例証した.本年度は打刻可能面の小さな部品を想定して窪み列の微細化をはかり,さらに表面あらさの大きな部品への適用を検討した.平成17年度では窪み列のピッチは0.12mm(210DPI)であったが,打刻ピッチを半分(4倍密度,60μm)および1/4(16倍密度,30μm)に変更し,窪み径を最適化することにより16倍密度(840DPI)までの微細加工と読み取りが可能であることを示した.微細化の限界条件はピッチに対して安定的に形成できる窪み径をピッチの120%以内に収めることにある.表面あらさの大きな試験片(ヘアライン仕上げおよび#600研磨紙仕上げの試験片)への適用では打刻窪みとバックグラウンドとの光学的コントラストが非常に小さくなる.この問題の解決には,試験片に対する照明の斜光の度合いを強めることと,さらに必要であればコントラスト強調・高輝度面拡大の画像処理を行えば,肉眼的に存在のわかるシンボルについては解読が可能であることが判明した.この結果から窪み部でのコントラスト形成機構を再検討し,高輝度領域の発生について穴縁の役割が大きいことを明らかにした.本研究では,金属部品表面に任意テキストを変換した2次元バーコードシンボルを構成する微細窪み列を高速に打刻し,これをパーソナルコンピュータ・ベースの光学的な読み取りシステムによりデコードして情報として取得するシステムにより,金属表面の情報伝達機能を生成することを目的としている.本課題はこれまで表面あらさのような平均的性質の制御に用いられてきた微細表面形状の制御技術を,新たな高度な表面機能の付与に発展させるものである.平成17年度においてはパソコンに制御された円錐形状の単一ピンで鏡面仕上げ板を高速に逐次打刻する微細塑性加工法と,CCDズームレンズとリングライト照明を用いた読み取りシステムを確立し,適用可能条件の広いことを例証した.本年度は打刻可能面の小さな部品を想定して窪み列の微細化をはかり,さらに表面あらさの大きな部品への適用を検討した.平成17年度では窪み列のピッチは0.12mm(210DPI)であったが,打刻ピッチを半分(4倍密度,60μm)および1/4(16倍密度,30μm)に変更し,窪み径を最適化することにより16倍密度(840DPI)までの微細加工と読み取りが可能であることを示した.微細化の限界条件はピッチに対して安定的に形成できる窪み径をピッチの120%以内に収めることにある.表面あらさの大きな試験片(ヘアライン仕上げおよび#600研磨紙仕上げの試験片)への適用では打刻窪みとバックグラウンドとの光学的コントラストが非常に小さくなる.この問題の解決には,試験片に対する照明の斜光の度合いを強めることと,さらに必要であればコントラスト強調・高輝度面拡大の画像処理を行えば,肉眼的に存在のわかるシンボルについては解読が可能であることが判明した.この結果から窪み部でのコントラスト形成機構を再検討し,高輝度領域の発生について穴縁の役割が大きいことを明らかにした.金属材料表面に塑性変形を利用した微細変形を与え情報として読み取る体系では,将来への微細化をにらみ,柔軟な形状構成能力と高精度で高能率的な転写加工,さらに微細化に対応した高度な読み取りシステムが必要となる.本年度においてはまず予備的に有限要素数値計算により微細圧印加工の2次元的な変形挙動を各種の境界条件のもとで解析し押し込み部分周辺の材料流動を検討した.その結果,要素工具の寸法とそのピッチおよび板厚の間の関係によって変形挙動が大きく変わることが確認でき,各種の設定状態における流動の予測ができるようになった.任意可変な微細表面形状の付与方法については,工具面における要素凹凸の組合せによる所定形状の形成と,その転写能についての基礎的な実験を行った.その結果,凹凸の形状ならびに工具面・試験片の表面性状ならびに凹凸の段差の設定を最適化することにより,より誤差の少ない読み取りを可能とする転写形状が得られることがわかった.さらに工具面と被加工材界面の相対すべりが引き起こす転写形状の崩れについてAFM等も用いて精密な検討を行い,相対すべり量は平面上の信号幅と同程度に収めることが好ましいという結果を得た.幾何学的評価については定量的にはまだ多くを試していないが,上記加工状態の観察により適当な条件の設定により工具面の正確な(空間的に反転した)転写が可能であることが確認できた.光学的読み取りシステムの検討については微細化した形状の読み取りにも対応できるように考慮しつつ,装置の組み立てと試験的適用を行ったが,十分対応できるものとの見込みが得られた.

金属材料の表面に微細な塑性加工を与え,情報伝達機能を生成するシステムについて引き続き検討した.前年度は金型によりシンボルを同時に塑性加工する方法を中心に検討していたが,微細化を優先し任意のテキスト情報を加工するため,1本ピンによる逐次打刻方式に方法を変更した.まずパソコンのソフトウエアで任意テキストを変換した2次元バーコードシンボルを生成した.このシンボル画像の1セルを1点に対応して微細穴を打刻することとし,市販の打刻機にシンボル画像をインポートして打刻パターンを生成した.次に1本の円錐ピンでの逐次打刻による微細穴成形により,シンボルに対応した微細穴の列(全体形状は正方形に配置)を鏡面仕上げしたステンレス鋼板試験片上に生成した.斜方照明のリングライト光源とズームマクロレンズ,CCDカメラ,ダイレクトマーキング対応デコードソフトウエア等を組み合わせた計測システムを組み立て,微細穴を生成した試験片を観察したところ読み取りが可能であった.本法によれば0.12mmピッチで210DPI程度の微細穴が毎秒65ドット程度のスループットで打刻可能なこと,Data MatrixおよびQR Codeという普及度の高いシンボルに対して適用可能なこと,ピッチに対する穴径の比は広範囲に変えても読み取り可能なこと,計測系の光学的拡大率も1ピッチが2.5画素程度以上10画素程度までに拡大できれば良いこと,読み取り可能な照明の強さの範囲も広いこと,等が確認できた.また2次元バーコードの特徴として大容量の情報(数百文字)についても加工と高速な読み取り(0.5秒程度)が可能であることが実証できた.本研究では,金属部品表面に任意テキストを変換した2次元バーコードシンボルを構成する微細窪み列を高速に打刻し,これをパーソナルコンピュータ・ベースの光学的な読み取りシステムによりデコードして情報として取得するシステムにより,金属表面の情報伝達機能を生成することを目的としている.前年度までにパソコンに制御された円錐形状の単一ピンで鏡面仕上げ板を高速に逐次打刻する微細塑性加工法と,CCDズームレンズとリングライト照明を用いた読み取りシステムを確立し,適用可能条件の広いことを例証した.本年度は打刻可能面の小さな部品を想定して窪み列の微細化をはかり,さらに表面あらさの大きな部品への適用を検討した.前年度では窪み列のピッチは0.12mm(210DPI)であったが,打刻ピッチを半分(4倍密度,60μm)および1/4(16倍密度,30μm)に変更し,窪み径も最適化することにより16倍密度(840DPI)までの微細加工と読み取りが可能であることを示した.微細化の限界条件はピッチに対して安定的に形成できる窪み径をピッチの120%以内に収めることにあることが判明した.表面あらさの大きな試験片(ヘアライン仕上げおよび#600研磨紙仕上げの試験片)への適用については打刻パターンとバックグラウンドとの光学的コントラストが非常に小さくなるという問題がある.この問題の解決には,試験片に対する照明の斜光の度合いを強めることと,さらに必要であればコントラスト強調・高輝度面拡大の画像処理を行えば,肉眼的に存在のわかるシンボルについては解読が可能であることが判明した.この結果から窪み部でのコントラスト形成機構を再検討し,高輝度領域の発生について穴緑の役割が大きいことを明らかにした.
関孝和の数学の革新性に関する研究：方程式論を中心として

関孝和(1642年頃--1708)は江戸初期の数学者(本業は甲府藩のちに幕府の役人)で,高校の日本史の教科書にも「筆算代数などにすぐれた研究成果をあげた」数学者としてその名が挙げられている.実際,関孝和は東アジアにおいて「方程式そのもの」を数学の研究対象とした初めての数学者である.本研究は関の方程式論の解明し,他の数学上の業績と合わせて,関の数学の東アジア数学の伝統における革新性を明らかにしようとするものです.これらの具体的結果を通して江戸時代の数学の本質も明らかにする.関孝和(1642年頃--1708)は江戸初期の数学者(本業は甲府藩のちに幕府の役人)で,高校の日本史の教科書にも「筆算代数などにすぐれた研究成果をあげた」数学者としてその名が挙げられている.実際,関孝和は東アジアにおいて「方程式そのもの」を数学の研究対象とした初めての数学者である.本研究は関の方程式論の解明し,他の数学上の業績と合わせて,関の数学の東アジア数学の伝統における革新性を明らかにしようとするものです.これらの具体的結果を通して江戸時代の数学の本質も明らかにする.
持続的な生活者からの要望に基づく都市空間の再生手法の比較研究

地球環境問題が深刻である現在、都市空間のサスティナビリティが重要な課題となっている。一方、歴史的な都市をみれば、伝統的な住宅や環境がゆるやかに継承されている。本研究では、文化的な側面とともに現代の生活価値観を反映する都市デザインの手法を確立するために、生活環境に対する住民の要求にもとづいて都市空間をどのように継承するべきなのかを明らかにする。伝統的な家屋は地域の環境を強く反映すると同時に様々な生活環境を維持する工夫がなされていることをこれまでに指摘した。そうした都市空間の維持・継承方法をさらに深く分析することで、サスティナビリティをもつ都市デザイン手法を確立することを目的とする。13年は、日本とアジアの国(インドネシア、韓国、タイなど)の木造住環境の特徴と課題について検討しました。課題の項目は:1)歴史的町並み概論2)状況把握(物的・社会的)3)都市計画・土地関連制度4)建築規制と伝統的工法5)歴史的建造物の再生6)民間主体の保存・再生活動今年は、課題の項目は、1)歴史的地区の活性化2)歴史的公共空間の創造3)伝統住居とSOHOの可能性4)歴史的環境保全運動の展開日本建築学会・第三世界歴史都市・住宅特別研究委員会の委員として東アジア歴史都市・住宅に関する研究活動に参加し、論文と討論をとりまとめた東アジア歴史都市と住宅保存・再生に関する研修マニュアルとガイドラインの制作にも参加した('東アジアの歴史的都市・住宅保存・開発技術指針'2003年3月)。各国のケースを比較することにより、そこから共通の問題点(例えばローカルな伝統的住環境文化とグローバルな現代的建造物の文化との関係など)を抽出し、これから現代の都市環境に対する新たな視座や方向をまとめました。2003年3月に、京都府NPO「京都西陣町家スタジオ」でシンポジウムを開き研究の結果を発表した。シンポジウムのタイトルは、'建築学、都市計画の視点から見た町家SOHOの可能性'。
数値的方法による格子量子色力学の研究

格子量子色力学において、ハドロンの弱い相互作用遷移行列要素の研究は、弱電相互作用を含む標準模型全体との関連を考えた場合、極めて重要なテーマである。本計画は、各種中間子の弱い相互作用遷移行列要素諸量に対して系統的な大規模数値シュミレーションを実行し、現象論的解析の使用に耐えうる高精度の物理結果を格子量子色学から引き出すことを目的としたものであり、以下の主要結果を得た。K中間子bパラメータB_Kのクエンチ近似による精密計算。Kogut-Susskindクォーク作用及びWilsonクォーク作用それぞれに対する計算を行った。Kogut-Susskind作用に対しては、二種類の弱演算子を用い、0.24fmから0.041fmにわたる7つの格子間隔に対する計算を行って、連続極限値B_K(2GeV,NDR)=0.628(42)を得た。Wilsonクォーク作用の場合は、chiral Ward等式に基づく方法を用いて4つの格子間隔に対する計算を実行し、B_K(2GeV,NDR)=0.62(10)を得た。二つの作用に対する最終結果はよい一致をしめしており、クエンチ近似によるBパラメータの計算として、現在まで最良の結果を得たものと考える。(2)B中間子の崩壊定数のクエンチ近似による精密計算。この研究基本的な困難は、bクォークが重いことに起因する系等誤差をどのように評価するかにある。本研究ではWilsonクォーク作用と、有限格子間隔の効果を小さくするよう改善されたClover型クォーク作用の二つに対する計算を、それぞれ3つの格子間隔に対して実行し、El-Khadra-Kronfeld-Mackenzieの方法を採用してbクォークが重いことに起因する系等誤差を評価した。以上に基づき、D中間子、B中間子の崩壊定数に対する最前の評価値として、以下の値を得た:f_B=173(5)(9)(14)MeV、f_<Bs>=199(3)(10)(16)MeV、f_D=197(3)(14)(17)MeV、f_<Ds>=224(3)(16)(18)MeV。これらはClover型作用によるものであり、かっこ内は、(統計誤差)(有限格子間隔による系等誤差)(スケール決定の誤差)である。(3)弱い相互作用形状因子。以上の本格計算ならび、弱い相互作用形状因子の準備計算を実行した。結果は形状因子が中間子質量にかなり依存すること、統計揺らぎが運動量ゼロの場合に比べて大幅に増加することを示しており、連続極限での値を求めるには、これらの点のより詳細な検討と計算方法の改善が必要であるとの結論に達した。以上の研究は、途中結果を各年度の「格子上の場の理論国際会議」で報告して来たが、K中間子BパラメータとB中間子の崩壊定数については最終結果がまとまったことに伴い、それぞれ論文を平成9年度に発表、雑誌投稿中である。

結果は形状因子が中間子質量にかなり依存すること、統計揺らぎが運動量ゼロの場合に比べて大幅に増加することを示しており、連続極限での値を求めるには、これらの点のより詳細な検討と計算方法の改善が必要であるとの結論に達した。以上の研究は、途中結果を各年度の「格子上の場の理論国際会議」で報告して来たが、K中間子BパラメータとB中間子の崩壊定数については最終結果がまとまったことに伴い、それぞれ論文を平成9年度に発表、雑誌投稿中である。年度当初の計画に従い、格子量子色力学に基づくハドロン弱い相互作用行列要素の研究を推進した。現在までに得られた主な結果は以下のとおりである。(1)CP非保存の研究上重要なK中間子のBパラメータのクェンチ近似での計算を推進した。まず、Kogut-Susskindクォーク作用を用いる場合には、昨年度迄に行った6つの格子間隔に対する計算に基づく連続極限への外挿の信頼性を確認するため、あと一点の計算を行った。結果は、前年度までの結論を支持している。次に、Wilsonクォーク作用の場合は、昨年度に開発したchiral Ward等式に基づく方法による本格計算に入り、4つの格子間隔に対して計算を実行して連続極限への外挿を行った。二つの作用による最終結果はよい一致をしめしており、クェンチ近似によるBパラメータの計算として、現在までの最良の結果を得たものと考える。(2)Bパラメータと並んで重要なB中間子の崩壊定数の計算と理論的解析を昨年度に続き押し進めた。昨年度の研究により明らかとなった統計誤差の問題の改善のために、拡がりを持つ中間子ソースの方法を組み込んだ本格計算をWilsonクォーク作用に対して実行し、その結果を基に連続極限値を得る上での理論的問題に検討を加えた。さらに、年度半ばからは、有限格子間隔の効果を小さくするよう改善されたクォーク作用(Clover型作用)によるハドロン質量・崩壊定数の計算を開始し、予定の2/3の計算を終えている。この計算終了を待って、二つの作用による比較検討を行い、最終結果をまとめる予定である。(3)以上の本格計算とならび、弱い相互作用形状因子計算のためのプログラム開発・予備計算を行った。来年度には本格計算に入る予定である。以上の計算の中間結果は平成8年度格子場理論国際会議で発表し、雑誌論文も逐次発表の予定である。格子量子色力学に基づくハドロン弱い相互作用行列要素の研究を推進した。本年度に得られた主な結果は以下のとおりである。(1)K中間子のBパラメータのクェンチ近似での計算。この量は、CP非保存の研究上重要なものである。Kogut-Susskindクォーク作用に対しては、前年度迄に行った7つの格子間隔に対する計算結果を基に、連続極限への外挿のための解析を行った。繰り込み定数の2ループ補正の存在を考慮することにより、連続極限値B_K=0.628(42)を得た。Wilsonクォーク作用の場合は、chiral Ward等式に基づく4つの格子間隔に対する結果と、その連続極限への外挿を検討し、B_K=0.62(10)を得た。(2)B中間子の崩壊定数。これはBパラメータと並んで重要な量である。昨年度に開始した、有限格子間隔の効果を小さくするよう改善されたクォーク作用(Clover型作用)によるハドロン質量・崩壊定数の計算を、3つの格子間隔に対して実行した。
キトサン医用材料の生体適合性に関する研究

平成5年度および6年度に得られた基礎的データをもとに応用・実用化に向けた以下の各項目を詳しく検討した。(1)これまでに合成された各種硫酸化キチン誘導体・キトサン誘導体の抗血栓性ならびに抗エイズウイルス活性等を精査する。これらのデータをもとに合成高分子表面のコーティング素材としての適性を確認する。(2)人工血管素材となり得るキチン中空系を製作するための新手法を開発する。とくに,これまでに見られない新しい安全な溶媒系の発見に努力する。また,この繊維の力学物性をはじめ生体適応性・抗ウイルス性などの基本物性を評価する。(3)小動物・大動物の体内にこれらキチン・キトサン由来の医用材料を埋めこんだ際の免疫反応・炎症反応に関するデータを蓄積する。【方法・研究経過】(1)西村らにより始めて開発されたN-フタロイル化法にもとずく,キトサンの有機溶媒への可溶化法を利用して,有用な鍵中間体である6-0-ナリチルキトサンと6-0-トリチルキチンを硫酸化後,脱トリチル化して,3位のみ,あるいは2,3位の硫酸化された新しい硫酸化多糖を位置選択的に合成した。これらの構造はNMR,とくに^<13>C-NMRにおける環炭素シグナルの硫酸化による顕著な低磁場シフトにより確認できた。(2)上記の新しい硫酸化多糖の抗血栓性を主としてアメリカ薬局方に記載された実験方法に従って評価した。その結果,6位への硫酸化による6S体で92.6unit/mg,3位への置換体である3S体で2.8unit/mg,さらに,2位と3位への置換体である23S体で3.4unit/mgの抗血栓性を示した。これは,この活性が硫酸基の量ではなく,6位の第1級水酸基側への置換が有効であり,以然に発見した一連のヘパリノイドの性質に矛盾しない。一方,2位,あるいは3位の面(Face)への硫酸化では全くこの活性が見られない事から,少なくともトロンビンへの結合については6位硫酸基の存在が必須である事が明確となった。(3)これらの抗エイズ活性をin vitroでチェックしたところ,逆に23S体および3S体が各々0.14μg/mL,4.83μg/mLという低濃度で抗エイズウイルス活性を発現したのに対して,6S体では28.5μg/mLを必要とする事から,エイズウイルスの主要なエンベロープタンパク質であるGP-120の塩基性配列部分への効果的な結合にとってはC-2位とC-3位の側の硫酸基が重要な因子となっている事が初めて確かめられた。この活性は,これまで高いエイズウイルス感染阻害活性が知られているカードラン硫酸に匹敵する程の高い活性であった。現在,in vivoにおける実験および安全性・毒性試験等を検討中であるが,今後,極めて有望な医薬・人工臓器表面被覆剤に応用される可能性が高い。(4)ポーランド側ウッジ工科大学グループではキチン系化合物の成型・加工法についての改良・大巾機能向上を目的とした紡糸装置および膜物生評価装置等が開発された。これらの手法により,キチン等の多糖系繊維の大量かつコンスタントな物性を持った調製が可能となった。一方,戸倉はキチンの新しい溶媒として塩化カルシウム-メタノール系を発見した。この系は,中性であるため,主鎖の分解は全く越らず,温度を60°C程度で数日混合・撹拌するだけで均一で粘稠な溶液を得る事を見出した。この発見により,キチンの紡糸は飛躍的に簡素化できた。これらの手法を駆使して現在,中空糸開発の研究が進行中であり,今後,人工血管材料への応用が急速に実現化するものと考えられる。以上,新規キチン硫酸の開発と繊維科学のハイブリッド化により,生体適合性医用多糖の研究指針となる大きな研究成果が得られた。

その結果,6位への硫酸化による6S体で92.6unit/mg,3位への置換体である3S体で2.8unit/mg,さらに,2位と3位への置換体である23S体で3.4unit/mgの抗血栓性を示した。これは,この活性が硫酸基の量ではなく,6位の第1級水酸基側への置換が有効であり,以然に発見した一連のヘパリノイドの性質に矛盾しない。一方,2位,あるいは3位の面(Face)への硫酸化では全くこの活性が見られない事から,少なくともトロンビンへの結合については6位硫酸基の存在が必須である事が明確となった。(3)これらの抗エイズ活性をin vitroでチェックしたところ,逆に23S体および3S体が各々0.14μg/mL,4.83μg/mLという低濃度で抗エイズウイルス活性を発現したのに対して,6S体では28.5μg/mLを必要とする事から,エイズウイルスの主要なエンベロープタンパク質であるGP-120の塩基性配列部分への効果的な結合にとってはC-2位とC-3位の側の硫酸基が重要な因子となっている事が初めて確かめられた。この活性は,これまで高いエイズウイルス感染阻害活性が知られているカードラン硫酸に匹敵する程の高い活性であった。現在,in vivoにおける実験および安全性・毒性試験等を検討中であるが,今後,極めて有望な医薬・人工臓器表面被覆剤に応用される可能性が高い。(4)ポーランド側ウッジ工科大学グループではキチン系化合物の成型・加工法についての改良・大巾機能向上を目的とした紡糸装置および膜物生評価装置等が開発された。これらの手法により,キチン等の多糖系繊維の大量かつコンスタントな物性を持った調製が可能となった。一方,戸倉はキチンの新しい溶媒として塩化カルシウム-メタノール系を発見した。この系は,中性であるため,主鎖の分解は全く越らず,温度を60°C程度で数日混合・撹拌するだけで均一で粘稠な溶液を得る事を見出した。この発見により,キチンの紡糸は飛躍的に簡素化できた。これらの手法を駆使して現在,中空糸開発の研究が進行中であり,今後,人工血管材料への応用が急速に実現化するものと考えられる。以上,新規キチン硫酸の開発と繊維科学のハイブリッド化により,生体適合性医用多糖の研究指針となる大きな研究成果が得られた。平成5年度は、当初の計画に従いまず第一次活動として、日本側の戸倉清一と西則雄両教授が平成5年8月12日より同年8月21日までポーランド国ウッジ工科大学へ出張してキチン・キトサンの精製法について講義すると共に、テフロンメッシュ型人工血管の内壁ヘキトサンを均一に塗布後γ線照射で固定化さ抗血栓性内壁に変換させる技術について指導した。先方の参加者は大学院学生を含めて17人でいずれも大変熱心に聴講していた。この際ポーランド国等の東欧圏で極く普遍的と言われる人体への直接投与については、人命にも係わりのあることなので事前に当方と十分打ち合わせを行なうよう厳重に注意を促した。またポーランド側と数次に亘り本計画の年次計画について話し合いを持った。その結果、平成5年度はG.ウルバンチェク教授とL.ショスランド講師が來日しキチン・キトサンの紡糸法について実地を交えて討論をすることとなった。第二次活動は同年11月28日より12月6日まで年次計画に従いポーランド側のウッジ工科大学G.ウルバンチェク教授とL.ショスランド講師が來日し、予定どうりキチン・キトサンの紡糸について当方の技術を開示した。またこの際調製されたキチン及びキトサン繊維の結晶構造について当方のX線解析装置を使って解析を行ない、分子の配向性や結晶構造についての研究を行なった。
ドライアイス飛翔体による個体内の衝撃波の発生と計測

本研究は,これまで冷却・冷凍の目的でしか用いられてこなかってドライアイスを高速飛翔体として,先端的な衝撃加工法に応用しようとする極めて斬新的な研究の一環として行なった。すなわち,ドライアイスが炭酸ガスの純粋物質であり,大きな昇華性を持つことに着目して,それを高速に加速して対象物体に衝突させることにより,大きなエネルギ-を利用してクリ-ンな加工法を開発しようとするものである。しかし,ドライアイスの機械的物性や,高速衝突時の衝撃力,被衝突物体に及ぼす動的効果等については,これまで全く知られていないことから,本研究では下記のように,各種高速加工技術の開発とドライアイス衝撃力の計測を行った。(1)ドライアイス高速飛翔体の持つ大きな運動エネルギ-を直接利用する手段として所定の型枠形状に倣う方式の薄板深紋り成形法の開発を行ない,その有効性を験証し,成形過程を実験と数値解析から調べた。(2)代表的な難加工材料であるファインセラミックス板の孔明け加工法の開発に際して,飛翔体速度や加工条件と加工精度の関係等を調べた。(3)アルミ合金およびアルミナ系金属複合材料の衝撃破壊挙動についての興味ある実験結果を得た。(4)いずみゲ-ジ,圧力センサ-,光学的手法によるドライアイス衝突時の衝撃力の発生過程と応力波の計測およびドライアイス破壊挙動の観察などを行った。これらの研究成果は,日本機械学会主催の講演会,衝撃波シンポジウム,ならびにアメリカ物理学会での論文として発表した。なお,上記研究において,筆者等が設計製作した本学の特徴ある大口径・高圧ガスガンを用いた。
原始惑星系における有機物生成とその進化

原始惑星系円盤進化における,固体粒子表面におけるFischer-Tropsh反応を,新規開発実験装置により実験的に検討した.金属表面および非晶質珪酸塩上で,直鎖状炭素等単純な有機物が形成され,非晶質珪酸塩上では金属上より高温において反応が進行することが明らかとなった.SPring-8に高分解能結像型軟X線分光装置を開発した.高分解能で物質の化学組成,分子の結合形態等を求めることの出来る装置であり,本領域研究のさまざまな班との共同研究に供された.無機結晶,有機物の表面反応を第一原理計算により計算するためのツール開発をおこなった.さらに,円盤進化過程における有機物と氷の時空分布を求めた.本研究においては,原始惑星系円盤環境におけるH, C, N, Oの化学反応生成物を同定するとともに,その反応速度・生成分子の官能基ごとの同位体依存性を実験により決定することを目的とし,平成25年度においては,表面反応実験装置の作成と,顕微XANES装置の設計を主たる目標とした.研究は,予定通りきわめて順調に進展した.第一に,その場観測可能表面反応実験装置が完成した.装置は超高真空バックグラウンドの容器中に,基板加熱,生成物のその場観測用FTIR,生成有機物を分析する四重極質量分析計を基本的な要素とし,原始惑星系円盤条件に近い温度・圧力条件における表面反応実験が可能である.次年度においてただちに実験をスタートする(木村).第2に,顕微XANE装置の中核となる拡大結像方光学系の設計をおこなった.当初予定のミラー光学系だけでなくゾーンプレートによる結像光学系の設計も検討を開始した.光学素子に合わせたパラメータの検討を進め,全体設計の計画が確立した(星野).また,精密位置調整のためのキネマティックポジショニングシステムの開発を進め,開発したステージは、平行移動(X,Y,Z)に対して0.5μm以下、回転動作(θx,θy,θz)に対して5μrad以下の最少駆動量で微調整が可能である.また,原始惑星系環境を再現した模擬実験を進めるため,100500Kの範囲で温度可変な試料ホルダの設計を行った(為則).第3に,表面反応実験において用いる非晶質ケイ酸塩基板作りを3種の方法で進めた.結果は,一長一短があることがわかり,次年度においてさらにベストの方法を追求する(土山).第4に,実験により反応速度が決定された場合に,原始惑星系円盤進化にともなう非晶質ケイ酸塩基板上の有機物生成進化をモデル化するためのコード開発を進めた.円盤中のダスト移動と化学反応を結びつけることが可能となった(永原).本研究においては,原始惑星系円盤環境における表面反応によるH, C, N, Oの化学反応生成物を同定するとともに,その反応速度・生成分子の官能基ごとの同位体依存性を実験により決定することを目的とし,平成26年度においては,多種の基板作成,表面反応装置の立ち上げ,XANES装置のためのミラー系の開発と,その第一段階としてのゾーンプレートによる結像型装置の立ち上げ,原始惑星系円盤における有機物反応モデルの基礎となる物理と化学の結合部分の完成を主たる目的とした.いずれも順調な進展をあげ,当初目的を達成した.平成26年度は具体的には,第一に,各種基板作りとその生成物観察を系統的におこない,原始惑星系円盤条件を満足する非晶質珪酸塩,金属基板作成の最適条件を確定した.第二に,それを用いた表面反応実験を開始した.原始惑星系円盤条件で非晶質珪酸塩基板上では今のところ反応物は得られていないが,パラメータを変化させた系統的実験の継続中である.第三に,XANES装置において使用するゾーンプレートの作成をおこない,SPring-8内の装置に設置し,撮像をおこなった.その結果,想定した解像度を十分に達成することが判明した.他方,問題点として,波長固定においては高い解像度を得ることができるが,波長を変化させた場合はその度に光学系の調整が必要となり,ミラーのもつ利点とゾーンプレートの利点を両立させることが課題として浮上した.第四に,表面反応の理論的解析をおこなう第一原理計算を結晶質フォルステライトによりほぼ完璧におこなうことが可能となった.第五に,原始惑星系円盤進化の物理と化学を結合させるモデルにおいては,物理部分の枠組みが完成し,今後実際的なモデルに展開できる見通しがたった.班全体として,きわめて順調に計画が進展している.装置開発,モデルなどのすべての内容において年度当初計画を超える順調な進展を見ている.特にXANES装置開発は,ゾーンプレートによるものが予定以上の成果をうみ,また,表面反応のモデル化も順調だが,吸着反応実験が,原始惑星系円盤条件では有機物合成が進行せず,やや高い圧力でのみ実験が成功している点を改善する必要があり,全体の判断としては2とした.本研究の目的は,分子雲から微惑星にいたる原始惑星系円盤進化により,どのような有機物が合成されるか,あるいはどのような化学変化を被るか,その結果,微惑星にもたらさえる有機物はどのような特徴をもつのか,実際に彗星や隕石から抽出される有機物はそのような過程の何を見ているのか,を明らかにすることである.原始惑星系円盤は分子雲から微惑星形成に至る過程で温度,密度の条件が著しく変化することから,低温から高温に変化する過程で固体表面上でもっとも効果的におこる触媒反応を明らかにすること,その場観察において,その反応過程を明らかにすることを目指している.全体として順調に進展しているが,実験部分においていくつかの困難も明らかとなってきている.

(1)前年度までに開発した触媒反応実験装置を用い,水素ガスと一酸化炭素分子ガスをFeあるいはNi金属上に吸着させ,有機物合成実験をおこなった.予備実験の結果,水素ガスは空気とのコンタミネーションの識別が困難なため,重水素を用いることが有効であることが判明した.その結果,単純な有機物の合成に成功した.ただし,その同定は当該装置では困難であり,軟X線顕微鏡による実験が必要であることが明らかとなった.(2)軟X線顕微装置は対物レンズを用いた像観察に成功し,本計画の重要な目的の一部が達成された.ただし,本装置は空間分解能において限界があり,当初予定のウオルターミラーによる装置開発が必要である.ミラー開発は,当初予定より遅れており,SPrin-8に実装するに至っていないが,理論的検討・実装用ミラー作成を継続して進めている.(3)触媒反応の理路的予測および原始惑星系円盤における有機物変化に関する理論的研究は順調に進展しており,実験結果が得られれば,ただちにモデルに組込むことが可能となっている.本計画においては,原始惑星系円盤条件において,固体表面における有機物形成を実験的におこない,その反応速度・官能基ごとの同位体特性を決定することが目的である.そのため,新たな実験装置開発と,反応をその場観察できる軟X線顕微装置の開発を進めている.本年度の全体としての到達度は,おおむね順調,という結論である.その理由は以下のとおりである.(1)新規開発の装置による基板上において単純な有機物合成には成功しているものの,現実の原始惑星系円盤条件より高い圧力条件が必要であるという結論を得ている.このことは,有機物合成には大きなエネルギーバリアが存在することを意味しており,表面拡散時間を長くする必要性がある.(2)結像型軟X線顕微鏡開発に関しては,試料ホルダー開発をおこない,それを用い,前年度までに開発した対物レンズを用い空間分解能200nmにおいて顕微画像の取得に成功した.本対物レンズによる空間分解能は限界まで高精度化されていると結論した.(3)結像型軟X線装置における表面分析の解析方法を第一原理計算により進めた結果,表面とバルク物質の結合状態の違いを有意に判別できることが明らかとなった.この方法を用いることで,固体表面上で形成された有機物の特性を明らかにできることが判明した.(4)固体基板として結晶質フォルステライトを想定した,表面エネルギーを従来決定されていなかった面に関しても決定した.(5)原始惑星系円盤における物質移動の結果,低温で安定な物質分布の時空変化のモデル化を進め,予察的な結果として,分子雲において形成された有機物は太陽系の10auより外側において安定であり,やや変成した有機物は数au程度に分布することが明らかとなった.本年度は,原始惑星系条件における表面反応実験において着実に実験が進展した.最も主要なガス分子であるH2(実際はD2を使用)
配向生体試料系におけるパルス偏光解析法の開発

1.既有のパルス偏光解析装置の改造ナノ秒蛍光光度計およびマイクロ秒燐光・吸収光度計の試料部を,配向試料を種々の角度で取付けられるよう改造した。筋線維の測定を念頭に,溶液中で試料角度を変えられるようなホルダーを製作した。また,パルス点灯キセノンランプの導入により,時間分解能を多少犠牲にして高精度偏光測定を可能にした。また,配向系の偏光測定においては,通常の90゚光学系と顕微鏡のインライン光学系が相補的なデータを与えるので,顕微鏡に可変視野の偏光測光系を取付けられるようにした。2.配向系の偏光解消の解析理論Wigner Rotation Matrixによる配向系の偏光解消の定式化を行なった。筋線維,生体膜など全体として軸対象な系における偏光解消を,何程かの局所座標系の畳み込み(例えばプローブ座標系,ミオシン頭部座標系,ミオシン線維軸座標系,筋線維軸笹標系など)で表わせた。これにより,適当なモデルに対応する偏光解消曲線を数値計算できる。積分により定常光励起データの解析も可能である。3.筋線維中のミオシン頭部の運動の解析ミオシン頭部を三重項プローブエオシンで標識し,筋原線維および筋線維を用いて運動状態および配向の解析を行なった。硬直状態ではミオシン頭部は全く動かず,その長軸は線維軸と約45゚の角をなすこと,ピロリン酸処理後の硬直状態ではこの角度が約50゚となること,弛緩状態ではミオシン頭部は大きく揺れ動くがある程度の配向は残ること,などがわかった。4.紫膜の構造解析バクテリオロドプシンのリジン41を蛍光色素で標識し,偏光蛍光エネルギー移動法により位置を決定した。
モダリティが異なる対話型自然言語としての手話と音声の韻律機能の解明

音声(聴覚言語)や手話(視覚言語)などの対話型自然言語では韻律と呼ばれる付加的な情報が言語理解やコミュニケーションの向上に貢献していると考えられている。韻律には(1)実時間での言語理解を助ける(統語理解、意味理解、談話理解等)、(2)実時間コミュニケーションを制御する(話者交替等)などの機能が存在すると考えられる。今年度は日本語音声と日本手話の対話データ等の言語資料を分析し、各種韻律特徴が言語理解や実時間コミュニケーションの制御において、どのような機能を有するのかについて、分析を行った。音声の韻律機能については、音声の声の高さに相当する基本周波数を効果的に表現可能な基本周波数パターン生成過程モデル(藤崎モデル)のパラメータ推定において、基底周波数の自動決定手法を開発した。うなずき等の頭部動作について対話データを分析した結果、日本語音声ではパラ言語または非言語的な情報であるのに対し、日本手話では言語としての文法的な機能を有するうなずきが存在し、意味理解や会話制御に用いられていることが明らかとなった。また、音声言語の無音に相当する現象として、手話言語において手の動きが停止する状態を3種類(基準位置、保持、ゆるみ)に分類し、その出現した文脈を実時間コミュニケーションにおける会話制御の観点から分析した結果、保持、ゆるみでの停止は聞き手の発話開始を抑制し、話し手が発話を継続する傾向が見られたことから、音声言語にはない手話特有の会話制御の手法であることを明らかにした。音声(聴覚言語)や手話(聴覚障害者)などの対話型自然言語では韻律と呼ばれる付加的な情報が言語理解やコミュニケーションの向上に貢献していると考えられている。本研究ではまず始めに、音声、手話それぞれの韻律情報を表現している物理的特徴量の解明を行うため、日本語音声と日本手話に関する対話データの収集を行い、単語の書き起こしや各種言語タグ(韻律に関する情報)を付与する作業を実施した。その後、日本語音声については、時間的な特徴量として、単語時間長、話速、無音区間時間長などを求め、言語情報に重畳される特徴量として、声の高さをF0モデル(藤崎モデル)で記述する方法について検討し、また、声のパワー(音量)、スペクトル(声色)について、物理的特徴量の検討を行った。日本手話については、時間的な特徴量として、単語時間長、わたり(単語間の遷移動作)時間長、手の動きが静止している区間の時間長などを求め、言語情報に重畳される特徴量として、手話単語を表現する手の空間的な大きさ、手の移動速度変化、手の移動軌跡等を分析した。また、日本手話では、マルチモーダルな特徴量のうち、頭の動きが非常に重要であるため、頭部動作と手話の言語的機能ならびに頭部動作と手動作の時間的な関係について分析を行った。手話の手の動きや頭の動きについては、Microsoft Kinect(R)距離カメラを利用して、特徴量を抽出する手法について検討した。おおむね当初の計画通りに進展している。昨年度の研究で収集された日本語音声と日本手話に関する対話データに対して得られた音声、手話それぞれの韻律情報を表現している物理的特徴量をもとに、各特徴量が有する韻律機能を明らかにするため、各特徴量とその機能の関係を分析した。音声の韻律機能については、声の高さ、話速、声色(スペクトル/音色)と感情表現の関係を聴取実験により分析し、各韻律特徴量の変化と表現される感情の種類と強度の関係を明らかにした。また、音声の声の高さに相当する基本周波数を効果的に表現可能な基本周波数パターン生成過程モデル(藤崎モデル)のパラメータ推定手法の検討も行った。さらに母語対話の話者交換の時間的なタイミングの分析を行い、韻律情報の有効性を明らかにした。手話の韻律機能としては、うなずきなどの頭部動作に関して、手話における文法的な機能を明らかにすることにより、言語的な機能とパラ言語的な機能の分析を行った。また、手話の韻律的特徴を得るための、Microsoft Kinect(R)距離カメラを用いたデータ収録と自動認識手法に関する検討を行った。音声の韻律機能については、感情音声における声の高さ、話速、声色(スペクトルまたは音色)と感情表現の関係について、韻律の種類や強度と感情表現に与える影響の分析を行った。また、音声の声の高さに相当する基本周波数を効果的に表現可能な基本周波数パターン生成過程モデル(藤崎モデル)のパラメータ推定において、マイクロプロソディ(微細変動)の除去手法に関する検討を行い、パラメータ推定精度の向上を達成した。

手話の韻律機能として、うなずき等の頭部動作について、日本手話言語の文法的な機能とそれ以外の機能に分類し、言語的なうなずきとパラ言語的なうなずきについて、それらの機能を分類するのに加え、うなずきと話者交替/話者継続の関係を明らかにした。また、手の動きが停止する状態も韻律の機能であると考え、その出現した文脈や停止している手の位置や時間長等に関して、言語理解や実時間コミュニケーションの対話制御との関係を示した。さらに、手話の韻律的特徴を自動抽出するため、Microsoft Kinect(R)距離カメラを用いた手話認識手法に関する検討を行い、認識性能の向上を達成した。おおむね当初の計画通りに進展している。音声(聴覚言語)や手話(視覚言語)などの対話型自然言語では韻律と呼ばれる付加的な情報が言語理解やコミュニケーションの向上に貢献していると考えられている。韻律には(1)実時間での言語理解を助ける(統語理解、意味理解、談話理解等)、(2)実時間コミュニケーションを制御する(話者交替等)などの機能が存在すると考えられる。今年度は日本語音声と日本手話の対話データ等の言語資料を分析し、各種韻律特徴が言語理解や実時間コミュニケーションの制御において、どのような機能を有するのかについて、分析を行った。音声の韻律機能については、音声の声の高さに相当する基本周波数を効果的に表現可能な基本周波数パターン生成過程モデル(藤崎モデル)のパラメータ推定において、基底周波数の自動決定手法を開発した。うなずき等の頭部動作について対話データを分析した結果、日本語音声ではパラ言語または非言語的な情報であるのに対し、日本手話では言語としての文法的な機能を有するうなずきが存在し、意味理解や会話制御に用いられていることが明らかとなった。また、音声言語の無音に相当する現象として、手話言語において手の動きが停止する状態を3種類(基準位置、保持、ゆるみ)に分類し、その出現した文脈を実時間コミュニケーションにおける会話制御の観点から分析した結果、保持、ゆるみでの停止は聞き手の発話開始を抑制し、話し手が発話を継続する傾向が見られたことから、音声言語にはない手話特有の会話制御の手法であることを明らかにした。当初の計画に従い、韻律の機能の解明、音声と手話の韻律に関する比較分析、韻律の聴取/視聴実験を行っていく。当初の計画に従い、音声と手話の韻律に関する比較分析、韻律の聴取/視聴実験を行っていく。当初の計画に従い、音声と手話の韻律に関する比較分析、評価実験などを行う予定である。当初の計画では新たにデータ収録を行う予定であったが、今年度は既存のデータを用いた分析・検討を行い、今後、研究の進展に合わせ、それに適したデータ収録を行うこととしたため。手話の分析データを増やすため、手話のビデオデータの分析作業補助業務を謝金にて実施していたが、作業者の都合により、年度内の作業が計画していたよりも少なくなったため。当該年度に実施予定であった、音声と手話の定量的な比較分析を行うにあたり、データ処理を謝金業務で実施予定であったが、定性的な分析の結果、更なる調査が必要となったため、次年度に繰り越して作業を行うこととした。分析を進めていく過程で、必要となるデータ収録を行う計画を検討している。前年度に実施できなかった業務内容について、次年度に作業を実施する予定である。