hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動麻痺後の回復過程における中枢神経系の役割について

運動機能回復に重要な部位を同定することを目的とし、初年度、ネコの延髄錐体路切断による運動麻痺モデルを作製し、行動観察とチトクロ-ムオキシダ-ゼ組織化学法(WongーRiley,1976年)による代謝活性を急性期4匹、慢性期2匹で観察した。次年度、急性期4匹に2ーDG法(Sokoloffら,1977年)で糖代謝率で検索した。最終年度、後根切断後に筋肉支配の末梢神経内にWGAーHRPを置いた急性期の2日後に2匹、一週後に5匹もちい、脊髄前根経由の筋肉関連部位を検索した。行動観察は1980年Gorskaの方法を改変した「エサ取り出し検査器」と自然行動を観察した。延髄錐体路切断一週後、対側前趾は屈曲優位伸展抑制となり、細かな運動の障害、歩行や体位にも影響が見られた。慢性期(7週)には筋ト-ヌスが弛緩性から緊張性となるも、これらの障害は持続した。後根切除一週以内は右前趾は自発的に殆ど動かさず、疼痛刺激にも反応せず、筋ト-ヌスも非常に低下し、深部腱反射は消失した。安静時患肢は不自然な屈曲位でも無無関心であった。しかし前庭脊髄反射は良く、急激な体位変化や歩行逃走時には良く動いていた。急性期慢性期を通じ「エサ取り出し検査器」は全く使用できかった。チトクロ-ムオキシダ-ゼ組織化学法で明らかな変化はなく、2ーDG法による糖代謝で障害同側の視床VPL核で低下が観察されたのみであった。WGAーHRP所見で左右両側の頸髄灰白質前角の大型細胞内/頸髄灰白質後角の小型細胞内/後索核/下オリ-ブ核/小脳核/前庭神経核/台形体/赤核/黒質/視床核/内包に結合が認められた。運動機能は著しく障害されてるのに左右/運動ー感覚の多重結合により統制されており、これらが機能回復に大きな役割を果たしていることが示唆された。1.モデル作成・手術法・ネンブタ-ル腹腔内麻酔を行い、経気管的挿管しヒトに準じ滅菌操作で手術した。背臥位で手術台に固定し、正中切開により気管と頚動脈のあいだより頭蓋底にいたり、デンタルドリルで5mm直径の骨窓をおく。硬膜をあけ延髄前面に到達し、マイクロのハサミ・ピンセットと吸引管を用いて延髄錐体路を長さ12mmにわたり除去した。術前術後の3日間抗生剤を投与した2.大脳運動野皮質除去・錐体路切断による症状変化は非常に軽微で歩行運動には影響がすくない事は以前の実験で判明していたので、前肢の手首を使う巧みな運動能力を見る装置を考案した。直径約3cm・奥行き45cmの筒の中より固形飼料を取り出す『エサ取り出し検査器』を作り、術前術後に観察を行った。平地での歩行運動には変化が認められなかったが、飼育小屋のはりがねのすのこから患肢をふみおとしやすくなり、一度ふみはずすと自分ではなかなか抜け出せなくなった。平地で立位で患肢を他動的に外側尾部に動かすと立ちなおれずそのままバランスをくずしてたおれてしまった。深部腱反射は患肢で低下が認められた。

エサ取り出し検査では全例患肢を使用しなかった。3.チトクロ-ムオキシダ-ゼ組織化学法:肉眼では局所的な左右差は認められなかったので画像解析装置(ARGUS-100)を使用し分析した。(1)大脳皮質運動野:結合の強い同側では低下または対側で亢進が示唆された。(2)大脳基底核・視床・赤核・小脳核には左右差は認められなかった。(3)橋核:同側では低下ないしは対側の亢進が示唆された。(4)頚髄灰白質前角(C-67、78):左右差は認められなかった。以上が、1週後に検索猫が4匹、それ以上の長期間後の検索猫2匹の結果です。これ以上に解像力の良い2-DG法による検索が待たれます。直接機械的に延髄錐体路を切除した運動麻痺モデルの猫を用いて、運動麻院急性期の中枢神経系のグルコ-ス代謝を検討し、機能回復のメカニズム解析を試みた。グルコ-ス代謝測定法は、Sokoloffら(1977)の2ーDG法に準じたオ-トラジオグラフィ-法を用いた。実験動物は2.5Kg前後の成猫を用いた。ペントバルビタ-ル腹腔内麻痺で、腹側より斜台を削り、硬膜を切開し橋延髄移行部を露出する。直視下でなるべく血管損傷を避け、延髄錐体路を約1mmにわたり切除吸引除去する。23日の回復後、猫は座位・歩行は出来るが、切除反対側の前趾には著明な変化が観察された。即ち、前年度より使用していた『エサ取り出し検査器』は全く使用できず、飼育ケ-ジのす^^・の^^・こ^^・の間より踏みはずす事が多く観察された。又、リノリュ-ムの床の上に立つと、切除反対側前趾の微細なコントロ-ルが悪く、重心をわづかに移動させても立ち直りが出来ず、伸展位(もとの着地点にとどまったままの状態で)となり、全体的に前方に倒れかかった体位となり矯正出来ない。この状態は12ヶ月は観察され徐々に改善されるが、完全に元の良い状態には戻らない。今年度は、延髄錐体路を切除後1週の麻痺急性期と、切除後8週以上経過した麻痺慢性期のオ-トラジオグラフィ-を行った(行っている。)現時点では、急性期例のグルコ-ス代謝の定性的結果のみであるが、障害反対側の視床VP核・障害同側の赤核・障害同側の下部頚髄前角に低下が示唆された。現在フィルム上の組織の黒化度と基準スケ-ルから、グルコ-ス代謝率を定量的に解析しています。又、慢性期例のグルコ-ス代謝の測定も予定しています。平成3年度の申請書類には電気生理学的研究も並行して予定したが、猫の入手状況が困難になって来たために、形態学的な錐体路の逆行性同定を行い、電気生理学的検討は今後時間をかけて検討させていただきたくお願い申し上げます。[目的]運動機能の中枢性回復メカニズムについては不明な点が多く残されている。今年度は筋肉に内に、シナップスを通過するトレ-サ-のWGAーHRPを用い、後根からの感覚性上行路を切断して置く事により、前根経由の筋肉との結合を総合的に検討し、前根で運動機能に関与した部位を探し、機能回復潜在能力の存在部位について検討したい。[方法]全身麻酔下でヒトに準じた手術方法で、右側C48の後根を鋭的に切断し、更に、再生やWGAーHRPの流入を阻止目的で後根の末梢端を電気凝固した。続いて右前足の上腕二頭筋を露出し、約0.5mgのWGAーHRPを埋め込んだ。手術後78日に全身麻酔下に還流、固定し、後日約60ミクロンの厚さで300μ毎の連続切片標本を大脳前頭野から頚髄C8まで作成し、TMBで発色し、暗視野顕微鏡で観察検討した。対象は2.53.5Kgの雑猫8匹を手術したが、組織学的検討は4匹におこなった。[結果]行動学的観察:右前足は自発的には殆ど動かさず、触覚痛覚にも反応せず、不自然な屈曲位でも無視したままで、深部腱反射も消失し認められなかった。しかし前庭脊髄反射は良く残っており、急激な体位変化にたいし立ち直り反射時には良くうごかした。
器官形成における三次元多細胞力学場の解析

本研究では,これまで開発してきたRNRモデルを発展させ,数値シミュレーションにより,器官形成における三次元多細胞力学場の解明を目指した.このRNRモデルは,組織全体の変位速度が微小であることを仮定しており,その適用範囲は小規模な組織の形成過程に限られていた.そこでまず,ダイナミックな器官形成に対して,RNRモデルを応用するため,新たに,組織局所の速度場の影響を考慮したRNRモデルを発展させた.さらに,この発展させたRNRモデルを用いて,粘性液体中の多細胞組織の成長過程の数値解析を行い,周囲組織の粘性が上皮組織の形態形成に及ぼす影響を解析した.本研究では,これまで開発してきたRNRモデルを発展させ,数値シミュレーションにより,器官形成における三次元多細胞力学場の解明を目指した.このRNRモデルは,組織全体の変位速度が微小であることを仮定しており,その適用範囲は小規模な組織の形成過程に限られていた.そこでまず,ダイナミックな器官形成に対して,RNRモデルを応用するため,新たに,組織局所の速度場の影響を考慮したRNRモデルを発展させた.さらに,この発展させたRNRモデルを用いて,粘性液体中の多細胞組織の成長過程の数値解析を行い,周囲組織の粘性が上皮組織の形態形成に及ぼす影響を解析した.これまでの研究で開発したRNRモデルは,組織全体の変位速度が微小であることを仮定しており,その適用範囲は小規模な組織の形成過程に限られていた.そこでまず,ダイナミックな器官形成に対して,RNRモデルを応用するため,新たに,以下の研究を行った.(1)組織局所の速度場を考慮したRNRモデルの開発RNRモデルの支配方程式に対して,組織局所の速度場の効果を導入する.RNRモデルにおける頂点の支配方程式は,粘性支配の仮定に基づき,粘性項と外力項からなる力の釣り合い式で記述される.これまでのRNRモデルでは,この粘性項が個々の頂点間で独立した摩擦力であったため,局所の速度場を考慮できなかった.そこで本研究では,この粘性項を頂点間の相対摩擦力として修正し,局所の速度場の効果を導入した.次に,構築した支配方程式の実装を行った.(2)細胞構成要素レベルの粘性効果の数理モデル化多細胞からなる組織・器官は,細胞骨格や細胞間結合タンパク質によって結合された連続的な構造物であり,(1)で導入した組織局所の速度場は,細胞構成要素レベルの粘性効果に支配される.例えば,上皮組織の頂端面付近には,収縮性のアクチン細胞骨格が存在し,その骨格構造変化に依存して細胞の粘性も変化すると考えられる.そこで,細胞構成要素レベルの内部構造を考慮して,頂点間の相対摩擦係数をモデル化した.この際,頂点の数に依存したアーティファクトな影響を避けるため,細胞形状のみに依存した関数を用いた.(1)粘性体中における多細胞組織の数値シミュレーション昨年度に開発した細胞構成要素レベルの粘性効果の数理モデルをRNRモデルに導入し,粘性体中における多細胞組織の数値シミュレーションを行った.多細胞組織は球殻状の単層上皮組織を仮定し,その成長は一方向性の細胞分裂により引き起こされると仮定した.また,個々の細胞の力学的な物性は,簡単に,体積弾性と表面張力として数理モデル化した.さらに,細胞内部の粘性,および,細胞外の粘性は,それぞれ均一であると仮定した.(2)組織周囲の粘性が多細胞組織の形態に及ぼす力学的な影響細胞外の粘性パラメータを探索することにより,組織周囲の粘性が多細胞組織の形態に及ぼす力学的な影響を解析した.その結果,細胞外の粘性が低い条件では,組織が細い管状形態を保ちながら直線状に成長し,粘性が高い条件では,この管状組織が座屈することが分かった.さらに,座屈のモードにはいくつかの種類があり,粘性が比較的低い条件では,管状組織の径を維持しながら全体座屈が生じた.また,粘性が比較的高い条件では,管状組織の径が飛躍的に大きくなり,単層組織面の局部座屈が生じた.以上の研究により,三次元的な多細胞組織の変形過程における組織内部の粘性が及ぼす影響について,数理モデルに基づく予測を行うことが可能になった.この数理モデルにより,実際の組織・器官の発生現象の機構について,さらなる力学解析が可能になった.26年度が最終年度であるため、記入しない。多細胞力学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画に従い,(1)組織局所の速度場を考慮したRNRモデルの開発,および,(2)細胞構成要素レベルの粘性効果の数理モデル化,を行った.その結果,次年度の計画に必要な数理モデルの開発に成功した.したがって,本研究の進捗状況は,おおむね順調に進展している.眼杯形成は,自律的な器官形成,協調的な多細胞ダイナミクス,三次元的な構造形成の例として重要であるが,その力学的な機構については未知な点が多い.そこで,前年度に構築したRNRモデルを用いた数値シミュレーションを行い,眼杯形成における多細胞レベルの三次元的な力学場の解析を試みる.また,実験的に得られた細胞動態や力学場・生化学場の情報との比較により,予想された機構の妥当性を評価する.さらに,力学的なロバスト性の解析により,眼杯形成機構について,力学場・生化学場を統合した包括的な理解を試みる予定である.
母乳哺育を中心とした母子栄養環境が乳幼児アレルギー発症に及ぼす影響の解析

本研究は、母親の食生活が母乳哺育を介して乳児のアレルギー発症に及ぼす影響の解析を目的として行っている。初年度である2018年度は、ヒト母乳と乳児の血液・糞便サンプルの解析を進めるとともに、それらデータと母親の食事調査のデータをアレルギー発症群と非発症群に分けて比較し、アレルギー発症寄与因子の探索を行った。その結果、母乳中の核酸成分のうちの9種が、アレルギー発症群において非発症群に比べて有意に低い値を示すことが明らかになった。また、この核酸成分は母親のアレルギー歴には影響されないことがわかった。さらに、同一の母親から採取した異なる時点(出産後0、1、3ヵ月時)の母乳中の核酸成分を解析したところ、いずれの核酸成分もすべての時点において発症群において低値であった。さらに9種のうち7種は0、6ヵ月の時点に比べて3ヵ月のときに値が高く、残り2種は0ヵ月>1ヵ月>6ヵ月の順で値が推移していた。今後は、母乳中核酸成分と母親の食事調査の結果などを併せて比較し、影響を及ぼす栄養素や生活習慣を探索する。さらにこれら核酸成分によって制御されうる子ども側の遺伝子発現についてもターゲット予測アルゴリズムなどを活用しさらに詳細に調べる。これらの調査結果をアレルギーモデルマウスを用いた検証に繋げていく。加えて、ヒト乳児の腸内細菌叢についてもアレルギー発症群と非発症群に分けて比較し、腸内細菌叢が発達していく段階においてアレルギー発症に影響を及ぼす菌種の同定を進める。当初予定していた母乳・糞便サンプルの測定を進めることができた。一方データ解析については、乳児腸内細菌叢の解析に着手できておらず次年度に繰り越すこととなった。次年度は、初年度に行ったサンプルの測定およびデータ解析の結果を受けて計画した動物実験に加えて、腸内細菌叢のデータ解析を進めていきたい。今後は、母乳中核酸成分が母親の栄養素摂取など他の因子の影響を受けて変化しうるのか、相関解析を進める。さらに、母乳中核酸成分が乳仔のアレルギー発症を実際に抑制するのか、作用機序も含めマウス実験で検証する。さらに、データ解析は引き続き行うこととし、乳児の腸内細菌叢など他の因子についても、乳児のアレルギー発症に影響を及ぼす可能性があるかどうか解析を進める。次年度使用分が生じた理由は、初年度にデータ解析用のパソコンの購入を予定していたが、購入を見送ったためである。これまでの解析は既に所有していたパソコンで行なえる範囲であったため購入を先送りしたが、今後進めていく腸内細菌叢のデータはデータ容量が膨大であり、これまで使用していたパソコンの性能で行うには難がある。したがって次年度に購入を予定している。
中国長江上流域の土地荒廃および持続的生態村建設計画に関する研究

中国長江上流域に位置する四川省・雲南省における森林環境の歴史的変遷を文献によって調べた結果、特に18世紀後半以降の人口急増に伴い、森林率が減少してきていることが明らかになった。また20世紀後半から現在に至る雲南省の森林・林業の変化を文献およびフィールドワークによって調査した結果、1980年代において、木材生産の急増が行われ、90年代以降において生態的側面を調査した結果、1980年代において、木材生産の急増が行われ、90年代以降において生態的側面を重視する方向へ移行し、98年の大洪水を契機に、天然林保護および退耕還林など、さらに生態保全の強化が進んだことがわかった。ところで、持続可能な生態村を建設する上では、地域住民の自主的・積極的な参加が必要不可欠である。そこで、自然資源の循環型利用を行う上で、住民との協働管理を考慮した持続可能な森林経営の資本評価の方法を考慮した。これは、本年の持続的経営の管理費kを、輸伐期uで還元するというのが基本であるが、環境保全に対する住民の支払意思額CSを加え、u(k+CS)と評価するものである。これを具体的な事例として、雲南省北部で最も有名な人工林であるウンナン松に適用し、その評価を試みた。ここで、農民たちの参加意思は意外と高いことがわかったが、社会の成熟度等によって変動が予想されることから、u'(k+αCS)の方が望ましいことを導いた。さらに、その古城が世界文化遺産に指定されている麗江県を対象に、エコシステムマネジメント導入の実行可能性について考察した。その結果、麗江は自然環境的要因においては条件が恵まれているが、都市と農村の共生関係の問題、政府・地域住民・研究機関等の協働関係の問題、そして特に県境付近における違法伐採など、さまざまな課題を残していることが明らかになった。
地域の持続的活性化に資する景観計画のための理論と手法に関する研究

本研究では景観計画およびまちづくりの理念を構築するための理論的研究として、1固定的視点からの景観把握モデルに代わる広域を捉える地域景観把握モデルの可能性を示し、2欧州風景条約から本研究の理念の位置づけを確認した。理念を実現する方法論として、3シーン景観、4移動景観、5生活景それぞれの視点で地域景観を記述する手法を考究した。理念実現化の運用方策として、6地域景観の保全から捉えた地域ガバナンス、7地域景観を活用した地域連携方策、8地域景観の価値の継承方策を調査した。以上を含めた本研究の成果は2014年1月23日に土木学会ワンデイセミナー「地域景観まちづくりの理論と実践を探る」において公表された。景観法の制定以降、景観計画の策定が続いているが、一定規模以上の建築物等を届け出対象としてその色彩・高さに制限をするという結局は個別要素のコントロールに帰着している傾向もみられる。社会情勢の変化を受けた持続的な地域計画に資する地域景観形成の理論と手法を目指す本研究では、より一層、地域景観どいう概念、地域計画において景観を議論することの意味、その際の景観の記述方法についての議論を深めた。具体的には学会等とも連携した公開研究会として、「景観研究を悩む(2011/8/4)、「景観計画を実践する」(2011/10/29)、「地域景観研究の思想と方法論」(2012/1/13)、「景観研究の方法論に関する研究講演会」(2012/2/27)などを開催し、地域そのものの概念の変化とそこでの社会活動の表出としての景観の対応関係への認識を再確認した理論と手法の構築の重要性を明らかにした。一方具体的なフィールドにおける景観の実態と人々のそれへの認識の関係把握を進めた。岐阜県恵那市岩村では、田園風景および祭りなどの文化行事が継承されているように見えるが、子どもと大人ではそれらへの認識が大きく異なる点が明らかになり、単に環境としての資源の保存継承だけでは不十分であること、また絵図などの表現媒体単体での記述の限界が示唆された。その他横浜や本庄を対象とした地域認識調査からも、主体によって異なる認識構造の複数のモデルが抽出された。また地域認識に関わる移動体験に対しては、その印象を体験主体自身が記述することの困難性が写真投影法の適用などから示され、実験方法自体の工夫が求められた。以上のように地域計画に資する景観計画の理論と手法の具体的検討を進める際に必須となる課題と着眼点が具体的に確認できたとともに、多種多様な地域認識を貫通するような共有可能性をもつ景観像の記述の重要性が明らかとなった。1地域景観認識に関する成果:個別の景観資源によって代表される地域景観イメージだけでなく、領域的な認識や眺望による場所の同定といった生活領域としての景観認識の構造を把握し、地域景観まちづくり計画の策定プロセス上に位置づけるという成果を、岐阜県恵那市大井町を対象として得た。またこの手法を津波被害を受けた福島県での復興計画にも適用した。こうした実践的成果とあわせて、景観原論的に地域景観の概念を位置づけるために、欧州風景条約(European Landscape Convention)における景観概念およびその計画意図を分析しながら日本の景観研究の特質を把握した。2地域景観の表現媒体に関する成果:地域を俯瞰的に描いた絵図と類似の航空写真の眺め方の実験的分析によって、主体による眺め方の特性を把握することができた。一方まちづくりの実践現場においては、地域景観認識の把握には地図の活用が有効であることが確認されるとともに、1枚の写真であってもそこから想起される地域イメージが被写体以外にも広くひろがるものがあり、こうした眺めについてはシーン景観としての構図的把握以外の認識がなされるという実験結果が得られた。33カ年の研究成果の発表:2014年1月23日に土木学会ワンデーセミナー「地域景観まちづくりの理論と実践を探る」を開催し、午前中に地域景観論の研究手法について、午後に各地での事例報告に基づいた地域景観計画の意義と方法について議論を行った。理論的な議論においては、人々の認識データの取得と分析手法、理論を実践に展開する手法およびそのための教育等の論点が明らかにされた。実践に関する議論では地域の経済・コミュニティの持続可能性に対して景観計画とそれにもとづく景観まちづくりの多様な展開が重要な役割を果たすこと、また、地域ガバナンスの観点から景観を捉えることが今後の展開に不可欠であるという論点が示された。1地域景観認識に関する成果:地域景観を論じる複数のレイヤーと、主体に依存する認識特性の多様性を実験に基づき明らかにした。具体的には鉄道乗車中に眺められる景観把握の特性を写真投影法によって分析し、主体の属性および眺めに対する問いかけの違いによって、多層的な把握が行われていることを明らかにした。また、地域イメージの調査方法として用いられるイメージマップの描写過程をプロトコル分析した結果、地域を想起するプロセスの特質として、プロセスのパタン、想起過程において転換となる要素の存在を把握することができた。

その他、まちの記憶を語るテキストの分析、生活景を中心とした日常的な場所への評価構造分析などから、シーンとしての景観ではなく、地域認識としての景観把握を分析するための方法論と、ごく日常的な景観認識の構造特性を明らかにすることができた。2広域景観の表現媒体に関する成果:広域な対象地域を描いた絵図は、地域景観認識において重要な媒体として本研究では注目しており、そうした絵図の眺め方の分析を、アイマークレコーダーを用いた絵図の注視特性データおよび同時に取得する発話データによって行った。その結果、注視特性と認識との関係性および注視される要素の位置づけについて把握した。こうした眺め方の特性を考慮して、明知鉄道沿線の地域絵図を実際に作成した。3ツーリズムデザインに関する成果:ローカル鉄道沿線の景観認識分析結果および写真コンテスト応募作品から、ローカル鉄道を活用したツーリズムデザインへの示唆となる情報を得た。また、八ヶ岳付近の観光行動に関するブログマイニングから観光行動の記述における景観の位置づけを把握した。地域景観の理論については定期的な研究会を開催して成果を得ている。また具体的なフィールドにおける調査は、岐阜県恵那市他、横浜、本庄、東京都内、奈良などでそれぞれ進めており、地域景観に関わる主体の認識と物理的空間特性の両面から具体的なデータが蓄積されている。地域認識の把握手法に対しては実験法の高度化を進め、ツーリズムデザインの準備として明知鉄道を対象とした情報発信ウェブサイトを立ち上げた。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者と分担者が合同で進めている岐阜県恵那市を主たるフィールドとした活動は、地域との協力体制が一層充実したため、研究実践が順調に進んでいる。なお明知鉄道を対象としたツーリズムデザイン実験については、鉄道事業者担当者の事情により延期をしたが、2013年度に実施することは了承されている。また恵那市以外のフィールドでは研究分担者が各自推進している。これらの情報を学会開催時等に打ちあせるとともに、特に景観把握モデルに関しては公開の研究会を実施し、多様な議論の場をもつことができている。主体の多種多様な地域の認識やそれに基づいた要望等、本研究の対象事象のダイナミックさを損ねることなく記述する手法を模索することが重要な課題であり、そのための調査実験方法の見直しを行う。また研究実践活動情報を一般に発信し、それに対する多様な反応をフィードバックした双方向的実態調査を試み、その過程において絵図をはじめとした地域特性表現媒体の特質が結果に与える影響を観察することを試みるなど、従来の実験条件を固定した方法にとどまらないアプローチを工夫し、目的とする成果を達成する。同時に、地域景観把握モデルのための議論と広範な研究の参照を進める。
電場中の分子の電子状態とその反応性に関する理論的研究

今年度は,主にethanolとpropanolの強レーザ場中におけるイオン化解離反応とbinaphthylの光異性化反応の制御について研究した.これらの研究における電子状態は,いずれも分極関数を1組または2組付加したdouble or triple zeta型基底関数を用いたmulti-configuration self- consistent field(MCSCF)波動関数により記述した.なお,すべての計算は量子化学計算プログラムGAMESSを用いて行った.強レーザ場中でのEthanolのイオン化解離について:Ethanolの最安定構造はCs対称を有する.急速なイオン化ののち解離すると仮定すると,短時間(短パルス)ではCs対称構造を保持してethanol cationの基底状態^2A"の解離potential energy surface(PES)に沿って状態であると考えられる.このときのC-C解離エネルギーは比較的高いのに対し,C-O解離エネルギーは低い.従ってC-O解離が有利である.C-C解離に沿ってCs対称構造を保持した場合,1.8Å近傍にて最低^2A"状態と最低^2A'状態の解離PESが交差する.すなわち,解離極限における基底状態は^2A'であり,Cs対称を失うことでエネルギー的に低い解離経路が存在する.この交差点周りでいわゆるconical intersectionを形成している.この解離経路に沿うエネルギーはC-O解離エネルギーよりも小さい.従って,長時間(長パルス)ではCs対称構造を崩す振動モードが励起されC-C解離経路が優位となると考えることができる.なお,C-O解離経路に沿ってconical intersectionは存在しない.強レーザ場中での1-Propanolのイオン化解離について:2つのC-C結合とC-O結合の3つの解離過程を検証する必要がある.また,いくつかの構造異性体も存在し多数の解離経路を考察しなければならないが,本研究では簡単のために最安定であるall trans構造を初期構造として考察を進めた.この構造の場合,中央のC-C結合解離はethanolと同様に取り扱うことができたが,末端のC-C解離とC-O解離はほぼ平行であり強レーザ場により同時に励起される.それゆえ,同時に考慮した解離PESを求め考察した.詳細は省略する.Binaphthylの光学異性化反応の制御について:基底状態および適切な電子的励起状態の光学異性化反応に沿うPESを求め,異性化反応のレーザ制御の可能性を追求した.詳細は発表論文を参照していただくこととして省略する.分子の基底状態および電子的励起状態について高速計算を行うための量子化学計算ソフトウエアGAMESSの並列化の開発成果をいくつかの学会にて発表した.また,このソフトウエアを用いてレーザ制御の研究に必要とされる分子のポテンシャルエネルギー曲面の計算を行った.業績リストに示すように,dynamicsの研究グループと共同研究を行い,helical chiralityをレーザ制御する場合とaxial chiralityを有する分子モータモデル,そして強レーザ場における二酸化炭素のイオン化解離反応について論文として発表することができた.後者の二酸化炭素については,さらに研究を進め,より詳細な解析を実行し論文報告の準備をしている.なお,近年の計算機の低価格化に伴い,本年度はSpecfp2000が700以上のCPUを有する最新型の計算機を3台導入することができ,上記計算をスムーズに行うことができた.現在は,dynamicsの研究グループとエタノールの強レーザ場における解離反応に研究を行うとともに,強レーザ場における電子状態(時間依存)の計算手法について検討中である.加えて,分子モータの制御を目的として,モデル分子であるbinaphthyl分子の分子内回転ポテンシャルエネルギー面の構築も試みている.binaphthylは鏡映体を有し,分子内回転の途中で2つの鏡映体を経由する複数の回転経路が存在し,さらに複数の分子振動が関与するため,分子内回転の経路を特定するが難しい.現在はこの困難さを克服すべく検討中である.本年度は以下の4点について成果が得られた:(1)Ethanolの強光子場イオン化解離,(2)Propanolの強光子場イオン化解離,(3)光子場によるbinaphthyl分子内回転制御,(4)遷移元素水素化物におけるスピン軌道相互作用効果.(1)のEthanolについてはMCSCF(8,6)/6-311G(d,p)を用いてCs対称解離経路に沿うポテンシャルエネルギー曲面を求め,東北大学の河野グループによる動力学的考察に用いた.現在,論文準備中である.このテーマについては,次の課題としてC_1対称解離経路の役割,解離極限の電子状態の精度など考慮する余地がまだ残されている.(2)のpropanolは2つのCC結合の選択的解離の可能性について検討するために取り上げた.しかしながら,振動の自由度が高く,多くの困難が明らかになった.試験的研究としてMCSCF(10,8)/TZV(2d,p)法を用いてCs対称解離経路に沿うポテンシャルエネルギー曲面を求めた.この結果から,中央のCC結合がイオン化に伴い0.5Åも伸び,解離制御において大きな役割を果たすことが明らかになった.

また,propanolの最安定構造はtrans型であることから平行な末端のCC結合とCO結合とを選択的に解離させることは難しいが,0.05auの電場を作用した時のポテンシャルエネルギー曲線の形状からCO結合がより短い結合において励起状態とavoided crossingを起こし単調減少のエネルギー曲線に乗り移ることが明らかになった.今後,C_1対称解離経路に沿う有効ポテンシャルエネルギー曲線や2次元に拡張したポテンシャルエネルギー曲面を構築し,動力学的研究に用いる予定である.そして,trans型構造を仮定したpropanolの場合に平行な末端CC結合とCO結合の解離選択性の可能性を追求する.加えて,cis型の構造を有するpropanolについても検討する予定である.(3)のbinaphthyl分子は分子モータ設計の一例として取り上げた.Binaphthylはhelical chiralityを有するが,MCSCF(8,8)/6-31G(d,p)法を用いてふたつの光学異性体を結ぶcis型およびtrans型の遷移状態を求めた.今後,これらの構造を始点としたminimum energy pathを求め,分子内回転を制御すべきレーザ波形を設計する.(4)の遷移元素水素化物におけるスピン軌道相互作用効果については複数のReviewsを発表した.それぞれの水素化物におけるこの効果を検証し,一般的な傾向を導き出すことを目的とした基礎研究である.本年度は以下の3点について成果が得られた:(1)Binaphthylにおける光学異性化反応の量子制御,(2)Propanolの強光子場イオン化解離,(3)第6・7族遷移元素水素化物におけるスピン軌道相互作用効果.(1)においては,UVレーザを用いた反応制御の可能性に着目し研究を進めてきた.研究対象として軸不斉を有するbinaphtholを取り上げ,その軸不斉をUVレーザにより制御することを目的とし,基底状態および適切な電子励起状態のポテンシャルエネルギー曲面(PES)を求めることを試みた.この分子は2つの水酸基を有するため基底状態のPES上には複数のlocal energy minimaが存在し,不斉制御過程が複雑になり取り扱いが難しい.そこで,本研究では水酸基のないbinaphthylにおける不斉制御について検討し,その結果に基づいてbinaphtholにおける不斉制御の可能性を追求することとした.反応経路の探索にはRHF/6-31G+(d,p)法,PESの評価にはMCSCF+FOCI法を用いた.binaphthylの光学異性体(EQ(P),EQ(M))は,cis(or syn)配置の遷移状態およびtrans(or anti)配置の遷移状態を経由して異性化する.後者の遷移状態TS(trans)は分子対称性を持たず,なおかつ鏡像体も持たない(不斉を持たない).前者TS(cis)はC_2対称性を有し光学活性である(TS(cis:P)およびTS(ics:M)).従って,異性化の経路は3つ存在する:EQ(P)→TS(trans)→EQ(M),EQ(P)→TS(cis:P)→EQ(M)およびEQ(P)→TS(cis:M)→EQ(M). TS(trans)を経由する経路のエネルギー障壁が約30kcal/mol, TS(cis:P,M)を経由する経路のエネルギー障壁は約39kcal/molであり,わずかにTS(trans)を経由する経路が有利であるが,いずれも熱反応では起こりにくい反応であるといえる.この反応経路に沿って電子的励起状態と基底状態からの遷移モーメントを求めた結果,第3励起状態との遷移モーメントが最も大きく,レーザ制御に用いる励起状態として選択した.
自己安定モバイルエージェントに関する研究

本研究では,ネットワーク中のノードを自律的に巡回し,情報収集や配布などさまざまな目的に利用されるモバイルエージェント(以下,たんにエージェント)の巡回方法に関する研究を行った.エージェントを利用した通信方式は,アドホックネットワークなど特にネットワーク形状の変化が頻繁な(動的)ネットワークに適している.その一方で,動的ネットワーク上でエージェントを巡回させるためには,以下の問題点を解決する必要がある.1.ネットワーク全体の初期化が不可能2.エージェントを効率よく巡回させるネットワーク構造の維持3.ノードや通信リンクの消滅によるエージェントの消滅時の対応本研究では,これらの問題点を解決すべく,自己安定プロトコルによるエージェント巡回方式を提案した.自己安定プロトコルは,任意の初期状況からはじめてもやがて正しく解を求めることが可能で,そのためネットワーク全体の初期化が必要なく,また任意の一時故障に耐性を持つなど,非常に優れた性質を持つ.まず,上記問題点2.のために,動的ネットワーク上で木構造を構成し,かつネットワークノードやリンクの消滅・出現が生じても,その木構造の変化を最小限にとどめる自己安定プロトコルを提案した.既知の結果に比べ,対応できる故障(リンクの消滅)の範囲が広いという意味で,有意義な結果である.さらに,問題点3.のために,動的ネットワーク上で巡回するエージェントがノード故障により消滅した場合,消滅直前の状態を保ちながらすばやく(定数時間で)復活させる自己安定プロトコルを提案した.提案プロトコルは,集中制御機構を用いず分散的に解決しており,エージェント消滅時にも消滅直前の状態から通信を再開できるため,ネットワークの変化に強く,かつエージェントを用いた通信アプリケーションによつて効率よく情報のやり取りが可能になる.本研究の目的は,ad-hocネットワークなど,頻繁のネットワークトポロジが変化するような分散システム上で,安全かつ確実にモバイルエージェント(以下単にエージェント)を巡回させ,情報収集などの操作を行わせるかにある.この目的を達成するために以下の2つのアプローチを考えている.1.エージェント巡回アルゴリズムに故障耐性を持たせ,分散システムの故障に対応する.2.障害状況を隠蔽可能な分散アルゴリズムによって構築される仮想的なトポロジ(ツリーなど)上でエージェントを巡回させる.本研究では,これらのアプローチをにらみつつ,故障耐性のある分散アルゴリズムのパラダイムとして,自己安定アルゴリズムに焦点を絞っている.その中でも故障隠蔽性を持つ,故障封じ込めおよび強安定アルゴリズムについて考察を進めた.今年度は,過去の成果の発表,および,モバイルエージェントに関する研究についての文献調査を主に行った.文献調査に関しては,具体的には以下の点が明らかになっている.1.実システム上でのモバイルエージェントの,分散システム障害時の対応大きく分けて二つの方法が提案されている.ひとつはシステム中に絶対的に信頼できるコントローラを置き,システム障害時にはコントローラによってエージェントの受ける障害を回避する.これは分散的手法とはいえない.もう一方は,エージェント周辺に大量の情報を分散配置し,障害発生時にそれらの情報を用いて正常な状態に戻す.これはエージェントのもつ情報のセキュリティ確保の点で問題があると考える.2.モバイルエージェント巡回のための理論的アプローチ巡回アルゴリズムとして故障耐性のあるアルゴリズムが提案されている.しかし,ランダム性を利用するなど,実ステムで応用するには若干問題を含んでいると考える.また,故障が隠蔽された仮想的なトポロジ上で,システム内を効率よく巡回するアルゴリズムが提案されている.これらの事実から,来年度に向け分散システムの故障状況を隠蔽可能な仮想的トポロジ構成アルゴリズムの開発を進めている.本研究では,ネットワーク中のノードを自律的に巡回し,情報収集や配布などさまざまな目的に利用されるモバイルエージェント(以下,たんにエージェント)の巡回方法に関する研究を行った.エージェントを利用した通信方式は,アドホックネットワークなど特にネットワーク形状の変化が頻繁な(動的)ネットワークに適している.その一方で,動的ネットワーク上でエージェントを巡回させるためには,以下の問題点を解決する必要がある.1.ネットワーク全体の初期化が不可能2.エージェントを効率よく巡回させるネットワーク構造の維持3.ノードや通信リンクの消滅によるエージェントの消滅時の対応本研究では,これらの問題点を解決すべく,自己安定プロトコルによるエージェント巡回方式を提案した.自己安定プロトコルは,任意の初期状況からはじめてもやがて正しく解を求めることが可能で,そのためネットワーク全体の初期化が必要なく,また任意の一時故障に耐性を持つなど,非常に優れた性質を持つ.まず,上記問題点2.のために,動的ネットワーク上で木構造を構成し,かつネットワークノードやリンクの消滅・出現が生じても,その木構造の変化を最小限にとどめる自己安定プロトコルを提案した.既知の結果に比べ,対応できる故障(リンクの消滅)の範囲が広いという意味で,有意義な結果である.さらに,問題点3.のために,動的ネットワーク上で巡回するエージェントがノード故障により消滅した場合,消滅直前の状態を保ちながらすばやく(定数時間で)復活させる自己安定プロトコルを提案した.提案プロトコルは,集中制御機構を用いず分散的に解決しており,エージェント消滅時にも消滅直前の状態から通信を再開できるため,ネットワークの変化に強く,かつエージェントを用いた通信アプリケーションによつて効率よく情報のやり取りが可能になる.
パラレルリンク機構の力学特性解析とマニピュレータ用新型エンドエフェクタへの応用

小型部品同士の接触を伴う組立作業をロボットで実現する,新しい機構のエンドエフェクタを開発することが本研究の目的である.小型部品の組立作業は現在向上において自動化は重要である.そこで,デルタ型パラレルリンク機構を利用したエンドエフェクタを開発することを目的として,機能を実現するエンドエフェクタの形状と運動学,ヤコビアンの情報を基にパラレルリンク機構のリンク長に関する考察をおこなった.小型部品同士の接触を伴う組立作業をロボットで実現する,新しい機構のエンドエフェクタを開発することが本研究の目的である.人間は手先でコンプライアンス制御を実現し,精度の求められる難しい組立作業を巧みな動作でこなしている.製品の組立工場で行われている0.01mmのクリアランスの部品の組み立ては,通常の人間の手先精度では不可能であるが,鋭い手先感覚を利用することにより実現している.これに対してロボットハンドはこれまでも提案されているが,重要なのは形状の類似性ではなく,機能として,高い自由度,構造的頑健性,そしてバックドライブ性を有することであると考える.上記の要求を満たすエンドエフェクタとして,本研究では把持機能とXYZ方向への位置制御機構を有する,デルタ型パラレルリンク機構を基にした6自由度エンドエフェクタを提案した.デルタ機構で六角形の手先フレームをXYZ方向への平行移動させる.そのフレームに穴を貫通し,その中をフィンガー機構をスライダー拘束するように組み付ける.このエンドエフェクタのベース部分のみを試作し,数値シミュレーションによって組立作業に適した姿勢があることが分かった.単純な組立作業を考えると,押し込む方向には力が必要であるが,押し込みの方向に垂直な面内では力が比較的必要なく,即応性が求められる.そのような特性を持つように機構を設計し,姿勢を決定する指針としてヤコビアンを数値計算により求めた.上記の内容を学術講演会で発表した.小型部品同士の接触を伴う組立作業をロボットで実現する,新しい機構のエンドエフェクタを開発することが本研究の目的である.人間は手先でコンプライアンス制御を実現し,精度の求められる難しい組立作業を巧みな動作でこなしている.製品の組立工場で行われている10 μmのクリアランスの部品の組み立ては,通常の人間の手先精度では不可能であるが,鋭い手先感覚を利用することにより実現している.これに対してロボットハンドはこれまでも提案されているが,重要なのは形状の類似性ではなく,機能として,高い自由度,構造的頑健性,そしてバックドライブ性を有することであると考える.そこで本研究では,デルタ型パラレルリンク機構を利用したエンドエフェクタを開発する.本論文では,上記機能を実現するエンドエフェクタの形状と運動学に関して提案する.製作したパラレルリンク型エンドエフェクタを試験的動作したことで,リンク長がエンドエフェクタ先端で発生できる力に大きく影響することが分かった.デルタ型パラレルリンクでは一つのリンクアームセットに対して4つリンク長を決定する必要があるが,最も土台側に近いリンクL4の長さを相対的に長くすると手先で発生する力に対してモータトルクが不足する,得意姿勢が作業空間内に発生するなど様々な問題点が生まれる.一方でL4を短くすると手先部が到達可能な作業空間が小さくなり問題となり,このバランスをとることが重要である.これらの解析結果を得ることができた.パラレルリンク型エンドエフェクタのハードウェアを製作し,試験的な動作をおこなったことでパラレルリンクの動作特性を確認できた.特異点の存在によって動作がどのような影響を受けるかなどは数式上では解析可能であったが,実際のロボットによって特異点付近でもモータトルクに対して設計者の意図通りでない動作が発生することが確認できた.この知識をハードウェア設計に投影してリンク長を変更する.これまで経過はおおむね研究計画通りである.小型部品同士の接触を伴う組立作業をロボットで実現する,新しい機構のエンドエフェクタを開発することが本研究の目的である.人間は手先でコンプライアンス制御を実現し,精度の求められる難しい組立作業を巧みな動作でこなしている.製品の組立工場で行われている10 μmのクリアランスの部品の組み立ては,通常の人間の手先精度では不可能であるが,鋭い手先感覚を利用することにより実現している.これに対してロボットハンドはこれまでも提案されているが,重要なのは形状の類似性ではなく,機能として,高い自由度,構造的頑健性,そしてバックドライブ性を有することであると考える.そこで本研究では,デルタ型パラレルリンク機構を利用したエンドエフェクタを開発する.本論文では,上記機能を実現するエンドエフェクタの形状と運動学に関して提案する.製作したパラレルリンク型エンドエフェクタを試験的動作を実施した。デルタ型パラレルリンクでは一つのリンクアームセットに対して4つリンク長を決定する必要があるが,最も根元のリンク長はタスクによって調整可能である機構を採用した。これにより,作業範囲に応じて機構の調整が可能となった。また,製作したエンドエフェクタとマニピュレータに必要な位置情報同定に関してICPアルゴリズムを用いる手法を提案した。柔軟物体のマニピュレーションに応用し、様々なロボット姿勢からカメラによって同一物体を観測しICPアルゴリズムによって校正マトリックスを取得する手法の有効性を実験により確認した。小型部品同士の接触を伴う組立作業をロボットで実現する,新しい機構のエンドエフェクタを開発することが本研究の目的である.小型部品の組立作業は現在向上において自動化は重要である.そこで,デルタ型パラレルリンク機構を利用したエンドエフェクタを開発することを目的として,機能を実現するエンドエフェクタの形状と運動学,ヤコビアンの情報を基にパラレルリンク機構のリンク長に関する考察をおこなった.提案書に記載した研究計画では3年計画の1年目である平成26年度はシミュレーションによる機構設計が主な目標であった.

それに対して平成26年度は実機を製作し,機構および作業姿勢を決定する指針を提案できている.パラレルリンク型エンドエフェクタのハードウェアを再製作し,産業用マニピュレータと同期制御することを28年度に実現する.マニピュレータロボットの作業内容は小型部品の組み立て,コネクターケーブルの組み付けなどを予定している.メカトロニクス昨年度提案したヤコビアンによるリンク機構の設計により,アクチュエータを選定し,装置を完成する.その後,制御系を設計し,デルタ型パラレルリンク機構が組立作業に必要な動作が実現可能であるかを検証する.小額の研究費残額を使用しなかった。学会参加費用として準備していたが,日程調整の結果,学会参加が無くなったため.28年度に使用する.少額であるため,使用計画に変更はない.
中皮腫分子標的診断治療へ向けての新しい抗原単離法による抗原の同定

本研究では、悪性胸膜中皮腫(MPM)の早期診断のためのマーカーの同定と治療法の開発を目的として、中皮腫特異性がより明確な抗原の検索同定を目標とした。悪性中皮腫患者胸水から樹立した細胞株からcDNAライブラリーを作成し、胸水中のIgG抗体が認識する抗原遺伝子のスクリーニングを行い, 2つの抗原をクローニングした。抗原遺伝子から組み換えタンパクを作成しELISA法による検査法の確立と免疫組織染色等に使用するモノクローナル抗体作成実験を継続進行中である。悪性中皮腫細胞株の樹立悪性腹膜中皮腫患者(53才男性)貯留腹水から、リンパ球を除いた細胞各分を、グルコース、インスリン添加10%FCS/RPMI培地に培養、中皮腫細胞株C-13を樹立した。また、悪性胸膜中皮腫患者(44才男性)貯留胸水から、同様に、リンパ球を除いた細胞各分を10%FCS/RPMI培地に培養、中皮腫細胞株YMを樹立した。樹立細胞株の特質解析樹立株化したC-13,YM細胞は、繰り返し継代培養後も、主要組織適合抗原HLAクラスIの発現が保持されていることが確認された。また、C-13,YM細胞は、中皮腫細胞株Meso-1、Meso-4およびT-85株同様メソテリンおよびカルレチュクリンを細胞表面に強く発現していることがフローサイトメトリー解析で明らかとなった。(Meso-1、Meso-4:理化学研究所細胞バンクより、T-85:東京大学より供与を受けた。)C-13,YM細胞はIL-6およびIL-8などのサイトカインを多量に産生し、上清中に放出していることがサイトカインビーズアレイを用いたフローサイトメトリー解析より明らかとなった。これらの特質は、Meso-1、Meso-4およびT-85細胞にも見られ,中皮腫細胞の一般的な特質であることが示唆された。CT(がん・精巣)抗原の発現解析抗原単離に先立ち、肺がんに多く発現されるCT(がん・精巣)抗原NY-ESO-1およびXAGE-1の発現をそれぞれの特異的プライマーを用いたRT-PCR法で解析した。中皮腫株T-85にXAGE-1の発現があることが判明した。cDNAライブラリーの作成中皮腫細胞株YM細胞5x106よりmRNAを採取し、cDNAに変換し、cDNA発現ライブラリーを作成した。1.本年度あらたに悪性中皮腫細胞株より、mRNAを抽出しcDNAライブラリーを作成した。2.上記cDNAライブラリーと、前年度に作成したcDNAライブラリーを用いて悪性中皮腫患者胸水中に存在する抗体と反応するクローンのスクリーニングを行った。3.1.4×10^5のクローンおよび8×10^4のクローンの一次スクリーニングで16の陽性クローンを得た。二次、三次とスクリーニングを重ね,そのうち高い特異性を有する4a-1aおよび4c-1aの2クローンを得た。4.クローニングした抗原遺伝子は528bpと560bpであり、塩基配列解析を行った。であることが判明した。一方、4c-1aは、ヒトクロモソーム5の5q31-q33に位置するリボソーマルタンパクS14(RPS14)の5'側40560bpをコードする遺伝子であることが判明した。RPS14には3種のバリアントが存在するが、その共通部分をコードする遺伝子であることが判明した。6.これらの遺伝子をpQE30発現ベクターに組み込みコンストラクトを作成し、組み換えタンパクの作製を行い、患者血清反応をELISA法で解析する。また組織染色等に使用するモノクローナル抗体の作成実験を進めている。
統計的手法と生成過程モデリング手法の融合に基づく音声生成機能拡張技術の構築

本研究では、音声生成過程における物理的制約により生じる障壁を取り除くために、音声生成機能を拡張するための基盤技術および応用技術の研究開発に取り組んだ。高精度な音声変換処理を可能とする統計的手法と、発声器官動作操作による音声変換処理を可能とする音声生成過程モデリング手法を融合させることで、現存の音声生成過程との親和性に優れ、かつ、高品質な変換処理を実現する音声変換手法を構築した。また、音声生成機能拡張の応用技術として、失われた声を再び取り戻すための発声障碍者補助技術、個人性を保持した外国語発声の生成技術、体内伝導音声を活用した周囲環境に頑健な通話技術などを構築した。音声コミュニケーションにおいて物理的・身体的制約により生じている障壁を取り除くために、現存の音声生成過程において併用可能な音声変換基礎技術、および、音声生成機能を拡張する応用技術の構築を目指し、以下の課題に取り組んだ。調音動作操作機能を備えた統計的声質変換技術の構築(実施計画1):統計的声質変換の基礎技術を拡張し、音声信号からの調音動作パラメータ推定処理、および、調音動作パラメータからの音声信号生成処理を実現し、これらの処理を繋ぎ合わせることで、調音動作操作機能を備えた統計的声質変換技術を構築した。また、調音動作操作時に適切な調音動作を保持するために、調音動作パラメータ補正技術を構築した。音源生成器官動作操作機能を備えた統計的韻律変換技術の構築(実施計画2):音声F0パターン生成過程の確率モデルを考案し、音声信号からの音源生成器官動作指令推定技術を構築し、動作指令操作による音声F0パターン変換処理を実現した。さらに、言語情報からのF0パターン生成技術も構築した。調音動作・音声同期収録データベースの構築(実施計画3):磁気センサを用いてリアルタイムに調音動作を収録できる発話観測システムを用いて、調音動作と音声信号の同期収録を実施した。男性話者3名を対象とし、各話者50100文程度収録した。音声生成機能を拡張する複数の応用技術の構築(実施計画4):統計的手法に基づく実時間声質変換基盤技術の性能を改善し、音声生成機能拡張技術として、発声障碍者補助技術、外国語発声生成技術、体内伝導音声強調技術、ボーカルエフェクター/ボイスチェンジャー技術に対するベースラインシステムを構築した。これらの研究成果をとりまとめ、国内外において多数の研究発表を行った。本研究成果は高い評価を受け、国内外において計2つの賞を受賞し、また、国際会議において1件の招待講演を実施するに至った。調音動作操作機能を備えた統計的声質変換技術の改善(実施計画1):品質劣化を生み出す主要因であるボコーダによる波形合成処理を回避するために,差分音響特徴量補正に基づく統計的声質変換技術を構築した。本手法を,調音動作操作機能を備えた統計的声質変換技術へと適用し,高い音質を保持したまま調音動作操作による変換処理が可能であることを示した。音源生成器官動作操作機能を備えた統計的韻律変換技術の構築(実施計画2):統計的音声F0パターン予測モデルと,音声F0パターン生成過程モデルを統合する手法を提案し,物理的制約を満たす統計的音声F0パターン予測処理を可能とした。また,音声信号から推定される音源生成器官動作を操作することで,音声F0パターンを自在に変換する技術を構築した。音声生成機能拡張のための基礎/応用技術の構築(実施計画3):調音動作機能を備えた統計的声質変換技術の応用として,外国語発声生成に着目し,物理的パラメータ操作に基づく発音補正技術を構築した。また,物理的制約を考慮した統計的音声F0パターン予測技術を喉頭摘出者の電気音声強調に適用することで,従来の発声補助器具と比較してより自然な音声を生成できることを示した。調音動作・音声同期収録データベースの構築(実施計画4):磁気センサによるリアルタイム発話観測システムを用いて,調音動作と音声信号の同期収録を実施した。男性話者5名と女性話者1名を対象とし,各話者50100文程度収録した。これらの研究成果について,国内外にて多数の研究発表を行った。本成果は高い評価を受け,国内において計2つの賞を受賞するに至った。技術構築については当初計画していた以上の成果が得られている。特に,音声生成機能拡張技術においては,大幅な性能改善が得られる基礎技術を構築することに成功するとともに,応用技術の種類および性能ともに,当初の見込みを上回る結果が得られている。調音音声データベースの構築については,予算額に応じた規模のデータ収録が順調に進んでいるといえる。音声コミュニケーションにおいて、物理的・身体的制約により生じる障壁を取り除くために、現存の音声生成過程において併用可能な音声変換基礎技術、および、音声生成機能を拡張する応用技術の構築を目指し、以下の課題に取り組んだ。1.発声器官動作制御機能を備えた統計的音声変換技術の構築:調音動作操作機能を備えた統計的声質変換技術と、音源生成器官動作操作機能を備えた統計的韻律変換技術を併用することで、発声器官動作制御機能を備えた統計的音声変換技術を構築した。また、音声波形加工に基づく韻律変換手法や、高精度な音声特徴量時系列モデリング手法の改良に取り組んだ。2.音声生成機能を拡張する複数の応用技術の構築:音声生成機能拡張技術として、発声障碍者補助技術、外国語発声生成技術、体内伝導音声強調技術、ボイスチェンジャー技術を構築し、その性能を評価した。