hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二酸化炭素の電気化学還元による常温常圧での炭化水素生成反応

CO_2を水溶液中で, Cu電極を用いて電気化学的に還元すると,常温常圧でメタン,エチレンなどの炭化水素を生成することを,本研究代表者は過去の研究で見いだした.本研究課題では,この反応についてさらに詳細に研究し,反応機構を明らかにし,優れた電極触媒を探索することを目的とする.前年までの研究で, CO_2の電極還元において, COが,中間種として生成することが予測されていた.この点について,ボルタンメトリー及びクーロメトリーの手法を用いて検討した.それによれば, CO_2はまずCOに還元される.生じたCOはCu電極に吸着され,平行反応である水素発生を著しく阻害する.と同時に吸着されたCOは,さらにCu電極上でメタンまたはエチレンに還元されることが分かった.ここで中間生成物であるCOのCu電極にたいする吸着力は,比較的弱く,容易に脱離することが明らかにされた.次に, Cu電極上での炭化水素の生成機構を解明する目的で,生成条件と選択性について詳細に検討した.この検討において,電極近傍のpHを規定するために,回転リングディスク電極を用いた.また溶液中の生成物を定量するために,紫外可視検出器をイオンクロマトグラフに組み合わせて用いた.その結果, COをCu電極上で電気化学的に還元すると, pHが高いときにエチレン,エタノール,プロパノールが多く生成することが分かった.またCO_2の電極還元を,高濃度のKHCO_3やリン酸緩衝液中で行うと,メタンの生成が多く, 0.1M以下のKHCO_3や,緩衝能のないKCl, KClO_4, K_2SO_4中ではエチレン,エタノール,プロパノールの選択性が高かった.以上の実験事実から,反応にともなって放出されるOH-イオンのために, pHが局部的に高くなっており, CO_2は電極近傍で非平衡的に存在すると考えられた.これは, CO_2の水に対する水和速度が遅いことによると結論された.CO_2を水溶液中で, Cu電極を用いて電気化学的に還元すると,常温常圧でメタン,エチレンなどの炭化水素を生成することを,本研究代表者は過去の研究で見いだした.本研究課題では,この反応についてさらに詳細に研究し,反応機構を明らかにし,優れた電極触媒を探索することを目的とする.前年までの研究で, CO_2の電極還元において, COが,中間種として生成することが予測されていた.この点について,ボルタンメトリー及びクーロメトリーの手法を用いて検討した.それによれば, CO_2はまずCOに還元される.生じたCOはCu電極に吸着され,平行反応である水素発生を著しく阻害する.と同時に吸着されたCOは,さらにCu電極上でメタンまたはエチレンに還元されることが分かった.ここで中間生成物であるCOのCu電極にたいする吸着力は,比較的弱く,容易に脱離することが明らかにされた.次に, Cu電極上での炭化水素の生成機構を解明する目的で,生成条件と選択性について詳細に検討した.この検討において,電極近傍のpHを規定するために,回転リングディスク電極を用いた.また溶液中の生成物を定量するために,紫外可視検出器をイオンクロマトグラフに組み合わせて用いた.その結果, COをCu電極上で電気化学的に還元すると, pHが高いときにエチレン,エタノール,プロパノールが多く生成することが分かった.またCO_2の電極還元を,高濃度のKHCO_3やリン酸緩衝液中で行うと,メタンの生成が多く, 0.1M以下のKHCO_3や,緩衝能のないKCl, KClO_4, K_2SO_4中ではエチレン,エタノール,プロパノールの選択性が高かった.以上の実験事実から,反応にともなって放出されるOH-イオンのために, pHが局部的に高くなっており, CO_2は電極近傍で非平衡的に存在すると考えられた.これは, CO_2の水に対する水和速度が遅いことによると結論された.
法医解剖に由来する人体試料コントロールに関する法学・医学双方向的研究

司法解剖時に法医学教室が採取する試料は、ごく一部が警察の鑑定機関に分配されている。近時、捜査機関による試料の廃棄・全量消費が刑事鑑定において争点となる事案も少なくなく、法医学機関にて保存している試料の役割が高まることが予想される。しかし、法医学教室における人体由来試料の管理をはじめとする取扱いに関しては、法的整備が十分なされておらず、いつまで保管が必要か、誰がいつ処分を決定できるか、といった法的なコントロールの所在が不明確な状況にあった。本研究では医学部法医学教室への質問紙調査による現状把握ならびに、司法解剖時採取試料の遺族返還に伴う検討を行った。本研究では、法医学領域において取り扱う人体由来試料の法的性質を明らかにし、法的に妥当かつ法医学実務に適った適正な試料コントロールに資する基礎的考察を行うことを目的としている。そこで、研究初年度である平成24年度は、法医学機関において取り扱う試料の管理・処分状況の実態を把握することが、研究に必要不可欠であると考え、質問紙調査票を用いた調査を所属機関の研究倫理審査の承認を得た上で行った。調査項目は1通常採取している人体由来試料の種類、分量2通常の管理方法、管理方法に工夫を施している場合にはその根拠、3法医学機関内での保存・管理年限の有無、その根拠、4自機関内にて廃棄を決定する場合、その決定根拠、決定権者、5機関内で試料取り扱いに関する明示的な取り決めが定められているか否か、等である。また、上記実態調査のための質問紙調査と並行して、文献・資料の精読を行った。法医学教室で行う司法解剖時に、捜査機関から、解剖時に採取する人体由来試料の「所有権放棄書」、「任意提出書」の提出が求められるところ、この書類の法的根拠をはじめ、死体解剖保存法の文言の射程距離や、法医学領域で採取する人体由来試料を法的にコントロールできるのは誰かにつき、法医学研究者だけでなく、法学研究者とともに、議論を重ねた。以上のように、平成24年度は上記研究を通じて、法医学機関への質問紙調査を基に、人体試料管理の実態と法的問題点の明確化を行ったほか、法医学領域で取り扱う人体由来試料の法的性質・関係性を明らかにすることに注力した。1.医学部法医学教室への質問紙調査による現状把握医学部法医学教室に存在する司法解剖に由来する人体由来試料につき、主に廃棄手続きに焦点を当てて、各法医学教室における取組の実情を把握し、適切な試料取り扱いのあり方に関する検討を行うため質問紙調査を行った。結果、対象75教室中、34教室から回答を得た(回収率45.3%)。刑事鑑定用途としての人体試料を廃棄する場合、多くの法医学教室が保管スペース確保を試料廃棄の根拠としていた。司法解剖時に刑事捜査や鑑定嘱託項目への応答を目的として採取する試料の管理方法については、「鑑定嘱託者が決めるのが妥当」、「鑑定終了後嘱託者に返却すべき」、「鑑定人が保存管理するのが当然」、「教室保管ではなくすべて行政機関で保存」などと、様々な考えが回答者から提示された。そのほか、試料の処分方法についても様々な意見が寄せられた。2.司法解剖時採取試料の遺族返還に伴う検討法医学教室で保有する夫の司法解剖残余試料全てを返還してほしいという遺族からの求めに応じて、検察当局との検討を加えた上で遺族への当該試料返還手続きに携わった。本経験を通じて、司法解剖時に採取する試料の法的性質について学術的に検討を加えた。司法解剖時に採取する試料は刑事捜査の証拠品という性質と、将来的な刑事再捜査や、場合によって遺族が私的に行う民事裁判における鑑定の担保物としての性質を持つと考える。遺族から司法解剖に関連する試料の返還要求があった場合、返還要求の対象試料が持つ法医学的な価値にも考慮する必要があると考える。このほか、司法解剖鑑定人ならびに解剖の鑑定嘱託権者は司法解剖時に採取する試料に対して、さらに遺族への対応に関して具体的にどこまでの責任を負うのかを検討した。本検討結果は、論文発表を予定している。交付申請書中に記載した研究実施計画の通りに研究が進行したほか、研究の途上に得られた文献等の精読により、本研究は当初の計画以上の進展を見せたと自己評価することができる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、法学・医学双方向からの十分な学術的検討に基づく人体由来試料の適切な管理コントロールに向けた制度整備への方向性を探る基礎的考察を行うことを目的としている。そこで、今後は法医解剖に係る人体由来試料の法的コントロールに関して問題点をより具体的、明確にし、解決への示唆を得るために、法的議論および基盤となる制度整備が我が国より先進的な海外の法医学機関での試料のコントロールについて、文献的調査及び現地調査を基に比較法研究を行う。主たる検討項目は試料コントロールに関する責任所在の有無、その根拠のほか、試料に係る所有権の所在、法的議論の背景、本邦への示唆である。

また、これらと並行して、引き続き、本邦における人体由来試料の法的性質ならびに法的関係性を明らかにし、我が国における人体由来試料の適正なコントロールのための制度・整備の方向性を探ることにしたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。
DnmtとCDKL5の相互作用の解析

これまでに、DNA methyl transferase 1 (Dnmt1)の調節領域に結合するプロテインキナーゼ(PK)を探索し、Cyclin dependent kinase like 5 (CDKL5)を同定した。CDKL5はDnmt1(1-290)と結合し、リン酸化することを示した。しかしCDKL5によるリン酸化が非常に弱いため、Dnmt1のリン酸化による機能調節の解析が困難であった。またDnmt1のN末端領域は様々な反応の足場の役割も果たしていることから、CDKL5がDnmt1と結合した状態で他の基質をリン酸化している可能性が考えられた。そこで、CDKL5の新規基質の探索を行った。大腸菌にて発現・精製したCDKL5(1-352)とマウス脳抽出液の等電点分離画分をRI存在下で反応させたところ、強くリン酸化されるバンドが検出された。リン酸化バンドに対応する銀染色のバンドを切り出し、LC-MS/MSによる解析を行った。その結果同定されたタンパク質を仮にXと呼ぶが、タンパク質Xは脳の機能の維持に重要な役割をもつと考えられているタンパク質であった。大腸菌にて発現・精製したタンパク質Xは、in vitroでCDKL5(1-352)及びCDKL5(WT)によってリン酸化された。また、タンパク質XのCDKL5によるリン酸化部位を調べたところ、他の相互作用因子との結合性に関係するとされる1ヶ所のSer残基が同定された。同じ部位をリン酸化するPKは複数報告されているが、in vivoでどのPKがリン酸化するのかは分かっていない。タンパク質XとCDKL5は細胞内局在や結合タンパク質といった点に共通性が見られることから、CDKL5によるリン酸化が重要である可能性がある。現在はタンパク質Xのリン酸化抗体を取得し、CDKL5によるリン酸化がタンパク質Xの機能に及ぼす影響の解析を行っている。DNA methyltransferase 1(Dnmt1)はゲノムDNAのメチル化パターンを維持する役割を持つ酵素である。また様々な因子との相互作用により、転写抑制や細胞周期の調節において重要な役割を担っている。Dnmt1はリン酸化修飾を受けることが知られているが、リン酸化を行うプロテインキナーゼ(PK)やリン酸化の意義についてはほとんど分かっていない。そこで、Dnmt1(1-290)に結合するPKの探索を行い、Cyclin-dependent kinase-like 5(CDKL5)を同定した。in vitorでCDKL5はDnmt1(1-290)と結合し、CDKL5(1-352)はDNA依存的にDnmt1(1-290)をリン酸化した。しかしCDKL5のリン酸化活性が非常に弱く、Dnmt1のリン酸化による機能調節の解析が困難であった。そこで、CDKL5の活性化因子及び新規基質の探索を行った。CDKL5(1-352)とマウス脳抽出液の等電点分離画分を反応させたところCDKL5(1-352)によって特異的に強くリン酸化されるバンドが検出された。この画分のリン酸化バンドに対応する銀染色のバンドを切り出し、LC-MS/MSによる解析でCDKL5の新規基質(ここでは仮にタンパク質Xとする)を同定した。CDKL5(1-352)及び動物細胞にて発現させ、免疫沈降した全長のCDKL5はタンパク質Xを強くリン酸化した。今後はタンパク質XのCDKL5によるリン酸化に関して解析を進めるとともに、CDKL5とタンパク質Xの相互作用に対するDnmt1の影響も検討する予定である。これまでに、DNA methyltransferase 1 (Dnmt1)の調節領域に結合するプロテインキナーゼ(PK)を探索し、Cyclin dependent kinase like 5 (CDKL5)を同定した。大腸菌にて発現・精製したCDKL5(1-352)とマウス脳抽出液の等電点分離画分をRi存在下で反応させたところ、強くリン酸化されるバンドが検出された。

これまでに、DNA methyl transferase 1 (Dnmt1)の調節領域に結合するプロテインキナーゼ(PK)を探索し、Cyclin dependent kinase like 5 (CDKL5)を同定した。CDKL5はDnmt1(1-290)と結合し、リン酸化することを示した。しかしCDKL5によるリン酸化が非常に弱いため、Dnmt1のリン酸化による機能調節の解析が困難であった。またDnmt1のN末端領域は様々な反応の足場の役割も果たしていることから、CDKL5がDnmt1と結合した状態で他の基質をリン酸化している可能性が考えられた。そこで、CDKL5の新規基質の探索を行った。大腸菌にて発現・精製したCDKL5(1-352)とマウス脳抽出液の等電点分離画分をRI存在下で反応させたところ、強くリン酸化されるバンドが検出された。リン酸化バンドに対応する銀染色のバンドを切り出し、LC-MS/MSによる解析を行った。その結果同定されたタンパク質を仮にXと呼ぶが、タンパク質Xは脳の機能の維持に重要な役割をもつと考えられているタンパク質であった。大腸菌にて発現・精製したタンパク質Xは、in vitroでCDKL5(1-352)及びCDKL5(WT)によってリン酸化された。また、タンパク質XのCDKL5によるリン酸化部位を調べたところ、他の相互作用因子との結合性に関係するとされる1ヶ所のSer残基が同定された。同じ部位をリン酸化するPKは複数報告されているが、in vivoでどのPKがリン酸化するのかは分かっていない。タンパク質XとCDKL5は細胞内局在や結合タンパク質といった点に共通性が見られることから、CDKL5によるリン酸化が重要である可能性がある。現在はタンパク質Xのリン酸化抗体を取得し、CDKL5によるリン酸化がタンパク質Xの機能に及ぼす影響の解析を行っている。
スポーツ・ボランティアの専門性と類型化に関する実証的研究

本研究では、スポーツ活動に関わるボランティアの専門性を活動特性や活動意識との関係性に着目し類型化を試みことを目的とした。そこで障害者スポーツを推進する国際組織にかかわるボランティアを対象とした質問紙調査を実施した。スポーツにかかわるボランティアの活動特性(業務内容、活動期間、取得資格)と専門性(活動知識、活動適応感、報酬業務)との関連を分析した結果、地域で日常的かつ継続的に活動するコミュニティボランティアは、短期間、一過的な活動参加のイベントボランティアに比べ専門性意識が有意に高かった。また専門性意識には対象となる活動への興味・関心とスポーツ関連資格の有無が有意に関連していることが明らかとなり、関連資格取得がスポーツ・ボランティアの専門性に影響していることが示唆され、イベントボランティアとコミュニティボランティアの相違を確認した。本研究では、スポーツにかかわるボランティアの専門性(Professionalization)に着目し、活動特性(対象領域、業務内容、活動期間)と活動意識(参加動機、活動満足、コミットメント、継続意欲)との関連をあきらかにし、ボランティアの類型化を試みることを目的としている。平成19年度は、先行研究をもとに、専門性を測定するための項目を検討し、調査用紙を作成した。この質問紙では、スポーツイベントで活躍する、いわゆる一般ボランティアを対象として調査を検討し、第15回全国中学校駅伝大会(100名)および第4回SO日本冬季ナショナルゲーム・山形大会に参加するボランティア(1000名)に行った。現在、回収、データ入力を終え、単純集計を実施したところである。また、競技スポーツの専門的知識を有する有資格指導者対象とするボランティア調査を検討した。行政(県教育委員会)および関連団体(レクリエーション協会、体育協会)事務局と協議し、それぞれの加盟団体名簿から、調査対象者の抽出(1200名)を行った。平成20年度には、競技団体に所属する指導者にむけた郵送法による調査を実施する。また全調査の集計分析を実施し、スポーツにおけるボランティアの活動意識および専門性による類型化を試みる。さらにスポーツにおける専門性とポランティアリズム(Volunteerism)についても実態をもとに考察したい。本研究では、スポーツ活動に関わるボランティアの専門性(Professionalization)を活動特性や活動意識との関係性に着目し、類型化を試みることを目的としている。当該年度(平成20年度)は、障害者スポーツを推進する国際的団体の一つであるNPO法人スペシャルオリンピックス日本の冬季ナショナルゲーム・山形大会で活動するボランティアスタッフと全国26地区組織において継続的にコーチやスタッフとして活動するコミュニティボランティアを対象とした質問紙による調査を実施し、その集計と分析を実施した。具体的には、スポーツにかかわるボランティアの専門性(Professiorlalization)の尺度項目を構成(活動知識、活動適応感、報酬業務)し、活動特性(業務内容、活動期間)と取得資格、また活動意識(参加動機、活動満足、コミットメント、継続意欲)との関連を明らかにした。そしてボランティアの専門性による類型化を試みた。分析結果、コミュニティボランティアは、イベントボランティアより専門性意識(得点)が有意に高かった。また専門性意識にスポーツ関連資格が有意に関連していることが明らかとなり、スポーツ資格取得の重要性がスポーツボランティアの専門性に影響していることが示唆され、資格取得の有用性が明らかとなった。これらの詳細な分析結果(一部)は学会にて公表(発表)した。
腺管分離法とマイクロアレイを用いた大腸癌浸潤部・簇出での浸潤能の解明

癌の浸潤能を解明するため、癌先進部特異的な変化を来す遺伝子のスクリーニングを行った。大腸癌手術20症例から、癌の先進部と中央部の癌細胞の採取を行った。採取方法として腺管分離法を試みたが,正確に分離・回収することは困難であった。このためマイクロダイゼクション法を用いて細胞回収を行い、マイクロアレイ解析を行い、先進部特異的な遺伝子発現を呈する遺伝子群を抽出した。T検定を用いた場合、先進部で発現が亢進する遺伝子群は5遺伝子、低下する遺伝子は1遺伝子であり、クラスター解析を行った場合は、先進部で発現が亢進する遺伝子群は24遺伝子、低下する遺伝子群は29遺伝子であった。伝子群は24遺伝子、低下する遺伝子群は29遺伝子であった。また近年、癌先進部において低分化傾向を呈する症例が予後不良である事が報告されている。上記症例中、先進部が低分化傾向を呈する11症例において同上の解析を行った結果、t検定を用いた場合、先進部で発現が亢進する遺伝子群は4遺伝子、低下する遺伝子は6遺伝子であった。クラスター解析を行った場合は、先進部で発現が亢進する遺伝子群は13遺伝子、低下する遺伝子群は18遺伝子であった。今回の検討結果では、以前から報告のあったタンパク分解や細胞外基質以外にも多くの分子が癌の浸潤や先進部の低分化傾向に関与する可能性が示唆された。現在、RT-PCRによる発現確認を行っている。先ず腺管分離法自体の検討を行い、粘膜上皮・癌の採取できることを確認し、また正常腺管と比べ癌腺管は不均一で変形の強いことを確認した。そして21年度中に採取した検体を用いて、標的部位である癌中央部、癌最深部の採取を腺管分離法にて行った。しかし癌浸潤部周囲の間質、並びに正常間質の採取に関しては、一部の検体において腺管分離法のみでは上皮成分(正常粘膜や癌上皮)なのが間質なのかが判定が困難な症例も存在することが確認できた。よろて腺管分離法による採取のみに拘らず、当大学で所有のレーザーマイクロダイゼクション法による採取法も併せて検討する方針とし、この方法による採取も開始した。現時点では上皮成分(正常粘膜や癌上皮)の採取には腺管分離法が最適であることが分かったが、間質の採取に関してはレーザーマイクロダイゼクション法が概ね良好な結果を得ることができた。また各標的部位(癌中央部、癌最深部、癌浸潤部周囲の間質、正常間質)からのmRNAの抽出作業を開始しており、十分なmRNA量の収獲を確認し、現在mRNAの質の検討(リボゾームRNA(28s、18s)が保存されているか否か)を行っている。検体から採取したmRNAの質は良好ではあるが、マイクロアレイ解析に用いる量としては少ないために、現在RNAの増幅を行っている。また、他サンプルを用いて次年度の使用予定のマイクロアレイの解析の準備も開始している。(RNAのラベリング、ハイブリダイズなどのワークチェック)標的となる部位(癌中央部、癌最深部、癌浸潤部周囲の間質、正常間質)からの採取方法の検討に関しては、直接検体から採取する腺管分離法と新鮮凍結切片から採取するマイクロダイゼクション法の検討を行った。腺管分離法では癌先進部の採取が難しかったが、マイクロダイゼクションは標的部の採取は容易であった。また、当初予想していた、レーザーや熱による劣化は、バイオアナライザー使用により解析したところ、殆ど認めなかったため、以後レーザーマイクロダイゼクション法により上記部位の採取を行っている。途中で採取方法の変更を行ったため、マイクロダイゼクション用の新鮮凍結切片使用可能症例が未だ少ないのが現状であり、現在症例の確保に努めている。また、一部の症例ではRNAの採取は終了している。マイクロアレイの準備としてワークチェックを行う予定である。今後は、予定症例数の確保と適応症例のマイクロアレイを行っていく予定である。

対象症例は5079歳の大腸癌患者(直腸癌を除く)で、高中分化腺癌20例とし、腫瘍中央部、腫瘍最深部を各々採取し、腺管分離法を用い採取検体から癌腺管を採取する予定であった。しかし低分化胞巣を来した微少な癌細胞塊を顕微鏡で確認することが困難であったため、本年度ではレーザーマイクロダイゼクション法による癌細胞の選別的な回収を行った。癌先進部(先進部より150μm以内の部位)と癌中央部(先進部より500μm以上離れた部位)から各々癌細胞を採取した。採取した癌細胞よりRNAの抽出を行い、バイオアナライザーによるRNAの分解度のチェックを行い、分解がされていないサンプルに対して増幅・ラベリングを行い、microarrayを用いた遺伝子発現解析プロファイルの作製を行った。同一症例内で癌先進部と癌中央部で遺伝子発現状況の異なる遺伝子の絞り込みを行い、癌先進部において発現が亢進している遺伝子群(5遺伝子)、発現が低下している遺伝子群(1遺伝子)を選出した。また、同時に癌先進部において低分化を認める場合は予後不良因子といわれているが、先進部に低分化を認める症例に関しては、癌先進部において発現が亢進している遺伝子群(4遺伝子)、発現か低下している遺伝子群(6遺伝子)を選出した。本研究は、大腸癌の深部への浸潤に関与する遺伝子群や、先進部の低分化に関与する遺伝子群をスクリーニングしたことになる。選出された遺伝子のうち発現が同定されれば、癌浸潤や低分化の機序解明に繋がると考えられる。
デジタルネイティブ世代の母親における育児への向き合い方の構造

デジタルネイティブ世代の親は以前の世代とは異なるコミュニケーション様態や意識、価値観を有しており、育児に対する考え方や育児を取り巻く社会環境からの影響の受け方も異なる。超スマート社会の到来を見据え、デジタルネイティブ世代の母親における育児への向き合い方の構造を明らかにし、時代の変化に合わせた育児支援のあり方を検討する必要がある。平成30年度は以下の2点について取り組んだ。1.「向き合う」の概念分析「向き合う」はこれまで実践現場で用いられてきた概念であり、育児にかかわらず学術的な定義や概念構造は解明されていない。そのため、デジタルネイティブ世代の育児への向き合い方を捉えるための第一歩として、「向き合う」という用語の概念分析を行った。手法はWalker & Avantの手法を用いた。検索エンジンは医中誌webを使用し、キーワードは「向き合う」とし、雑誌の発行元が全国規模の学会であること、タイトルまたは本文の結果の項目に「向き合う」という用語が含まれていることを基準として検索・選別したところ、71文献が抽出された。分析の結果、「向き合う」の定義属性、先行因子、帰結が抽出された。「向き合う」に関わるプロパティには「主体」「対象」「対象の状態」「主体が担う役割」「課題」があり、各プロパティのディメンションに応じて、「向き合う」の定義属性の中で重要な要素が変容することが明らかとなった。2.学会発表および学術論文の作成母親が育児に向き合う場面は多様であるが、その中の具体的な場面の一つに子どもの言い聞かせ(統制)場面がある。本研究を進めるための基礎資料とするために、「3歳児の養育における統制にまつわる悪戦苦闘」について研究成果をまとめ、国際学会での演題発表を行った。その後、同テーマについて論文を作成し、国際的な学術雑誌に投稿し、査読対応を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
視覚情報とテキスト情報とを統合した映像検索のための映像シソーラスの構築

本研究では、映像が内在する視覚情報とテキスト情報とを統合した映像検索を実現するための映像シソーラスについて検討する。映像シソーラスにより、テキストと視覚情報の関連性、両者に基づく概念や範疇などの上位構造などが表現され、テキスト・視覚情報を交差する検索(テキストによる視覚情報の検索等)、視覚情報に対するテキストキーワードの自動生成、テキスト・視覚情報の関連による上位概念の発見、テキストに対応した視覚情報を用いた画像認識手法による物体検出オントロジーの実現等が期待される。映像シソーラスの構築においては、実際の放送映像の大規模な映像アーカイブを利用した統計的な手法による自動構築法の実現を予定しており、ドメインを限らない一般の映像にも適用可能で、ロバストな手法の実現を目指す.平成15年度は、映像の視覚情報については、大規模放送映像アーカイブに対し映像断片照合を適用し、頻出する映像断片を映像キーワードとして抽出すると同時に、その出現パターンに基づく映像ブラウザを試作した。テキスト情報については、ニュ-ス映像の文字字幕放送に対しトピックの切り出し及びニュース映像アーカイブ中でのトピック追跡を行い、トピック構造に基づくニュース映像ブラウザを試作した。また、映像キーワード及びテキストキーワードの抽出結果を受けて、それらの共起関係に基づき、初期的な映像シソーラス構築の実験を行った。これらを通して、本研究の有効性を確認した。
複合現実感(MR)技術を用いた感覚情報呈示法による姿勢制御に関する基礎研究

平成17年度は、振動刺激装置を製作しこれに重心計測装置を統合させたシステムを構築した。結果として、前後左右への振動刺激による目標とした重心位置への正確さ(振動刺激時の位置/目標位置×100[%])は、高齢者群では平均約83.8%,若年者群では平均約90.7%であった。以上より、足底面への振動刺激により正確に姿勢情報呈示がバランストレーニングに利用できる可能性を示した。平成18年度においては、足底部のみの振動刺激であったが立位重心位置に近い腰部への振動刺激を実施した。健常成人のバランスデータ収集として、前後左右への最大重心移動により立位時の安定を臨床で評価する起立安定域テストを実施した。振動装置を内蔵した足マットおよび腰ベルトを用いて、健常成人が各自の足の位置を変えないで身体を前後左右に傾ける起立安定域テストを実施し、振動刺激でコントロールできるか否かを検証した。実験内容としては前後左右の最大変位を100%とした時の110%の位置と50%の位置で足マットもしくは腰ベルトで振動刺激を与えた時、身体をその位置で保持するように指示した。実験結果は、足マットおよび腰ベルトともに、振動刺激での位置情報により約8割以上の正確さでその位置を保持可能であった。ただし、腰ベルトのほうが足マットによる刺激に比べ、正確に呈示できた。これは振動子への荷重による振動周波数の変化、身体部位別感覚閾値の違いなどによる影響も考えられる。また、健康高齢者60名に関して、立安定域自宅トレーニングを4週間継続させた。結果として、再評価は初期評価に比べ、前後左右への最大重心移動距離の被験者平均は大となり、安定域の増加を示した。初期評価および再評価において本人の最大移動位置を本機器の振動刺激を用いて注意喚起したことにより本人が十分自覚不可能な重心の位置に関して、自分の前後左右への重心移動の限界値およびトレーニングの目標値を理解することに有益であった。平成17年度は下記研究内容を実施した。1.バランスを維持するために振動刺激による足底部空間認知増強法に関する研究:振動刺激装置を製作しこれに重心計測装置を統合させたシステムを構築した。刺激装置は踵、第1・5中足骨頭、母趾の4点を刺激できるよう足用マット内に振動子を左右合計8個設置した。例えば、重心軌跡が後方に移動し、あらかじめ決められた振動呈示位置を超えた場合、踵部に振動刺激が呈示された。対象は健常な若年者22名(平均24.3歳)と高齢者24名(平均75.8歳)とした。さらに、斜め45°と思われる方位へ重心を移動させる課題結果(閉眼時)より、左右斜め45°前方では、若年者は0.6°のズレであり高齢者は7°のズレを生じた。左右後方斜めでは若年者で15°、高齢者では24°のズレとなり、特に後方への移動ではヒトは加齢とともにその方位感覚のズレが大となり振動などによる注意喚起や感覚フィードバックなどの重要性が示唆された。

被験者によるアンケートでは,全被験者の約96%が振動を感じたと回答した。踵部の感受性が低かった。検討課題として、足底への振動刺激部位による感受性の違いにあわせて振動子を増加させ、年齢に応じた振動刺激強度を調整する必要性が示された。2.バランスを維持するための視覚情報呈示方法に関する研究:重心位置の情報を液晶ディスプレイもしくはHMDに呈示し、重心軌跡に関する注意喚起を促すため、視覚刺激用マーカーを追加画像呈示することが可能なシステムを構築に成功した。以上、本年度研究目標は概ね達成された。平成18年度においては足底部のみの振動刺激であったが立位重心位置に近い腰部への振動刺激を実施した。健常成人のバランスデータ収集(17名)として、前後左右への最大重心移動により立位時の安定を臨床で評価する起立安定域テスト(クロステスト)を実施した。振動装置を内蔵した足マットおよび腰ベルトを用いて、健常成人が各自の足の位置を変えないで身体を前後左右に傾ける起立安定域テストを実施し、振動刺激でコントロールできるか否かを検証した。実験内容としては前後左右の最大変位を100%とした時の110%の位置と50%の位置で足マットもしくは腰ベルトで振動刺激を与えた時、身体をその位置で保持するように指示した。実験結果は、足マットおよび腰ベルトともに、振動刺激での110%および50%の位置情報により約8割以上の正確さでその位置を保持可能であった。ただし、腰ベルトのほうが足マットによる刺激に比べ、正確に呈示できた。これは振動子への荷重による振動周波数の変化、身体部位別感覚閾値の違いなどによる影響も考えられる。また、健康高齢者60名に関して、クロステストを自宅トレーニングとして週3回、4週間継続させた後、前後左右への最大重心移動距離に関する初期評価と再評価の比較分析を実施した。結果として、再評価は初期評価に比べ、前方最大重心移動距離の被験者平均は1.35倍となり、後方および左右最大重心移動距離はともに1.28倍になり、安定域の増加を示した。初期評価および再評価において本人の最大移動位置を本機器の振動刺激を用いて注意喚起したことにより本人が十分自覚不可能な重心の位置に関して、自分の前後左右への重心移動の限界値およびトレーニングの目標値を理解することに有益であったと考える。重心位置の変化をHMDおよび液晶ディスプレイによって患者に呈示したところ、ディスプレイを見ることによってより自分の重心位置の変化を理解しやすいとの内観報告も得た。
室町期を中心とする天台宗寺院の学芸に関する基盤的研究

天台僧の学芸について、外典類をも視野に入れ、調査研究を行った。類代集や室町物語との関連など、より広い視野に立ち、法華経注に収録される多数の説話や和歌等についてその形成と享受の実相を明らかにした。近年、中世文学研究においては古今集注など多様な注釈書の重要性が指摘されている。法華経注は多数の説話や和歌を収め、文学のみならず日本文化史を考える上でも貴重であり、中・近世の説話世界の実態を伝える好資料である。本研究は、田舎天台と称された天台宗談義所の中でも際だって学問的活動が活発であった関東・甲信越地域の主要な天台宗寺院や、天台関連資料が伝来する中・四国地区の寺社を対象として、資料の実態を把握し、その調査研究を通して、天台僧の学問的営為を立体的に捉えようとするものである。法華経注釈書の成立事情、そこに収録される多数の説話や和歌、慣用表現等について、形成と享受の実相を解明する端緒としたい。平成18年度は、第一段階として叡山文庫を始め天台宗関連資料を集積している文庫の調査を行い、法華経注釈書類について考究を進めた。奥書所見の談義所のデータを集積することにより、それらが成立してゆく過程を考察するための準備が進行中である。従来、こうした談義所成立の背景には、地理的な条件が大きく左右したことが知られているが、本研究によるデータの整備を通し、街道・海道との密接な関連性を抽出できるものと思われる。その一方、地方の天台宗の大寺院についても調査を進めた。とりわけ、中国地方随一の天台宗寺院、鳥取県大山に関わる室町物語『伊豆国奥野翁物語』の存在に気づき、研究に着手した。本作品は仏教説話や室町物語に見られる常套的手法を含むが、大山固有の信仰と説話の伝播の様相も反映する。度重なる災害のため資料の大半を失った大山にとって、往時を伝える貴重な資料ともいえよう。その研究成果については「伯者富士と吉尾翁」と題する論考にまとめ、現在、最終校正を行っている段階であり、近日、清文堂出版(大阪)の『説話論集』第16集にて公刊の予定である。また、天台宗の学僧はしばしば自ら著した法華経注釈書に多くの和歌を引用するが、そこには『夫木和歌抄』を始めとする類題集に所見の和歌も見出される。従って、中世類題集と天台の学芸とをめぐり、調査研究を行い、成果の一部を国文学研究資料館「本文共有化の研究」平成18年度研究報告書に掲載した。平成19年度は、前年度に引き続き、叡山文庫をはじめ天台宗関連資料を集積している文庫の調査を行い、法華経注釈書類について考究を進めた。奥書所見の談義所のデータを集積することにより、それらが成立してゆく過程を考察するための準備を進行中である。こうした談義所成立の背景には、地理的な条件が大きく左右したと思われるが、本研究によるデータの整備を通し、街道・海道との密接な関連性を抽出できるものと思われる。それと並行して、天台僧の学芸の実態を把握すべく、調査対象を内典に限定せず、天台僧が活用した外典の類をも視野に入れることとした。天台宗の学僧はしばしば自ら著した法華経注釈書に多くの和歌・漢詩文を引用するが、そこには中世に成立した類題集に所見の和歌も見出される。従って、中世最大の類題集である『夫木抄』に注目し、叡山文庫などに伝存する伝本を調査した。この叡山文庫本『夫木抄』は叡山の塔頭、浄教坊の旧蔵書である。冊末には本書を書写した学僧の名が記載されており、従来は「實吉」と判読されてきた。しかし、これはおそらく、浄教坊の第一世「實善」と読むべきであって、叡山内でも屈指の学問所であった「浄教坊」の学芸の一端を伝える貴重資料であることが判明した。併せて、實善署名のある外典資料として、他に漢詩名句集『啓蒙対偶全集』なども伝存することが明らかとなった。こうした成果は『夫木和歌抄編纂と享受』(後出)に発表した。平成20年度は、前年度に引き続き、叡山文庫等の調査結果を活用しつつ、田舎天台と称される寺院の調査研究を行うこととした。様々な地方誌等も探索・活用し、学僧の学芸・学問的活動の実態の把握に努めた。例えば、学僧たちがどのような資料を通じて歌道に親しんでいたか、それらは学僧たちが執筆した注釈書類にどのような形で反映したのか。後世にはそれらは広く諸宗派の談義資料でどのような変容を遂げつつ、継承されていったかなどの具体相の明視に努めた。具体的な調査としては、高知県山内家に所蔵される資料の中に仏教教導に関する書承・口承資料が存在することに気づき、その調査を行った。また、愛媛県大洲市に残る国学者矢野玄道の旧蔵書にも関連する説話資料が伝存するため、これも調査を行った。

天台僧が自らが著した経典注釈書の中で、積極的に活用したのは数多の和歌や道歌であったが、とりわけ勅撰集など典拠を明らかにしながら実証的に和歌を引用した学僧実海に焦点を絞り、その学芸の実態を検証し、小論として公表した。このほか、『説法助言抄』など説法談義に関連深い資料の発掘と収集を行った。その成果は一括して最終年度の報告書に掲載予定である。平成21年度は、前年度に引き続き、様々な地方誌等も探索・活用し、学僧の学芸・学問的活動の実態の把握に努めた。例えば、学僧たちがどのような資料を通じて歌道に親しんでいたか、それらは学僧たちが執筆した注釈書類にどのような形で反映したのか。後世にはそれらは諸宗派の談義資料でどのような変容を遂げつつ、継承されていったかなどの諸問題について解明に努めた。その中で、室町物語「岩竹」について、同趣の説話が栃木県那須地方に江戸時代前期から伝承されていたこと、その基盤には天台系の修験道寺院の存在があること、水戸藩とも関連性を有していることなどを突き止めた。これらの研究成果は小論として公表した。そのほか、具体的な調査としては、宮城県図書館に所蔵される郷土資料に焦点を絞り、東北の仏教教導に関する書承・口承資料の調査を行った。また、説法談義に関連深い原本の調査と収集を行った。
近世和泉における地域社会構造の歴史的研究

本研究の目的は、畿内近国における近世地域社会の構造を、とりわけ和泉国泉郡黒鳥村・池田下村とその周辺村々をフィールドとして、原史料(古文書など、地域における歴史的文化遺産)に基づいて明らかにし、その実態を解明することである。これまで四つの課題((1)-村の内部構造分析・(2)座の構造と村落秩序との関係の解明・(3)村落の内部構造と木綿流通構造との関係の解明・(4)村落と領主権力支配との関係の解明)を設定し、年度毎に課題に即した成果(論文)を出してきた。2年目となる本年度は、課題(1)(2)をまとめた昨年度の成果(博士論文「近世地域社会構造の研究-和泉を素材として-」)を再構成し、公表する準備を整えた。山川出版社の「山川モノグラフ・シリーズ」公募に応募し、受理され、2004年秋に刊行することが内定している。また、博士論文全体の問題意識を更に深めたものとして「地域史研究の新地平」を発表した。さらに、博士論文の一部を「高橋家系図とその形成」として発表した。その上で、課題(4)にむけて、一橋領知の上方支配の要である大坂川口役所の実態を解明し、泉州領知支配との関連を考察した「一橋領知上方支配と川口役所」を発表した。具体的には、i一橋領知川口役所は、本来蔵屋敷地として幕府より拝領した土地に設定されたこと、iiそれは泉州・播磨の各代官所を統合する形をとったこと、iii常駐する役人も10人前後と少数であったことを解明し、他の蔵屋敷のあり方と比較する素材を提供した。また、iv従来、支配の実現を補完する存在として、「御用」請負人である用聞(郷宿)・用達が注目されてきたが、本研究では、郷宿に加えて蔵元をとりあげ、多くの「御用」請負人の展開の中で支配のあり方を考察するという方向性を提起した。また、課題(3)にむけて、泉州在方に展開する木綿仲買仲間関係の史料を収集し、堺・大坂における木綿問屋・仲買関係史料を分析することも始めた。本研究の目的は、畿内近国、とりわけ和泉国における近世地域社会の構造を、原史料に基づいて、実態的に解明することである。本年度は、以下の成果をあげることができた。第1に、博士論文『近世地域社会構造の研究-和泉を素材として-』を2002年12月に大阪市立大学文学研究科に提出した(2003年3月学位授与・文学博士)。これは、本研究の<課題1>一村の内部構造分析と、<課題2>座(宮座・寺座)の構造と村落秩序との関係の解明、に相当する。序章・本論3部9章・終章の構成をとるこの論文(原稿用紙1180枚)では、「村落社会の構造的把握」「政治的社会レベルと地域生活レベルの統一的把握」という研究視角を明確にした上で、和泉国泉郡の半径3km以内に隣接する打々を取りあげ、具体的な村落構造を提示した。これにより、(1)村請制村と生活共同体はズレを内包するが、その生活共同体の歴史的経緯と村請制の受容の仕方という点で、それぞれの村のあり方は異なっており、近世村落の個体的なあり方を的確に把握する必要性を提起した。このことは、一橋領知という同一の郡中を構成する村々を、均質化した村連合として捉えることの問題点を浮き彫りにすることにもなった。(2)社会的権力の存在形態を通して村落秩序の17世紀末18世紀における歴史展開を一貫して把握した。とりわけ18世紀以降社会的権力は、従来のような大地との関係を喪失した資本としての性格を獲得し始めるが、あくまで片足を伝統社会に置き続ける。社会的権力を磁極として成立する地域において、資本の浸透と伝統社会の持続という両者のせめぎ合いが、18世紀以降の地域社会構造の歴史的展開のメカニズムであることを展望した。第2に、「坂本新田の成立と構造」を『市大日本史』5(2002年5月)に発表した。新田の成立と展開を、開発請負人(=社会的権力)の存在形態を中心に解明したものである。第3に、「一橋領知上方支配と川口役所」の論文化の作業を継続して行った。これは<課題4>村落と領主権力支配との関係の解明に相当する。来年度内には公表したい。

また、博士論文全体の問題意識を更に深めたものとして「地域史研究の新地平」を発表した。さらに、博士論文の一部を「高橋家系図とその形成」として発表した。その上で、課題(4)にむけて、一橋領知の上方支配の要である大坂川口役所の実態を解明し、泉州領知支配との関連を考察した「一橋領知上方支配と川口役所」を発表した。具体的には、i一橋領知川口役所は、本来蔵屋敷地として幕府より拝領した土地に設定されたこと、iiそれは泉州・播磨の各代官所を統合する形をとったこと、iii常駐する役人も10人前後と少数であったことを解明し、他の蔵屋敷のあり方と比較する素材を提供した。また、iv従来、支配の実現を補完する存在として、「御用」請負人である用聞(郷宿)・用達が注目されてきたが、本研究では、郷宿に加えて蔵元をとりあげ、多くの「御用」請負人の展開の中で支配のあり方を考察するという方向性を提起した。また、課題(3)にむけて、泉州在方に展開する木綿仲買仲間関係の史料を収集し、堺・大坂における木綿問屋・仲買関係史料を分析することも始めた。
層状ニオブ・チタン酸塩の層間交互固定化と剥離による層状ナノ複合体の組織化と光機能

本研究では、層状ニオブ・チタン酸塩-光機能分子複合体を、層間へのインターカレーションと剥離層コロイド分散系を用いる"柔らかい複合化"との2種の方法で調製する。昨年度、(1)層状ニオブ酸塩K_4Nb_6O_<17>へのトリスビピリジルルテニウム錯体およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)の共インターカレーションによる可視光誘起電子移動系の組織化に成功し、(2)層状ニオブ酸塩K_4Nb_6O_<17>剥離ナノシート分散系のゾル-ゲル転移を明らかにした。今年度は、(1)の系の発展として増感色素ローダミン6G(R6G^+)とメチルビオロゲンの共インターカレーションを検討し、(2)ナノシート分散系についてはニオブ酸塩-粘土混合ナノシート分散系の相挙動を調べた。共インターカレーションについては、K_4Nb_6O_<17>をMV^<2+>、R6G^+と逐次反応させ、MV^<2+>とR6G^+とが層間に共存する層間化合物を合成した。可視光照射により、層間MV^<2+>の還元を示唆する挙動が観察された。MV^<2+>-K_4Nb_6O_<17>層間化合物では紫外光照射でのみMV^<2+>の光還元が起こることから、この挙動は共インターカレートしたR6G^+の増感作用によると考えられた。ナノシート分散系については、ニオブ酸塩と粘土鉱物との2種の剥離ナノシートを混合させた分散系を調製した。混合ナノシート分散系は見かけ上均一で液晶性を示した。この混合分散系にシアニン色素を加えると色素は粘土シートに選択的に吸着し、偏光可視スペクトルから、粘土ナノシートは等方的に分散していることが分かり、混合分散系内の粘土ナノシートは、ニオブ酸塩ナノシートとは相分離した状態にあると考えられた。これよりニオブ酸塩-粘土混合ナノシート分散系は、液晶配向秩序をもたらすニオブ酸塩ナノシートと機能分子の吸着場として働く粘土ナノシートとが、マクロには均一でミクロには分離して分散した、特異な多成分系であると考えられた。本研究では、層状ニオブ・チタン酸塩-光機能分子複合体の調製を、インターカレーションと、剥離層コロイド分散系を用いる"柔らかい複合化"との、2種の方法で検討する。今年度は、(1)層状ニオブ酸塩K_4Nb_6O_<17>への2種類の光機能分子すなわちトリスビピリジルルテニウム錯体(Ru(bpy)_3^<2+>)およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)の共インターカレーションと、(2)層状ニオブ酸塩K_4Nb_6O_<17>剥離層コロイドのゲル化とを検討した。(1)の共インターカレーションについては、K_4Nb_6O_<17>へ予めブチルアンモニウムイオンをインターカレートさせた後、MV^<2+>、Ru(bpy)_3^<2+>の順で反応させることにより、MV^<2+>とRu(bpy)_3^<2+>が層間に共存する層間化合物を合成できた。試料は、可視光照射により、層間MV^<2+>への電子移動が起こったことを示唆する挙動を示した。MV^<2+>-K_4Nb_6O_<17>層間化合物では紫外光照射下でのみ電子移動が起こることから、この挙動は共インターカレートしたRu(bpy)_3^<2+>の増感作用によると考えられた。(2)のゲル化については、K_4Nb_6O_<17>剥離層の分散コロイドがpH誘起ゾル-ゲル転移という特異な現象を発現することを見出した。剥離層コロイドは酸性化によって著しく粘性が増大し、ゲル化した。粘性変化は加えた酸の種類に関わらず、pHに依存して生じた。光学顕微鏡観察により、ニオブ酸塩剥離層は、ゲル化前のコロイド中では系全体に秩序配向しているが、酸性化によって凝集しサブミリメートルサイズのドメインを形成することが分かった。

MV^<2+>-K_4Nb_6O_<17>層間化合物では紫外光照射でのみMV^<2+>の光還元が起こることから、この挙動は共インターカレートしたR6G^+の増感作用によると考えられた。ナノシート分散系については、ニオブ酸塩と粘土鉱物との2種の剥離ナノシートを混合させた分散系を調製した。混合ナノシート分散系は見かけ上均一で液晶性を示した。この混合分散系にシアニン色素を加えると色素は粘土シートに選択的に吸着し、偏光可視スペクトルから、粘土ナノシートは等方的に分散していることが分かり、混合分散系内の粘土ナノシートは、ニオブ酸塩ナノシートとは相分離した状態にあると考えられた。これよりニオブ酸塩-粘土混合ナノシート分散系は、液晶配向秩序をもたらすニオブ酸塩ナノシートと機能分子の吸着場として働く粘土ナノシートとが、マクロには均一でミクロには分離して分散した、特異な多成分系であると考えられた。
東京の暑熱緩和のための海洋深層水導水による東京湾海水面冷却事業のFSに向けた検討

東京の暑熱緩和のための海洋深層水導水による東京湾海水面冷却事業に関する有識者を組織しての主な検討結果を以下に示す。<施設計画について>取水技術は現段階では問題ない。要素技術にかかる課題については数値シミュレーションで対応できる。導水量、導水温と気温低下との関係についての数値シミュレーションが必要であるが、ヒートアイランド対策としての効果は、空間スケールによって解釈が異なってくる点に注意が必要である。<環境影響について>東京湾は総量規制を実施しており、深層水に含まれる栄養塩類をそのまま放水できず、ある程度の水質浄化対策が必要である。赤潮の発生に重要なミネラル分や鉄分についても除去が必要となる。冷水が低生生物に与える影響についてはほとんど知見がなく、冷排水の影響が顕著との報告もある。深層水および東京湾の物理・化学・生物学的特徴を把握するとともに、周辺部の土地利用や漁業などの海域利用実態の現況把握が必要である。温排水による水温影響についても数値シミュレーションによる評価が必要であり、そのために河川、下水道を含め、流入水温、水量の把握が必要である。<漁業について>当該冷却事業の実施には、漁業者の理解と協力が必要である。そのためには水質の改善効果、漁獲の向上効果を提示していくことが必要である。<その他>放水先選定に当たっては、埋立地を考慮し、港湾事業との連携を重視すべきである。また、東京湾よりは面積の小さな大阪湾などで検討する価値がある。需要と効果がともに期待できる。予備実験として、水深50mより揚水し、表層に放流する基礎実験を行うべきである。<問題点>東京湾への大規模廃熱主体である電力会社の協力が得られなかった。
ディープラーニングによる自律分散型無線ネットワーク制御と最適化

様々な種類の端末が多数接続する無線ネットワークにおいては,自律分散型の通信プロトコルが用いられる.自律分散型ネットワークの性能を高めていくためには,個々の無線機が自律的に最適な動作を決定できるようにする必要がある.本研究では,各無線機が機械学習によって最適な動作を自律的に学習する方式を提案する.コンピュータシミュレーションだけでなく,実装評価まで行うことによって,提案手法の実現性と有効性を明らかにしていく.本研究二年目は,強化学習による自律分散型アルゴリズムにおいて,多くの成果が得られた.本研究初年度において,無線リソース選択問題をMulti-Armed Bandit問題として定式化し,さらに,Tog-of-War(ToW)アルゴリズムによって最適化できることを示した.今年度は,このアルゴリズムを,IoTにおける自律分散型チャネル選択に応用した.センサなどに用いる小型IoT機器は,限られた計算能力,限られた電力で長期間動作することが要求される.本研究で用いるToWアルゴリズムは計算量が少なく,IoT機器への実装が可能である.本年度は,このアルゴリズムをWi-SUN無線デバイスに実装し,無線チャネル選択に応用した.IoT実機による評価実験によって,最適なチャネル選択が可能となることを確認した.さらに,IoTデバイス数が多い場合においては,各チャネルや各アクセスポイントの負荷分散も可能であることを示した.この研究成果を国際会議で発表し,Best Paper Awardを受賞した.現在は論文投稿の準備を進めている.さらに,ヘテロジニアスネットワークの選択にも同様の強化学習アルゴリズムを応用し,論文を執筆し投稿した.当初の計画では,無線LANなどへの応用を中心にシミュレーションおよびパソコンによる実験を行う予定であったが,今年度はIoT機器への実装と実証実験を試みた.簡易な強化学習アルゴリズムであるToWを用いることによって,小型IoT機器に自律分散型チャネル選択アルゴリズムを搭載することができた.小型シングルボードマイコンへの実装に成功し,Wi-SUNを使った実験によって提案手法の有効性を実証することができた.この成果は,国際会議において,Best Paper Awardを受賞した.また,次年度の目標としている自律分散型MACプロトコルの開発も既に始めている.今年度と同様な強化学習を用いたアルゴリズムは設計がほぼ完了し,簡易的な実装によって動作の確認も始めることができている.当初の計画以上に進展しており,次年度以降の成果も期待できる.本研究一年目は,様々な観測データが取得可能であることを前提として機械学習アルゴリズムを用いた性能推定を行い,細かな推定値に基づいた意思決定の最適化手法を提案した.一方,本研究二年目は,意思決定の結果のみをフィードバックする強化学習アルゴリズムを用い,IoT機器の自律分散型チャネル選択最適化も可能とした.今後の研究ではこの二つの学習アルゴリズムを組み合わせ,様々な観測データが取得可能な状況では観測データを用いた推定を行い,十分な観測データが得られない状況では強化学習を活用する手法を実現することを試みる.対象とすべき無線ネットワーク構成を明確に定義しながら,適切な推定手法や最適化手法を設計していく.コンピュータシミュレーションによる評価だけでなく,パソコンやIoT機器を用いた実装,および,実際に無線通信を用いた評価も行っていく.様々な無線通信環境での実験評価を行うことにより,提案手法の有効性を検証していく.様々な種類の端末が接続する無線LANのようなネットワークにおいては,自律分散型の通信プロトコルが用いられる.自律分散型ネットワークの性能を高めていくためには,個々の無線機が自律的に最適な動作を決定できるようにする必要がある.本研究では,各無線機が機械学習によって最適な動作を自律的に学習する新しい無線制御方式を提案する.各無線機が継続的に観測することによって得られる電波環境のビッグデータによって,各々の人工知能が自律的に最適な動作を学習する.ディープラーニングの有効性は様々な分野で示されてきたが,そのような能力の高い人工知能を無線ネットワークに応用する.コンピュータシミュレーションだけでなく,プロトコル実装までを行うことによって,提案手法の実現性と有効性を明らかにしていく.本研究初年度の成果としては,まず,様々な無線パラメータに依存して変化するスループット等のパフォーマンスモデルを機械学習によって作成し,そのモデルに基づいて変更可能なパラメータを設定するコグニティブサイクルを提案した.さらに,提案アルゴリズムを無線LANに実装し,コグニティブサイクルを回していくことによって,スループット性能を向上することを,実際の環境において確認した.この成果は,学会発表だけでなく,レター論文として投稿し,採録決定している.また,セルラーネットワークにおけるD2Dに自律分散型最適化アルゴリズムを適用し,スループットを改善できることを示した.この研究成果は国際会議で発表しBest Paper Awardを受賞した.当初の計画では,アルゴリズムの設計,およびシミュレーションによる検証までを目標としていたが,初年度で無線LANによる実装も行い,有効性を確認することに成功している.初年度に執筆したレター論文の採録が既に決まっており,更に,詳細な検討に入っていて,論文として投稿する段階に進もうとしている.また,当初の計画に入れていなかった自律分散型最適化アルゴリズムの開発も行い,国際会議論文がBest Paper Awardに選らばれている.初年度の進捗が大きかったため,実験方法について改善すべき点を見つけることが出来ており,また,次年度には機械学習アルゴリズムの検討をさらに深めていくことが出来る.当初の計画以上に進展しており,次年度以降の成果も期待できる.様々な種類の端末が多数接続する無線ネットワークにおいては,自律分散型の通信プロトコルが用いられる.自律分散型ネットワークの性能を高めていくためには,個々の無線機が自律的に最適な動作を決定できるようにする必要がある.