hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神障害者リハビリテーションとしてのクラブハウスモデルに関する日韓中の比較研究

その結果、3ヶ国とも37項目で構成された「国際基準」に従った活動を行いつつも、各国の社会状況や精神保健医療福祉の現状も踏まえた実践を展開していた。クラブハウスモデルは「国際基準」といった明確な枠組みがあるからこそ、国や地域が異なったとしても、一定の質や方向性を維持することが可能となる。よって、クラブハウスモデルは地域の実情に応じた柔軟性のある、包括的かつ汎用的な実践モデルの1つとして評価できる。26年度は、日本、韓国、中国の精神保健福祉の変遷・現状・クラブハウスの実状を把握するために、実態調査とヒアリング調査を中心に実施した。1.実態調査については、第4回アジアクラブハウス会議が2014年8月に東京で開催されたため、日本クラブハウス連合と連携しながら、アジア地域で活動しているクラブハウスに対して実態調査を行った。2.ヒアリング調査については、韓国のソウル市で活動している4ヶ所のクラブハウス、中国の杭州で活動しているクラブハウスへ訪問し、関係者(施設長、メンバー、スタッフ)からヒアリングを行った。3.関連する文献等の収集も取り組み、韓国および中国のクラブハウスに関連する資料を収集しながら、それぞれの国の精神保健福祉およびリハビリテーションに関する論文等の翻訳を行った。上記のように、予定していた実施計画に沿った研究活動を行えたことを踏まえ、「(2)のおおむね順調に進展している」とした。28年度は、最終年度になるため、下記の3つの内容を中心に研究を実施する。1.2016年11月、中国の湖南省長沙市で開催される「第5回アジアクラブハウス会議」へ参加する。アジア地域のクラブハウス関係者が集結し、様々な意見交換や各国での取り組み状況等が報告される貴重な機会になると考えている。2.精神科領域におけるリハビリテーションモデルの一つとして世界的に拡大しているクラブハウスモデルの今後の方向性、またアジア地域における展開方法のあり方を整理するために、世界のクラブハウスを統括している「Clubhouse International」の関係者(代表もしくは研修担当者)に対してヒアリング調査を行う。3.研究成果等については、関連学会の分科会で発表を行う。精神保健福祉27年度は、下記の3つの内容を中心に研究を実施する。1.前年度に引き続き、韓国および中国のクラブハウスに訪問し、ヒアリング調査を実施する。韓国においてはプサン市や大田広域市、中国においては長沙市で活動しているクラブハウスを対象にする予定である。2.クラブハウスモデルの実践および現状をグローバルな視点から捉えるために、米国のコロラド州で開催される「第18回クラブハウス世界会議」へ参加する。ただ、時期等は未定であるが、27年度中に中国国内のクラブハウス会議の開催が予定されている。
キラル遷移金属錯体を用いる触媒的不斉カルボニル化反応の設計と制御

オレフィン類の触媒的不斉カルボニル化において、反応に関与する電子の挙動を明らかにし、その結果をさらに効率、選択性の高い反応の設計にフィードバックすることを目的に、以下の二つの課題について研究を進めた。1.ロジウム触媒を用いるオレフィン類の不斉ヒドロホルミル化:この反応において特に高い選択性を与えたキラルホスフィンホスファイト配位子(R,S)-BINAPHOSは、触媒前駆体が従来の等価型ビスホスフィン配位子の場合とは異なる特殊な構造を示す。本研究では、まず、ホスフィンをPH_3、ホスファイトをP(OH)_3で置き換え、この錯体の構造を制御する電子的な要求を密度汎関数法および分子軌道法で調べ、次いで、立体的な要求についても合わせて考察した。これらの結果からエナンチオ選択制を支配する課程であるRh-H結合へのオレフィン挿入反応について、理論的に解明した。その結果、(R,S)-BINAPHOSのロジウム錯体が高いエナンチオ面選択をおこなった理由として、立体的要求により、リン-金属-リンの角度が90度に固定され、この状態で挿入してくるオレフィンの置換基に対してナフチル基の一つが大きく張り出していること、この立体障害面選択に有効にはたらいていること、が明らかになった。2.(R,S)-BINAPHOS配位子のパラジウムを触媒に用いるプロピレンと一酸化炭素の不斉交互共重合反応:この反応については、反応の進行に対応する錯体を段階的に調整し、それぞれの構造を決定し、それら錯体間の遷移状態を調べた。その結果、プロピレン挿入の際の位置ならびにエナンチオ選択制発現の要素として、ホスフィン部分のフェニル基が重要な役割を果たしていることがわかった。
声帯粘膜傷害後の瘢痕形成過程における声帯星形細胞の動態とビタミンAの役割

1動物声帯粘膜生涯モデルにおける声帯星形細胞の活性化の有無について:動物実験を行うに際して、安定したラット声帯粘膜損傷モデルが必要であったため、手技の習熟を目的とした予備実験を行った。ウィスター系ラットを計10匹に対し、ケタミンとキシラジンによる全身麻酔を行った上で23G針で左声帯膜様部を穿刺した。麻酔覚醒後、飼育を行い、処置1週後と3週後にラットそれぞれ5匹ずつを安楽死させ、喉頭を摘出した。摘出喉頭について、水平方向の凍結雪片を作製し、HE染色を行った。顕微鏡下に両声帯膜様部の観察を行ったところ、全てのラット喉頭において声帯膜様部とともに、甲状披裂筋まで穿刺による損傷が及んでいた。今後は23G針よりも細い針、または23G針の先端のみで声帯膜様部を穿刺することが望ましいと考えた。2ヒト星形細胞の分離培養法の確立:ヒト摘出喉頭を使用する事象について、熊本大学倫理委員会への書類申請準備を行った。並行して、ヒト星形細胞培養の予備実験としてフェレットの星形細胞分離を行った。生後8週のフェレットを安楽死させた後、喉頭を摘出した。顕微鏡下に声帯膜様部前後方の黄白色部を摘出し、シャーレ上で乱切した。細胞培養を行い、細胞のシャーレへの生着と増殖を確認した。今後、免疫染色によるcharacterizationを行っていくこととした。研究代表者が平成29年1月をもって所属研究機関を退職となったため、1、2とも中断を余儀なくされた。
MRIを用いた児童思春期うつ病における脳形態に関する前方視研究

児童・思春期にある子ども(以下子ども)の約5から8%にうつ病がみられ、年齢が高くなるにつれて頻度が増加すると報告されている。一方で、子どものうつ病に関する適切なバイオマーカーが存在せず、子どものうつ病の診断・治療のためにバイオマーカーが強く求められているとしい。特に、脳の機能的あるいは構造上の変化とうつ病の症候や生化学的な因子との関連を研究は重要である。DSM-IV-TRに基づき大うつ病と診断された患者8名と、性別および年齢で合致する非うつ病群7名を対象にしてMRIによる脳の構造的な比較を行った。またうつ病群に関してはCBCL(子ども行動チェックリスト)、Birleson自己記入式抑うつ評価尺度(DSRS-C)、PedQLを用いて症状の重症度、日常機能および生命の質(QoL)と脳の構造的な変化との相関を求めた。また、子どものうつ症は、候学的に、従来の報告で示されていたように外在化症状あるいは攻撃的行動として表出されることが多く、自殺に関連する行動も多く、QoLの低下および日常機能の低下も著しく、適切な介入がこの研究からも求められることが明らかになった。この研究により、子どものうつ病の生物学的な理解を深め、また子どものうつ病の症候学的な特徴および子どものうつ病の日常機能への影響が明らかになったことにより、子どものうつ病の診断・治療の重要性、特に子どものうつ病群に自殺行動が多くみられたことから今後ライフスタイルを通しての自殺予防が重要であることも明らかになった。1.2008年度(初年度)は、画像処理コンピュータと解析ソフトは日本医科大学精神医学教室に設置し研究に必要な準備を行った。また、DSM-IVに基づいての診断について研究者間の評価の標準化を行い、研究に関わるスッタフに対して評価に用いるCBCL(子どもの行動チェックリススト)、Birleson自己記入抑うつ尺度(DSRS-C)について十分な教育・標準化を行い対象者の評価の信頼性を高めることが達成された。2.齊藤が中心となり対象被検者のリクルートとのためのシステムを構築した。患者群に関しては当初予定していたように当施設で16歳から18歳の男・女のうつ病の臨床群の対象のリクルートを開始した。一方で、健常群およびハイリスク群に関しては当施設の倫理委員会の承認のもとに公募を行うシステムを構築し今後リクルートを対象群の性別年齢に合わせて行っていく予定である。現時点では、DSM-IVに基づいた大うつ病と診断された患者(疾患群)30名と、性別および年齢で合致する健常対照群30名、ハイリスク群30名を対象には達していないが予定通り2009年度中に必要な被験者を集める予定である。今後どのように倫理委員会の承認の範囲以内でより有効なリクルートの手段についても検討が行われた。必要な被験者を集めることで当初の研究計画と研究目的は達成可能であり、子どものうつ病の理解に深く貢献することができると考えられる。3.研究者間の定期的な打ち合わせを行い、研究の進捗と課題点について継続した討論を行ってきている。本年度2009年度は、DSM-IV-TRに基づいての診断について、2008年より開始した大うつ病患者のリクルートを継続している。現時点では、当初研究の目的として、DSM-IVに基づいた大うつ病と診断された患者(疾患群)30名と、性別および年齢で合致する健常対照群30名、ハイリスク群30名を対象には達していないが予定通り2010年度中に必要な被験者を集める予定である。特に、健常対照群について最終年度となる2010年には重点的にリクルートを行う予定である。今後倫理委員会の承認の範囲以内でより有効なリクルートの手段についてもさらなる検討を行い最終的に研究目的を達成する予定である。

一方、本研究では子どものうつ病者についてCBCL(子ども行動チェックリスト)、Birleson自己記入式抑うつ評価尺度(DSRS-C)など標準的な尺度を用いて評価しており画像面だけではなく画像面だけではなく子どものうつ病の症候学的、QOLなど日常機能への影響についても理解に深く貢献することができると考えられる。当初予想した治療期間よりも治療寛解に至る期間が長い傾向にあり子どものうつ病が治療によって容易に寛解に至らず、治療が困難であることもこの調査の中で明らかになっている研究者間の定期的な打ち合わせを行い、研究の進捗と課題点について継続した討論を行ってきている。児童・思春期にある子ども(以下子ども)の約5から8%にうつ病がみられ、年齢が高くなるにつれて頻度が増加すると報告されている。一方で、子どものうつ病に関する適切なバイオマーカーが存在せず、子どものうつ病の診断・治療のためにバイオマーカーが強く求められているとしい。特に、脳の機能的あるいは構造上の変化とうつ病の症候や生化学的な因子との関連を研究はじゅうようである。DSM-IV-TRに基づき大うつ病と診断された患者10名と、性別および年齢で合致する非うつ病群12名を対象にしてMRIによる脳の構造的な比較を行った。またうつ病群に関してはCBCL(子ども行動チェックリスト)、Birleson自己記入式抑うつ評価尺度(DSRS-C)、PedQLを用いて症状の重症度、日常機能および生命の質(QoL)と脳の構造的な変化との相関を求めた。また、子どものうつ症は、候学的に、従来の報告で示されていたように外在化症状あるいは攻撃的行動として表出されることが多く、自殺に関連する行動も多く、QoLの低下および日常機能の低下も著しく、適切な介入がこの研究からも求められることが明らかになった。この研究により、子どものうつ病の生物学的な理解を深め、また子どものうつ病の症候学的な特徴および子どものうつ病の日常機能への影響が明らかになったことにより、子どものうつ病の診断・治療の重要性、特に子どものうつ病群に自殺行動が多くみられたことから今後ライフスタイルを通しての自殺予防が重要であることも明らかになった。
メチル水銀感受性を制御する生体内活性イオウ分子の実態解明

本研究ではMeHg感受性制御に対する活性イオウ分子の役割を検証するために、活性イオウ分子の産生酵素の一つであるCSEの遺伝子欠損マウスや活性イオウ分子含有植物成分を用いて、生体内活性イオウ分子の量を変化させ、MeHg曝露における用量反応関係を調べた。その結果、CSEによる活性イオウ分子の産生が解毒代謝物である(MeHg)2Sの形成を介して保護的役割を果たすことを示し、生体内活性イオウ分子の量の低下がMeHg感受性の上昇を引き起こすことを明らかにした。さらに、外因性活性イオウ分子であるニンニク抽出物やNa2S4が(MeHg)2S形成を介してMeHg毒性を減少させる結果を得た。いまだ、低濃度曝露による健康リスクが懸念されるメチル水銀(MeHg)は高い親電子性を有し、タンパク質の求核基に共有結合することで毒性を示す。この共有結合に対する生体防御機構として求核低分子であるグルタチオン(GSH)による抱合反応が従来より知られている。しかし、近年GSHよりも求核性の高い活性イオウ分子(Reactive sulfur species, RSS)が発見され、細胞内外でMeHgと代償的に反応することで、イオウ付加体である(MeHg)2S生成を介して、その親電子性を消失(不活性化)させる事が明らかとなった。このことは、従来のGSHによる防御系とは別にRSSによる生体防御機構が存在し、MeHg曝露に対する感受性を制御している可能性を示唆している。そこで、本研究ではRSSによるMeHgに対する生体防御機構の実態を明らかにし、MeHg曝露による健康リスクの軽減に貢献する事を目指した。本年度の研究では、高い求核性を有するRSSがMeHgに対する新奇リスク軽減因子であることを実証するため、RSS主要産生酵素であるcystathionineγ-lyase (CSE)の遺伝子欠損マウスを用いて、生体内RSS量を減少させ、MeHg曝露に対し高感受性を示すか否かを検討した。その結果、野生型マウスにおいて中毒症状が全く見られない濃度のMeHgにCSE欠損マウスを曝露すると、運動失調や後肢交差といった中毒症状を呈し、最終的に殆どのマウスが死亡した。また、小脳組織において顕著なアストログリオーシスの形成が見られたことから、運動失調や後肢交差といった中毒症状の原因の一つとして、小脳組織への障害が考えられた。これらの結果から、生体内RSSはMeHg曝露における新奇リスク軽減因子で有ることが示され、生体内RSS量がMeHg曝露に対する感受性を制御する重要な要因であることが示唆された。本年度の研究成果は、RSSがMeHgの新奇リスク軽減因子であることを個体レベルで初めて実証したものであり、RSSによるMeHgに対する生体防御機構の実態を明らかにするうえで、CSE遺伝子改変マウスが有用なツールとして使用できることが確認できた。以上より、本課題の研究の計画はおおむね順調に進展していると言える。メチル水銀(MeHg)は、食用魚類の摂取を介した低濃度曝露による健康リスクが懸念されている環境中親電子物質である。MeHgの細胞毒性の一因は、タンパク質の求核基への共有結合によると理解されている。我々は、高い求核性を有する活性イオウ分子(Reactive sulfur species, RSS)がMeHgを捕獲し、イオウ付加体形成を介してMeHgを解毒・不活性化することを報告した。平成28年度はRSS主要産生酵素であるcystathionineγ-lyase(CSE)の遺伝子欠損マウスを用いて、RSSがMeHg曝露によるリスクを軽減させる鍵分子であることを個体レベルで実証した。これらの研究成果を受けて、平成29年度は生体内RSS量とMeHg感受性との相関関係を実証することで、MeHg曝露量とそれに起因する症候関係について検討した。さらに生体内RSS量の定量方法としてLC/MSによる安定同位体希釈法を確立した。野生型およびCSE欠損マウスの臓器中でのRSS量を測定した結果、CSE欠損により肝臓や腎臓ではRSS量の低下と共にシステイン(CysSH)やグルタチオン(GSH)量の減少が見られた。また、MeHg曝露は肝臓、腎臓および小脳中のRSS量やCysSHおよびGSHも減少させた。CSEはシスチンを基質とすると、システインパースルフィド(CysSSH)のようなRSSを産生する一方で、シスタチオニンからCysSHを産生する酵素でもある。そのためCSEの欠損は、CysSHの生体内レベルの低下に伴い、GSHやCysSSHの産生を低下させることが示唆された。このようなイオウ含有低分子の減少がMeHg曝露に対する感受性を上昇させる一因であることが考えられた。

本年度はCSE欠損マウスを用いて、生体内RSSがMeHg曝露によるリスクを軽減させる鍵分子であることを個体レベルで実証した。この成果を受けて、次年度はCSE高発現マウスを作製し、これを用いて裏取り実験を展開する。また、生体内RSS量とMeHg感受性との相関関係を明らかにするために、LC/MSによる安定同位体希釈法を用いて生体内RSS量の測定を行う。さらに、RSS含有植物成分サプリメントを用いて生体内RSS量を増加させ、MeHg曝露に対する感受性が低下するかを検討する予定である。環境生物学
タンパク質高品位結晶化の実現に向けた物質拡散の時空間能動制御

本研究では,タンパク質やアミノ酸に代表される生体高分子の液相内移動現象を能動制御し,タンパク質高品位結晶化の実現を目指すことを目的としている.研究二年目はスマートメンブレンの諸条件を変えたタンパク質物質拡散実験を行った.特に海外研究協力者と綿密な議論を行い,複数種のスマートメンブレンを提供してもらい,物質拡散現象可視化実験およびメンブレン近傍の物質流束測定を行った.また,メンブレン壁における濡れの影響についても並行して評価を行った.スマートメンブレンの提供については,物質材料工学専攻の海外研究協力者と高頻度に会議を行い,昨年度仕様決定した代表孔径とその許容孔径分布を満たしているスマートメンブレン,および隔壁の材質の違いによる電荷チャージ量の異なる仕様のメンブレンの提供を受けた.本年度はこれらのメンブレンのうち,孔径の代表経が100460マイクロメートルの範囲のメンブレンを用いて実験を行った.メンブレンの厚さは0.5mmで一定とした.また,これらのスマートメンブレンの他に代表孔径が510マイクロメートルのミリポア膜も用いて実験を行った.これらの実験結果を比較することで,孔径サイズが物質拡散に及ぼす影響について評価した.年度末までこれらの実験を繰り返し行い,確度の高いデータを取得した.さらに本年度は結晶成長に関する数値シミュレーションのコード開発も行った.これは研究計画には挙げていないものであるが,次年度の結晶成長実験を見据えてどの程度の物質流束の空間分布を与えることで,自然対流の生じにくい結晶成長場が形成できるかの検討を行った.シミュレーションコードの開発は二次元モデルで進め,物質流束のおおよその値を導出した.これらの値を用いて,次年度以降に三次元計算を進めていくことなった.交付申請書に記載した研究計画に照らし合わせて,おおむね計画通りに研究を進められたと判断することができる.本年度は目標として「空間を制御したhindered diffusion下でのタンパク質物質拡散実験を行い,膜の応答評価法を確立する」を掲げ,サブテーマとして「空間条件を変化させたタンパク質物質拡散実験の実施」「マルチレイヤー膜でのタンパク質物質拡散実験の実施」および「膜内物質透過量および膜の応答評価法の確立」の実施を計画した.このうち,マルチレイヤー膜での実験以外は当初予定していた内容まで到達できたといえる.マルチレイヤー膜の実験においては実施することを延期し,それに代わって結晶成長に関する数値シミュレーションのコード開発を行った.これは,当初マルチレイヤー膜における物質流束制御がタンパク質高品位結晶化の実現に重要であると計画していたが,単体膜においても十分に制御が可能であることが本年度の実験結果からわかり,その制御範囲を早期に明らかにすべく,シミュレーションコードの開発を行った.目標として掲げたhindered diffusion下でのタンパク質拡散実験の実施は,海外研究協力者との綿密な議論により多くのメンブレンの提供を受け,複数の条件下での実験を十分に実施することができ計画通りの進行度合いとなった.以上をまとめると,マルチレイヤーでの実験計画を変更したが,ほぼ計画通りの進展であると言える.以上の理由により,本年度の進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断できる.本年度の研究の進展がおおむね順調であったことから,次年度以降も研究計画は大きな変更をせず,研究計画書に沿って推進していく.本研究では,タンパク質やアミノ酸に代表される生体高分子の液相内移動現象を能動制御し,タンパク質高品位結晶化の実現を目指すことを目的としている.研究初年度は主としてスマートメンブレン製作に向けた条件およびデザイン検討を行い,光学測定系の高精度化を行った.また,先行して試作したスマートメンブレンを用いた物質拡散現象可視化実験を行った.スマートメンブレンのデザイン検討については,物質材料工学専攻の海外研究協力者と複数回遠隔会議を行い,先行して試作したメンブレンの他,複数種のスマートメンブレンの仕様を決定した.具体的には膜内の代表孔径の範囲と許容孔径分布を決定した.この仕様を基に,次年度以降海外研究協力者側でメンブレンの製作を開始することになった.光学測定系の高精度化では,既存の高精度可視化システムにレンズ群を付加し,スマートメンブレン近傍を空間高解像度10ミクロンのオーダーで計測可能とした.有限の距離内で可視化レーザーを拡大するため,その拡大率が大きくなってしまったが,レーザーの出力を上げることにより視野と輝度情報の精度を維持した.あわせてCCDカメラをCMOSカメラに差し替え,4K(4096×2160ピクセル)画像を取得できるようにした.本年度はさらに,上述の改良したシステムを用いて先行試作したスマートメンブレンを介したタンパク質物質拡散の可視化観察実験を行った.高解像度化したことによりメンブレン近傍の濃度勾配を高精度に計測できるに至った.本年度は,実験条件を周囲環境の濃度条件変更に絞り実験を行った.年度末までデータ取得に努め,次年度以降にパラメトリックな実験データの解析を行うこととなった.交付申請書に記載した研究計画に照らし合わせて,おおむね計画通りに研究を進められたと判断する.本年度は大きく「既存計測システムの高精度化」「スマートメンブレンのデザインと製作」「タンパク質物質移動可視化実験の実施」の実施を計画しており,それぞれにおいて当初予定していた内容まで到達できたといえる.システムの高精度化においては,当初イメージインテンシファイアの利用を考えていたが,光源レーザーの出力を上げることで懸念していた問題点を解決することができ,装置の簡易化を図ることができた.

また,メンブレンのデザインにおいては,海外研究協力者と綿密な打ち合わせができ,具体的なメンブレンの仕様を決定できたが,本年度中に製作段階まで進めることができなかったのは,研究計画から遅れている点となる.しかし,既に製作は始まっていることから,大きな遅れとはなっていない.可視化実験実施においては,改良した装置の妥当性評価も兼ねた実験であるが,複数の条件下での実験を実施することができ,計画通りの進行度合いとなった.以上をまとめると,メンブレンの製作において一部わずかな遅れがあることも事実であるが.ほぼ計画通りの進展であると言える.以上の理由により,本年度の進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断できる.本研究では,タンパク質やアミノ酸に代表される生体高分子の液相内移動現象を能動制御し,タンパク質高品位結晶化の実現を目指すことを目的としている.研究二年目はスマートメンブレンの諸条件を変えたタンパク質物質拡散実験を行った.特に海外研究協力者と綿密な議論を行い,複数種のスマートメンブレンを提供してもらい,物質拡散現象可視化実験およびメンブレン近傍の物質流束測定を行った.また,メンブレン壁における濡れの影響についても並行して評価を行った.スマートメンブレンの提供については,物質材料工学専攻の海外研究協力者と高頻度に会議を行い,昨年度仕様決定した代表孔径とその許容孔径分布を満たしているスマートメンブレン,および隔壁の材質の違いによる電荷チャージ量の異なる仕様のメンブレンの提供を受けた.本年度はこれらのメンブレンのうち,孔径の代表経が100460マイクロメートルの範囲のメンブレンを用いて実験を行った.メンブレンの厚さは0.5mmで一定とした.また,これらのスマートメンブレンの他に代表孔径が510マイクロメートルのミリポア膜も用いて実験を行った.これらの実験結果を比較することで,孔径サイズが物質拡散に及ぼす影響について評価した.年度末までこれらの実験を繰り返し行い,確度の高いデータを取得した.さらに本年度は結晶成長に関する数値シミュレーションのコード開発も行った.これは研究計画には挙げていないものであるが,次年度の結晶成長実験を見据えてどの程度の物質流束の空間分布を与えることで,自然対流の生じにくい結晶成長場が形成できるかの検討を行った.シミュレーションコードの開発は二次元モデルで進め,物質流束のおおよその値を導出した.これらの値を用いて,次年度以降に三次元計算を進めていくことなった.交付申請書に記載した研究計画に照らし合わせて,おおむね計画通りに研究を進められたと判断することができる.本年度は目標として「空間を制御したhindered diffusion下でのタンパク質物質拡散実験を行い,膜の応答評価法を確立する」を掲げ,サブテーマとして「空間条件を変化させたタンパク質物質拡散実験の実施」「マルチレイヤー膜でのタンパク質物質拡散実験の実施」および「膜内物質透過量および膜の応答評価法の確立」の実施を計画した.このうち,マルチレイヤー膜での実験以外は当初予定していた内容まで到達できたといえる.マルチレイヤー膜の実験においては実施することを延期し,それに代わって結晶成長に関する数値シミュレーションのコード開発を行った.
Walking Driveを利用した超精密アライメントテーブルの開発

本研究では、次世代半導体製造に必要となる基盤技術として、超高真空中での超精密アライメントに有利な小型超精密XYθテーブルを開発することを目的とし、主として以下の試作開発研究を行った。小型のXYθアライメントテーブルを試作開発した。なお、予備実験の結果、接着剤がオープンループ特性を悪化することを確認しているため、圧電素子の接合部に接着剤を使用しないように設計を行った。(2)オープンループ駆動ソフトウェアの開発試作した小型テーブルをオープンループで駆動するソフトウェアを開発した。また、非接触式微小変位計を利用し、開発したテーブルとソフトウェアを使用して実際に各駆動部の動作実験を行って、基礎的な運動特性について確認を行った。(3)線形補正・座標変換マトリクスによるオープンループ駆動特性の改善オープンループでの駆動実験を行った。静電容量型非接触微小変位計を用いてオープンループ駆動特性を詳細に測定し、その運動誤差を無くすように、線形補正マトリクスを同定し、オープンループでの駆動特性を改善した。(4)試作開発したシステムの総合的な特性評価と実用化への検討新しい装置、駆動ソフトウェア、制御システムなど個別に開発した部分について全機能を統合した場合の特性を総合的に検討、評価した。その結果、測定に使用した画像処理システムの分解能である50nm以下の位置決め分解能を実現し得ること等が分かった。超精密アライメント技術は、ステッパーなどの半導体製造装置、検査装置等に多用され、現在のハイテク産業を支える基盤技術として認識されている。現在、これらの中核となる製造技術は、光を利用したフォトリソグラフィであり、光の波長による描画分解能の限界が問題となっている。そこでこの限界を超えるために、超高真空内でのウェハーとウェハーの接合による半導体回路の3次元構造化や、電子ビーム、イオンビーム露光の採用が検討されており、これらの実現には真空環境下でのナノメートルオーダの超精密アライメント技術の開発が不可欠となっている。本研究では、次世代半導体製造に必要となる基盤技術として、超高真空中での超精密アライメントに有利な小型超精密XYθテーブルを開発することを目的とし、本年度は主として以下の2項目について試作開発研究を行った。圧電素子、材料などの消耗品を使用し、小型のXYθアライメントテーブルを試作開発した。(2)オープンループ駆動ソフトウェアの開発パーソナルコンピュータ、IOボード等を利用し、試作した小型テーブルをオープンループで駆動するソフトウェアを開発した。(1)線形補正・座標変換マトリクスによるオープンループ駆動特性の改善設備備品として要求している圧電素子駆動用電力増幅器を使用してオープンループでの駆動実験を行った。既存の静電容量型非接触微小変位計を用いてオープンループ駆動特性を詳細に測定し、その運動誤差を無くすように、線形補正マトリクスを同定し、オープンループでの駆動特性を改善した。(2)試作開発したシステムの総合的な特性評価と実用化への検討

新しい装置、駆動ソフトウェア、制御システムなど個別に開発した部分について全機能を統合した場合の特性を総合的に検討、評価した。その結果、測定に使用した画像処理システムの分解能である50nm以下の位置決め分解能を実現し得ること等が分かった。
ガス中蒸発法における超微粒子製造の制御

原子・分子の比較的稠密な集合体である超微粒子(粒子径1100nm)は、電気的、磁気的、その他の物理的性質において母材とは異なる特性を有し、ナノテクノロジ-時代における工業用新素材として将来性が注目されている素材としてそれらの特性が十分に活かされるためには、純度が高く、かつ粒径・粒度が均一であることが必須であり、超微粒子の製造においてはこれらの条件を含めた生産性の高さが要求される。本研究は、金属試料を低圧不活性ガス中で加熱蒸発させ過飽和蒸気を自己核生成することにより超微粒子を製造する、ガス中蒸発法を対象に、超微粒子の生成・成長・捕集の基本的な機構を明らかにし、超微粒子が工業材料として先導的な役割をもっていく上でも不可欠である、粒径・粒度の制御を含めた生産性の高い製造技術の基礎を確立することを目的に行われた。(1)アルゴンガス流中への電気加熱された溶融亜鉛金属試料の蒸発実験を行い、超微粒子の性状(粒径・粒度)に対する不活性ガスの圧力、試料およびガス温度、ガス速度などの操作パラメ-タの影響が実験的に明らかにされた。(2)低圧不活性ガス流中での核生成(自己核生成)ー成長ー捕集の過程が、温度・濃度共存場における速度論の展開により理論的に解析され、実験結果との比較により、超微粒子の生成・輸送の機構が明らかにされた。(3)微粒子生成速度および粒径と操作パラメ-タの関係が明らかにされ、超微粒子製造の制御法の基礎が確立された。原子・分子の比較的稠密な集合体である超微粒子は、電気的、磁気的、その他の物理的性質において母材とは異なる特性を有し、工業用新素材として注目されている。素材としてそれらの特性が十分に活かされるためには、純度が高く、かつ粒径・粒度が均一であることが必須であり、超微粒子製造においてはこれらの条件を含めた生産性の高さが要求される。本研究は、ガス中蒸発法における粒子の生成・成長・捕集の基本的な機構を明らかにし、粒径・粒度の制御を含めた生産性の高い製造技術を確立することを目的とするものである。初年度においては、ガス中蒸発法を対象に次の2点について追及した。(1)粒径・粒度に対する不活性ガスの圧力、温度、およびガス測度など操作条件の影響。(2)不活性ガス流中での自己核生成-成長-捕集の機構。具体的には、(1)真空容器内で抵抗加熱あるいは高周波電源により金属試料を溶融・蒸発させ、それを凝縮・捕集する試験装置を作製した。次いで、Pb金属を試料として、アルゴンガス雰囲気中での加熱蒸発実験を行い、不活性ガスの圧力・温度・速度、蒸発温度および捕集位置が、製造粒子の大きさや粒度、さらには微視的な構造に及ぼす影響を実験的に追究した。さらに、(2)対流場での自己核生成による金属蒸気の凝結、生成核の成長・輸送の動的挙動について、速度論的に解析し、基礎実験結果との比較検討により自己核生成の条件とその領域、粒子の成長域、さらに発生粒子の挙動および捕集特性が明らかにされた。以上により、粒径・粒度の制御を含めた生産性の高い製造技術を追究する上での基礎が確立された。原子・分子の比較的稠密な集合体である超微粒子(粒子径1100nm)は、電気的、磁気的、その他の物理的性質において母体とは異なる特性を有し、ナノテクノロジ-時代における工業用新素材として将来性が注目されている素材としてそれらの特性が十分に活かされるためには、純度が高く、かつ粒径・粒度が均一であることが必須であり、超微粒子の製造においてはこれらの条件を含めた生産性の高さが要求される。

本研究は、金属資料を低圧不活性ガス中で加熱蒸発させ通飽和蒸気を自己核生成することにより超微粒子を製造する、ガス中蒸発法を対象に、超微粒子の生成・成長・捕集の基本的な機構を明らかにし、超微粒子が工業材料として先導的な役割をもっていく上でも不可欠である、粒径・粒度の制御を含めた生産性の高い製造技術の基礎を確立することを目的に行われた。(1)アルゴンガス流中への電気加熱された溶融亜鉛金属試料の蒸発実験を行い、超微粒子の性状(粒径・粒度)に対する不活性ガスの圧力、試料およびガス温度、ガス速度などの操作パラメ-タの影響が実験的に明らかにされた(2)低圧不活性ガス流中での核生成(自己核生成)-成長-捕集の過程が、温度・濃度共存場における速度論の展開により理論的に解析され、実験結果との比較により、超微粒子の生成・輸送の機構が明らかにされた。(3)微粒子生成速度および粒径と操作パラメ-タの関係が明らかにされ、超微粒子製造の制御法の基礎が確立された。
赤血球と同じ形状の扁平な柔らかい微粒子をつくる

赤血球サイズ(直径78μm)の均一な微粒子を作製する技術は希少であるが、予備段階としてインクジェット法で空気中にアルギン酸ナトリウム水溶液滴を打ち出し乾燥させる手法により、それを可能にした。しかし、この手法で作製される粒子はほぼすべて球形であり、赤血球の凹んだ形状とは異なる。内径が数μmの毛細血管を赤血球が通過することができるのは、赤血球の凹んだ形状に由来するとされており、次の段階として、赤血球様の形状をした人工微粒子の作製法にチャレンジした。コーヒーステイン現象に着目し、水溶液滴の吐出・着床条件、乾燥条件を工夫することによって、赤血球サイズの凹んだ柔らかい微粒子を作製できることを確認した。平成24年度は空気中へのインクジェット吐出噴霧乾燥法によりヒト赤血球とほぼ同じ大きさ(平均径6μm)のヘモグロビン含有球状ゲル粒子ができることを確認したが、平成25年度は、コーヒーステイン現象による凹みの実現を試みた。インクジェット吐出装置、マイクロシリンジディスペンサー装置を試作し、表面にフッ素樹脂をコーティングしたガラス板上に粘度の異なる数種類のアルギン酸ナトリウム水溶液(0.1wt%程度)を滴下し、着床後の液滴形状変化を顕微鏡観察により評価した。撥水面に着床した後、やがて液滴表面は乾燥をはじめ着床面に固定化され、内部の水分移動によって中央部が凹むセルフピンニング(コーヒーステイン現象)が発現した。液滴径の経時変化は、着床時の滴径とセルフピンニング開始時間で基準化され、初期液滴径に依らず相似形が保たれていることが明らかになった。アルギン酸濃度をある程度以上に高くすると、複数の凹みが出現することがわかった。更に水溶液にヘモグロビンを含有させた場合には、疎水面とヘモグロビン分子の親和力により着床後の液滴径の減少率は抑制された。個々の液滴についての観察の次に、いかにして塗付量を一定にして大量に作るかという課題に対して、印刷技術の応用に着目した。印刷技術は高精度印刷と同時に、大量生産にも有利な手法である。スクリーン印刷の原理で、直径15、30μmの孔の空いたステンレス版を準備し、インク溶液で印刷を試行した。30μmの孔では印刷されたが、15μmの孔ではほんの一部が印刷されただけであった。また、同様にフォトリソグラフィ技術を利用して、直径10μmのくぼみを持つ版を作製した。このくぼみに溶液を入れて、乾燥を図った。実験を施行したが、アルギン酸溶液がはじかれて、くぼみに入っていかないことが問題となっている。現在、対策を検討中である。本研究では、赤血球様人工微粒子の作製法の確立と工業的大量生産にも対応できる基礎技術の確立を目指している。第一ステップとして、既存のインクジェット吐出装置(クラスターテクノロジー社製、ノズル径15μm)を用いて0.8%アルギン酸ナトリウム水溶液と5%ヘモグロビン水溶液の混合溶液を空気中に吐出し、空気中で水分を減少させて粒径を小さくしたヘモグロビン含有微粒子を塩化カルシウム溶液に浸してゲルビーズを作成する方法を試みた。その結果、平均径数十μmの吐出滴が、ヒト赤血球とほぼ同じ大きさ(平均径6μm)まで小さくなり、ゲル化してもその粒径は変化せず、ほぼ単分散状態のヘモグロビン含有ゲル粒子ができることが確認できた。(3rd TERMIS World Congress (Sept.2012, Vienna)にて発表)また、生成されたヘモグロビン含有ゲル粒子をpoly-1-lysineでコートすることにより、含有ヘモグロビンの漏出を減少させられることを蛍光顕微鏡による観察と吸光度測定により確認でき、培養用人工酸素運搬体の機能を持たせる可能性も示唆された。(日本バイオマテリアル学会北陸若手研究発表会(2012年12月、石川)にて発表)更に、吐出液の粘度がゲルビーズ径分布に与える影響を考慮して、アルギン酸ナトリウム濃度により粘度を変化させた実験を既存のインクジェット吐出装置(クラスターテクノロジー社製、ノズル径15μm)を用いて行い、吐出液粘度によるゲル粒子サイズの制御が可能であることも確認した。(化学工学会78年会(2013年3月、大阪)にて発表)平成24年度は、空気中へのインクジェット吐出噴霧乾燥法によりヒト赤血球とほぼ同じ大きさ(平均径6μm)のヘモグロビン含有球状ゲル粒子の作製を実現した。平成25年度は、コーヒーステイン現象による凹みの実現を試みた。

インクジェット吐出装置とは別に、内径30μm(外径0.1mm)のステンレス製極細針を用いた吐出装置も試作し、両方の装置を用いて、表面にフッ素樹脂をコーティングしたガラス板上に粘度の異なる数種類のアルギン酸ナトリウム水溶液(0.1wt%程度)を滴下し、着床後の液滴形状変化を顕微鏡観察により評価した。撥水面に着床した直後の液滴の接触角は高いが、液滴の乾燥収縮に伴って次第に減少し後退を始めた。やがて液滴表面はゲル化して着床面に固定化され、内部の水分移動によって中央部が凹むセルフピンニング(コーヒー現象)が発現した。凹みを持つゲル粒子の平均径は10μm程度まで小さくできることを確認した。液滴径の経時変化は、着床時の滴径とセルフピンニング開始時間で基準化され、初期液滴径に依らず相似形が保たれていることが明らかになり、既存の水分移動過程モデルでのシミュレーションが可能であった。一方、アルギン酸濃度をある程度以上に高くすると、セルフピンニング直前にできる表面ゲル膜が厚くなり、複数の凹みが出現することがわかった。更に水溶液にヘモグロビンを含有させた場合には、疎水面とヘモグロビン分子の親和力により着床後の液滴径の減少率は抑制されることもわかった。平成26年度は、日本血液代替物学会年次大会参加などにより得た当該技術の最新動向についての知見を加えて、化学工学会第80年会で成果を発表した。化学工学赤血球サイズ(直径78μm)の均一な微粒子を作製する技術はきわめて希少である。申請者らはインクジェットで空気中に液滴を打ち出して乾燥させる技術で、それを可能にしてきた。しかし、この手法で出来上がる粒子はほぼすべて球形であり、赤血球のくぼんだ形状とは異なる。そのため、物性や変形能、酸素運搬能など流体力学的にも生理学的にも大きく異なっている。特に内径数μmの毛細血管を赤血球が通過することができるのは赤血球のくぼんだ形状のおかげと言われている。そこで、本研究では、赤血球様の形状をした人工微粒子の作製法にチャレンジし、それを確立すること、さらに工業的大量生産にも対応できる基礎技術へと進めることを目指した。赤血球のくぼんだ形状を作製するためにコーヒーステイン現象に着目し、平成24年度・25年度の2年間で、個々の液滴の乾燥に伴う形状変化を観察する設備を整え、液滴観察実験を行った。着床条件、乾燥工程を工夫することによって、凹んだ赤血球の形状にできることを確認した。大量生産に対応する方法として、印刷技術に着目した。インクジェット印刷、スクリーン印刷、平板印刷で赤血球サイズの印刷のそれぞれの準備をはじめ、試行を開始した。それぞれ、赤血球形態の粒子の作製にはまだ至っていないが、印刷条件の検討、いろいろな印刷方法、作製方法を考案し、可能性にチャレンジしているところである。赤血球とほぼ同じ大きさで粒度のそろったヘモグロビン含有ゲル粒子の作成に成功した。作成されたゲル粒子は現時点では球状であり、凹んだ赤血球の形状には至っていない。ゲル粒子を凹んだ赤血球の形状にするために、従来のインクジェット吐出装置に加えて、新たな液滴形成システムの利用を試みている。当初の目標としていた「赤血球状ゲル微粒子の形成」は、単一粒子レベルではほぼ達成されており、大量生産段階には未だ時間が必要であるものの、そのための実験用の装置や技術の準備が整って、試行実験ができるようになってきた。印刷技術で赤血球形状を確実に作る技術を確立させる研究を進めるとともに、技術の調査や情報収集のために学会参加を予定している。
Web統合開発環境を利用したプログラミング教育支援方法

情報系の大学におけるプログラミング演習を想定し、(1)学習者の進捗状況の把握、(2)学習者のソフトウェアテストに対する意識向上に関して研究を行った。(1)について、ソースコードの編集過程から制御構造や制御式を分析したり、学習者が試した実行の入出力から進捗状況を把握する方法について提案した。(2)について、学習者がテストケースを自分で適切に設計できるようになることを目指し、学習者の作成したテストケースを評価してアドバイスを行うシステムを提案した。本研究は情報系の大学におけるプログラミング演習を想定し、(1)学習者のソースプログラム記述における進捗状況の把握、(2)学習者のプログラムテストに対する意識向上の2点からWeb統合開発環境(WebIDE)を利用したプログラミングの教育支援方法について研究を行っている。平成26年度はWebIDEを試作し、上記2点についての基礎的な研究を行った。WebIDEは基本機能として、アカウント管理機能、ファイル管理機能、C言語プログラムのコンパイル・実行機能を実現した。ソースファイルのコンパイルにはIdeone.com(http://ideone.com/)のWebAPIを利用した。試作したWebIDEは標準入出力を扱えるが、fopen関数などを利用したファイルの入出力、ソケットを利用した通信プログラム、system関数やシステムコールを利用するプログラム、学習者のローカルPCに新規にウィンドウを作成してグラフィックスを表示させるプログラムの実行などには対応していない。(1)では、学習者にWebIDEを利用してプログラムを作成してもらい、その編集途中のプログラムを一定時間毎に保存して、字句、制御式、制御文、制御文構造の複数の抽象度から、模範解答と比較して進捗状況を把握する方法について考察した。成果を論文としてまとめて、学会研究会にて発表した。(2)では、WebIDEを利用し、学習者が行ったテストが十分であるか評価し、不十分だった場合は十分なテストを設計できるよう支援する方法を提案した。教員が課題毎にテストケースの評価基準を用意し、学習者の作成したテストケースが評価基準をどの程度パスするかを学習者に通知するシステムを試作した。テストケースの評価基準の記述能力などについて考察し、査読付き国内ワークショップにて発表した。(1)について、学習者の編集途中のプログラムの制御構造と条件式を抽出して、それらにより進捗状況を把握する方法について考察した。編集途中のプログラムはコンパイルできないので、最低限、解析に必要な括弧の対応などを補完するプログラムを開発した。補完後のプログラムから選択(if)や反復(while, for)などの制御文の構造を抽出することで、学習者が正解プログラムに近づいているかを大まかに把握できることを確認した。さらに、制御文の条件式などを抽出することで、進捗状況をより詳細に把握できることもわかった。(2)については、平成26年度に学習者のテストケースを評価する方法を提案したが、平成27年度はそれをさらに発展させた。入力データの型や出現回数などを定義して、構造を持ったデータとしてテストケースの評価基準を簡潔に記述する方法を提案した。これにより従来では記述が困難であった演習問題の評価基準が記述できるようになった。また、学習者が深く考えずにテストケースを増やすことを防ぐために、冗長なテストケースを判定して検出する仕組みについて考察した。(1)については、制御構造とその条件式で進捗状況が把握できることを確認した。(2)についても、テストケースを評価するための記述方法を定義し、テストケースが評価できることを確認した。(1),(2)とも研究開始当初のプログラミング教育支援の基本的なアイディアの有効性を確認でき、それに基づいたWeb統合開発環境の実現にも目処がついた。本研究は情報系の大学におけるプログラミング演習を想定し、(1)学習者のソースプログラム記述における進捗状況の把握、(2)学習者のプログラムテストにおける意識向上の2点からWeb統合開発環境(WebIDE)を利用したプログラミングの教育支援方法について研究を行った。(1)について、平成27年度までの研究では、ソースコードの編集過程が進捗状況把握に有効であることを示した。平成28年度の研究では、演習課題では実行例が提示されており、学習者は動作確認のためにその実行例を試すというプロセスに着目した進捗状況把握方法について考察した。境界値や同値クラスに基づいた実行例が多いことから、学習者が試した実行例を調べることで進捗状況がある程度把握できることがわかった。(2)については、平成27年度に構造を持った複数データのテストケースの評価規準を簡潔に記述する方法を提案した。平成28年度は、実際にWebIDEを利用し、10人程度の規模でテストケース作成演習を行い、提案方法の評価を行った。提案システムによるテストケース作成の効果はある程度認められるが、十分なテストケースを作成するまでの回数の多い学生には必要な値などを明示したより直接的なアドバイスをフィードバックしたり、教員が直接指導したりといった方法が必要になるなどの実用化に際しての課題が明確になった。これまでの成果をとりまとめ、学会ワークショップで発表し、学術論文誌に投稿し、採録が決定した。そのほか、プログラミング教育支援について、プログラムの誤り修正課題とその正誤判定を行うプログラムの自動生成ツールの提案などを行った。誤り修正課題は意図的に誤りを混入させたプログラムを学習者に正しく修正させる課題であり、コードリディングやデバッギングのスキル獲得に有効である。実際の演習を通して、誤り修正課題の評価を行い、学術論文誌にて発表した。情報系の大学におけるプログラミング演習を想定し、(1)学習者の進捗状況の把握、

(2)学習者のソフトウェアテストに対する意識向上に関して研究を行った。(1)について、ソースコードの編集過程から制御構造や制御式を分析したり、学習者が試した実行の入出力から進捗状況を把握する方法について提案した。(2)について、学習者がテストケースを自分で適切に設計できるようになることを目指し、学習者の作成したテストケースを評価してアドバイスを行うシステムを提案した。当初の計画では、26年度に(1)の進捗状況の把握の研究、27年度に(2)のプログラムのテスト支援の研究を行うとしていたが、26年度中に(1)(2)とも着手することができた。ただし、(1)については進捗状況を手動で分析しているので、今後は自動化の方法について検討していく。(1)については、進捗状況を教員にどのように提示したら、教員にわかりやすいか、指導の助けになるかを考察する。(1),(2)について、1020人規模のプログラミング演習で実際にWebIDEを利用し、評価・改良を行う。実際の運用においては、実行速度や使いやすさなどの点で問題が生じる可能性があるので、その改善方法について考察する。その成果をとりまとめて、国内外のワークショップ等で発表する。発表における議論などを参考に研究をさらに深化させる。C言語の誤り修正課題を公開している。ソフトウェア工学(1)について、26年度はWebIDEを利用して、学習者にプログラムを作成してもらい、その編集途中のプログラムを、字句、制御式、制御文、制御文構造の複数の抽象度から模範解答と手動で比較して、進捗状況を把握する方法について考察した。27年度は進捗状況を自動的に検出し、教員や学生に効果的に通知する方法について検討を行う。複数の学習者のプログラムをマージして平均的なプログラムとして提示する方法などについて検討する。(2)について、26年度はWebIDEを利用し、学習者が行ったテストが十分であるか評価し、不十分だった場合は十分なテストを設計できるようにアドバイスを提示する方法を提案した。教員が課題毎にテストケースの評価基準を用意し、学習者の作成したテストケースが評価基準をどの程度パスするかを学習者に通知するシステムを試作した。国内ワークショップで発表した際には、教員が評価基準を記述する手間について懸念する意見があった。27年度はテストケースの評価基準の拡張や、記述が容易となる形式などについて検討する。予定していた研究分担者者の旅費などを使用しなかったので、残額が生じた。平成26年度配分額はほぼ計画通りに使用したが、旅費や物品などで支出予定額との差額が9179円ほど生じた。
高品質な生活を実現するための生体情報に基づく「人の疲労」分析手法の開発とその応用

本研究では,日常生活で人が発する生体情報から「人の疲労」を活動量と運動強度に基づいて定量的に評価する手法を提案した.本研究では既存手法に用いられている体動の頻度・大きさから求めた活動量だけでなく,ユーザの体力を考慮するため,心拍数から求めた運動強度を用いる疲労評価手法を提案した.心拍数に基づく運動強度と体の加速度変化に基づく活動量を可視化するウェアラブルシステムを試作した.面接試験中の運動強度と活動量の変化を試作システムにより評価する実験を行った.本研究では,日常生活で人が発する生体情報から「人の疲労」を活動量と運動強度に基づいて定量的に評価する手法を提案した.本研究では既存手法に用いられている体動の頻度・大きさから求めた活動量だけでなく,ユーザの体力を考慮するため,心拍数から求めた運動強度を用いる疲労評価手法を提案した.心拍数に基づく運動強度と体の加速度変化に基づく活動量を可視化するウェアラブルシステムを試作した.面接試験中の運動強度と活動量の変化を試作システムにより評価する実験を行った.本年度に計画した研究の主な内容は「人の疲労」評価アルゴリズムの開発とプロトタイプシステムの実装である.成果としても主にこの2点である.課題に対する実績は査読付き国際会議論文1件および国内研究会報告1件であった.国際会議論文では,「人の疲労」を運動強度と運動時間から評価すること目指し,生体情報として観測した心拍数に基づいて運動強度を算出する手法について議論した.また,数名の被験者の協力を得て,日常における運動強度の変化を観測し,それを可視化する実験を行った結果についても述べた.この成果は,本課題が目的としている「人の疲労」の定量評価に対して1つのアプローチを示したものであり,今後の研究の足掛かりとなる重要なものである.国内研究会報告では,心拍数から求めた運動強度に基づく「人の疲労」評価をより精密化するため,ストレスによる心拍数の変化と運動による心拍数の変化を区別する手法について議論した.ここでは,心拍数と同時に観測した加速度の変化により,ある時間に生じた心拍数の変化が体動によるものであるかどうかが確認できることを実験により示した.実験は面接試験等の高ストレス状態と日常との2場面で心拍数と加速度を測定し,これらの変化を比較するものであった.人の疲労は本研究課題が題材としている定量評価による客観的な基準だけでなく,本人がどのくらい疲労を感じているか,という主観的な基準でも評価することができる.この両基準の相関を明らかにすることは本研究課題の大きな目標である.特に人が感じるストレスは主観評価に対して大きな影響を与えると考えられる.この報告は,ストレスを考慮した上での定量的な疲労評価手法を開発し,上述の目標を達成する上で必要な成果である.本研究の目的は,日常生活で人が発する生体情報からその人の生活状況を分析し,それを元に「人の疲労」を定量的に評価する手法を開発することである.本研究の成果により客観的な疲労評価に基づいて適切なタイミングで休養を促すことができるようになる.これは,鬱をはじめとした心疾病や過労の予防に役立つ.人の疲労を評価する試みは以前からなされており,その手法には大きく分けて自覚的疲労感評価と他覚的疲労感評価の2種類がある.自覚的疲労感評価はアンケート調査やなど,本人の自覚に基づくものである.他覚的疲労感評価は人の生体反応速度変化を観測するテストや,加速度センサーを用いて観測した体動の頻度・大きさから,被験者の疲労感を客観的に評価する手法である.本課題では一般的な他覚的疲労感評価の指標として用いられている体動の頻度・大きさに基づく運動強度評価だけではなく,心拍数に基づく運動強度を用いた疲労感評価手法を提案した.また,従来手法に用いられている加速度情報と,本研究が採用する心拍数に基づく運動強度を組み合わせた疲労評価手法も提案した.日常的な疲労の評価には,日常的な運動強度の観測が必要である.本研究では,装着者の心電位と加速度を同時に測定できる小型センサーと小型PCを用い,疲労評価に用いる運動強度および加速度変化を可視化するウェアラブルシステムを試作した.評価実験として,被験者の同意を得た上で面接試験中の心拍数と加速度の変化を試作システムにより観測・比較した.比較結果から,疲労の評価においては,人が平常時より疲労を感じやすいと考えられる緊張の状態を考慮すべきであるという知見を得た.