hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ディジタル適応制御系設計支援システム

本研究では,ディジタル適応制御系に関する理論的考察を行うとともに,高度の適応性を備えたディジタル適応制御装置設計のための支援システムを開発することを目的とした.まず,理論面では以下の成果が得られた.1.ディジタルコントローラ内での演算時間による制御遅れの影響について詳細に検討し,新しい知見を得た.2.確率系の最適制御問題について考察し,適応制御系で達成可能な制御性能の限界を明かにした.3.従来提案されているいくつかの二元制御アルゴリズムの問題点を指摘し,その改善法を明かにした.4.ディジタル反復制御系の新しい設計方法を提案した.5.Euler近似を用いることで,ロボットアームの離散時間をモデルを導出し,このモデルに基づき演算時間を考慮した軌道制御用ディジタルサーボ系の構成について考察した.また,このサーボ系を基本サーボ系とする反復制御系の新しい構成法を提案した.以上の理論的成果を基に以下のような支援システムを開発した.1.演算時間を考慮したディジタル最適レギュレータ,サーボ系設計支援システム2.ディジタル適応固定器設計支援システム3.ディジタルモデル規範型適応制御系設計支援システム4.不確定性を考慮したディジタル反復制御設計支援システム5.ロボットアームの軌道制御用ディジタルサーボ系設計支援システム設計支援システム2, 3は補助人工心臓に対して適応制御系を構成するために用いられ,その有効性は動物実験により確認されている.本研究では,ディジタル適応制御系に関する理論的考察を行うとともに,高度の適応性を備えたディジタル適応制御装置設計のための支援システムを開発することを目的とした.まず,理論面では以下の成果が得られた.1.ディジタルコントローラ内での演算時間による制御遅れの影響について詳細に検討し,新しい知見を得た.2.確率系の最適制御問題について考察し,適応制御系で達成可能な制御性能の限界を明かにした.3.従来提案されているいくつかの二元制御アルゴリズムの問題点を指摘し,その改善法を明かにした.4.ディジタル反復制御系の新しい設計方法を提案した.5.Euler近似を用いることで,ロボットアームの離散時間をモデルを導出し,このモデルに基づき演算時間を考慮した軌道制御用ディジタルサーボ系の構成について考察した.また,このサーボ系を基本サーボ系とする反復制御系の新しい構成法を提案した.以上の理論的成果を基に以下のような支援システムを開発した.1.演算時間を考慮したディジタル最適レギュレータ,サーボ系設計支援システム2.ディジタル適応固定器設計支援システム3.ディジタルモデル規範型適応制御系設計支援システム4.不確定性を考慮したディジタル反復制御設計支援システム5.ロボットアームの軌道制御用ディジタルサーボ系設計支援システム設計支援システム2, 3は補助人工心臓に対して適応制御系を構成するために用いられ,その有効性は動物実験により確認されている.1.購入予定の設備備品は全て購入を完了し、これらを用いて以下のようなディジタル適応制御系設計支援システムを開発中である。a)ディジタル適応同定器設計支援システムb)ディジタルモデル規範型適応制御系設計支援システムc)ロボットアームを制御対象としたディジタル反復学習制御系設計支援システム上記システムaについては開発をほぼ完了し、現在、補助人工心臓制御システムへの適用を試みており、成果が期待される。また、Cも開発をほぼ完了し、有効性を検証中である。2.確率的適応制御の立場から、従来提案されているいくつかの適応制御アルゴリズム間の関係、問題点を明らかにし、改良を加えたアルゴリズムを提案した。このアルゴリズムを用いた適応制御系を設計するための支援システムの開発については現在検討中である。3.ある種の確率的最適制御問題を解析することにより、適応制御系で達成可能な性能限界について一つの示唆を与えた。4.ディジタル制御系ではコントローラ内での演算時間による制御遅れが存在し、この制御遅れを無視した設計を行うと、所望の制御成績が得られないことが起こり得る。そこで、このような制御遅れの影響を最適レギュレータおよび最適1型サーボ系について詳細に検討し、ロバスト安定性、外乱除去特性等に対する演算時間の影響に関するいくつかの新しい知見を得た。これらの結果を用いた適応制御系の構成法については現在検討中である。
視覚・聴覚・触覚・嗅覚メディアを用いた高臨場感通信に関する研究

本研究では、視覚、聴覚、触(カ)覚、嗅覚メディアを用いたいくつかのアプリケーションを対象として、高い臨場感を実現するために、サービス品質(QoS:Quality of service)制御について検討した。また、臨場感をユーザ体感品質(QoE:Quality of Experience)評価するための手法の検討も行った。QoE評価では、ネットワーク遅延やパケット欠落が人の知覚特性に及ぼす影響を調査し、いくつかのアプリケーションにおいて客観評価尺度から高精度に主観評価尺度を推定できることを示した。さらに、QoS制御として、反力の適応制御、メディア同期制御、ローカルラグ制御、香りの動的出カタイミング制御などを検討し、それらの有効性を示した。本研究では、視覚・聴覚・触覚・嗅覚メディアのうち、主として、ビデオ・サウンド・力覚メディア、立体ビデオ・力覚メディア、及び嗅覚メディア・触覚メディアの組み合わせを扱った。また、立体ビデオと自由視点ビデオも個別に検討対象とした。(1)ビデオ・サウンド・力覚メディア伝送におけるメディア間同期誤差がQoEに及ぼす影響を調査し、知覚限界や許容限界を明らかにした。また、ねとワーク遅延やその揺らぎの影響を調査するだけでなく、ビデオ・力覚メディア伝送やサウンド・力覚メディア伝送に対しても同様の調査を行った。(2)立体ビデオ・力覚メディアを用いた遠隔制御システムにおいて、文字を書く作業を扱い、ネットワーク遅延とその揺らぎがQoEに及ぼす影響を調査した。(3)嗅覚メディア・触覚メディアを用いた果物狩りを対象に、果実をもぐと香りがするようにし、もぐときの感触と香りとの同期誤差がQoEに及ぼす影響を調査し、知覚限界と許容限界を明らかにした。(4)立体ビデオの左右のフレーム間の遅延が立体視に及ぼす影響を調査した。また、ネットワーク遅延揺らぎとパケット欠落の影響も調べた。(5)自由視点ビデオ伝送方式として、多視点伝送方式、自由視点伝送方式、画像・奥行き画像伝送方式の三つを対象とし、ネットワーク遅延が視点変更に及ぼす影響をQoE評価によって調査した。その結果、画像品質については自由視点伝送方式が優れ、視点変更のインタラクティブ性については画像・奥行き画像伝送方式が優れており、総合品質に関してはカメラワークやコンテンツの違いによって方式間の優劣が異なることが判明した。本研究では、視覚・聴覚・触(力)覚・嗅覚メディアのうち、主として、ビデオ・サウンド、ビデオ(立体ビデオ)・力覚メディア、及び嗅覚メディア・触覚メディアの組み合わせを扱った。主な研究の成果を以下に示す。(1)ビデオ・音声を用いた遠隔合唱を対象とし、ネットワーク遅延の差が合唱の同期品質に及ぼす影響をユーザ体感品質(QoE : Quality of Experience)評価した。また、視聴者の端末で端末間同期制御によって複数の歌い手のビデオ・音声をメディア間同期させる方法を考案し、その有効性を示した。(2)ビデオ(立体ビデオ)・力覚メディアを用いた遠隔制御システムにおいて、文字を書く作業を扱い、ネットワーク遅延に応じて反力の大きさを動的に変更する反力の適応制御を適用し、QoE評価によって、その効果を明らかにした。(3)嗅覚メディア・触覚メディアを用いた果物狩り競争ゲームを対象に、果実を視点に近づけると香りがするようにし、香りがユーザに届くまでの時間がユーザ間の公平性に及ぼす影響をQoE評価によって調べた。また、両メディアを用いた遠隔生け花教室を対象に、香り空間(この領域に視点が入ると香りを感じる)の大きさを花の移動速度と方向によって動的に変更する制御を考案し、特許として出願した。また、QoE評価によって、その制御の有効性を示した。(4)立体ビデオの誤り補償を検討し、パケット欠落がQoEに及ぼす影響を調べた。また、ビデオを構成するスライスの数の影響も明らかにした。(5)自由視点ビデオの立体視を実現し、伝送方式として、合成画像伝送方式と画像・奥行き画像伝送方式を扱い、ネットワーク遅延が視点変更に及ぼす影響をQoE評価によって調査した。その結果、立体視を行わない場合と比べ、合成画像伝送方式の画像品質の劣化が抑えられたので、この方式の有効適用領域が広くなることが判明した。本研究では、昨年度までに構築した自由視点ビデオ伝送システムと力覚メディアを用いた遠隔制御システムを組み合わせて、自由視点ビデオ・力覚メディアを用いた遠隔制御システムを構築した。このシステムでは、自由視点ビデオを見ながら、マスタ端末の触覚インタフェース装置を用いて、遠隔のスレーブ端末の触覚インタフェース装置を操作することができる。このシステムを用いて、視点を自由に変更する場合と、変更しない場合で作業を行い、自由に視点を変更することで大きく作業効率と作業精度が改善されることを明らかにした。また、自由視点ビデオと力覚メディア間の同期を端末間同期制御によって行うアルゴリズムを考案し、実装した。

このアルゴリズムは、同期すべき全てのメディアをマスタメディアとして扱い、マスタメディア間同士の出力タイミングを合わせるとともに、メディア間同期誤差の知覚限界(誤差がこれより小さいと、ほとんどの人が誤差を知覚できない)と運用限界(知覚限界より狭く、誤差をこの範囲に収めて運用したい)を設けて、誤差が知覚限界の外に出ると、運用限界まで誤差を小さくしようとするので、高品質なメディア内及びメディア間同期を実現することが可能である。また、昨年度に作成した嗅覚・触覚・視覚(CG)メディアを用いたネットワーク型果物狩りゲームに聴覚メディア(サウンドによる効果音)を付加し、触覚と聴覚の有無を切り替えることによって、臨場感のQoE(Quality of Experience)評価を行い、それぞれの感覚が臨場感に及ぼす効果を定量的に明らかにした。この際、臨場感の評価手法の検討のため、SD(Semantic Differential)法、評定尺度法、一対比較法を用いた。さらに、嗅覚・触覚・視覚を用いた遠隔生け花においても、触覚と嗅覚の有無を切り替えることによって同様の評価を行った。研究の目的の一部である嗅覚メディアのQoS制御については、計画以上に大きな進展が得られ、特許として出願することができた。一方、自由視点ビデオと触覚メディアに関しては、個別の検討については順調に進展してきたが、両メディアを同時に扱い、QoS制御を検討することについては遅れている。従って、全体的には、おおむね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。早急に自由視点ビデオと触覚メディアを同時に扱うため、昨年度までに扱ってきた自由視点ビデオ伝送システムと触覚メディアを用いた遠隔制御システムをネットワークで接続し、端末間同期制御によって、自由視点ビデオと触覚メディア間の同期を実現する手法を採用する。これは、一つの端末で自由視点ビデオと触覚メディアを同時に扱うと処理能力上の問題が生じるだけでなく、システムの開発期間もかなり短くできるからである。
医療用X線による被曝線量低減と画質への影響の研究

1.純Ge検出器でX線スペクトルを測定する場合、撮影条件では管電流が大きいので、パイルアップ現象が発生して正確な測定ができない。そこで、管電流を減らせても撮影時の管電流波形を保つように、高電圧ケーブルの被覆を剥ぎ、静電容量を小さくして、2mA以下の管電流で測定ができるようにした。こうして、管電圧70kVで、管電圧脈動率を変えて、被写体として、アクリル樹脂(人体軟部組織に対応)厚さ0-35cm、Al(骨に対応)厚さ0-30mm、について、X線のスペクトル分布を測定した。これは光子スペクトルである。2.光子スペクトルを、エネルギースペクトルと、照射線量スペクトルに変換し、照射線量スペクトルの面積から、線量減弱曲線を作成した。これと、線量計で直接測定した線量減弱曲線を比較して、よく一致した。3.エネルギースペクトルと、5種類の増感紙・フィルム系の感度スペクトルの積をとって写真感度スペクトルを作り、その面積から写真感度減弱曲線を作成した。4.被写体として、アクリル25cmとAl30mmを選び、写真感度減弱曲線から、同じ写真濃度にするためのmAs値の比と管電圧脈動率との関係を求めた。その結果、脈動率が大きい程mAs値が大きいので、被写体の運動のぼけが大きくなり、画質が悪くなることがわかった。5.写真感度弱曲線と線量減弱曲線から、同じ写真濃度にするための、被写体表面位置での照射線量(被曝線量に比例)の管電圧脈動率依存性を求めた。その結果、脈動率が大きい程、被曝線量が大きいことがわかった。6.結論として、管電圧波形は定電圧に近いほど、画質と被曝線量の両方から、有利であることを、定量的に明らかにした。
イオン液体・イオンゲルを用いた生物型ソフトセンサ開発と多感覚モダリティ学習

本研究では,イオン液体・イオンゲルを媒体としたネットワーク構造を持つ生物模倣ソフトセンサを開発し,多感覚モダリティ間の学習を行うことで,人間と同等の適応性を持つロボットハンドの実現を目的とする.イオン液体・イオンゲルを用いたネットワークは,近年の3次元プリンタ技術を駆使することで実現可能であり,進展に強く壊れにくく,回路が破損した際も,ネットワークに圧力をかけることで自律的に再構成し,治癒する.このような生物型ネットワークセンサを開発し,構造がもたらす多感覚モダリティを学習する方法を提案,人間と同等の適応性を持つロボットハンドを実現する.人間の手は柔らかくつかむだけでなく多様な感覚で対象を認識し器用に操ることができる。本研究は、人間の手と同等の高い適応性を持つロボットハンドの実現を目的としている。イオン液体・イオンゲルを媒体としたネットワーク構造を持つ生物模倣ソフトセンサを開発し、多感覚モダリティ間の学習を行うことで、人間と同等の適応性を持つロボットハンドの設計と実装を目指している。社会で求められる技術を先導するソフトロボティクスの研究であり、当該分野を飛躍的に発展させる研究であると位置づけられる。新規性と有用性が明確に示された研究提案であることが認められる。独創的な研究方法が構築されており、対故障性の課題解決や、多感覚モダリティ間の連関の実現など、達成すべき目標が示され具体的である。産業界のニーズにも応えうる研究であり、本研究課題が成功した場合の波及効果も期待できる。本研究では,イオン液体・イオンゲルを媒体としたネットワーク構造を持つ生物模倣ソフトセンサを開発し,多感覚モダリティ間の学習を行うことで,人間と同等の適応性を持つロボットハンドの実現を目的とする.イオン液体・イオンゲルを用いたネットワークは,近年の3次元プリンタ技術を駆使することで実現可能であり,進展に強く壊れにくく,回路が破損した際も,ネットワークに圧力をかけることで自律的に再構成し,治癒する.このような生物型ネットワークセンサを開発し,構造がもたらす多感覚モダリティを学習する方法を提案,人間と同等の適応性を持つロボットハンドを実現する.
脊髄gap junction機能低下によって惹起される慢性疼痛の発現機序の解明

慢性疼痛の一つである神経障害性疼痛のモデルマウスの脊髄後角アストロサイトにおいて、gap junctionの構成タンパク質の一つであるconnexin43(Cx43)の発現が低下していることに着目した。本研究ではin vitro、in vivo解析により、脊髄後角アストロサイト-Cx43発現低下により、グルタミン酸トランスポーターGLT-1、interleukin-6及びcyclooxygenase-2発現が変動し、疼痛を惹起させることが明らかとなった。さらに遺伝子導入やリコピンにより脊髄後角アストロサイト-Cx43発現を回復させることにより、疼痛が緩和されることも確認した。本研究では、神経障害性疼痛に代表される慢性疼痛の発生機序において、脊髄アストロサイトのconnexin43発現低下がどのように関与しているのかを明らかにすることを目的とした。これまでにconnexin43に特異的なsiRNAをマウス脊髄くも膜下腔内へ投与することで、疼痛が惹起されることを見出している。そこで、この脊髄connexin43ノックダウンモデルを用いて、脊髄後角での如何なる疼痛情報伝達が変化しているのかについて薬理学的手法により検討を行った。その結果、脊髄connexin43ノックダウンによる疼痛閾値の低下は、グルタミン酸NMDA受容体拮抗薬およびAMPA受容体拮抗薬により有意に回復したが、substance P受容体拮抗薬では無影響であった。これらの結果より、脊髄connexin43発現低下により、グルタミン酸を介した神経伝達が亢進することにより疼痛が惹起されている可能性が示唆された。次に如何なる機序を介して脊髄connexin43発現が低下しているのかについて検討を行った。これまでに培養脊髄アストロサイトを用いた解析により、炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor(TNF)がconnexin43発現低下に関与していることを明らかにしている。そこで神経障害性疼痛マウスの脊髄くも膜下腔内へTNF拮抗薬であるetanerceptを投与すると、脊髄でのconnexin43発現低下は拮抗され、さらに疼痛閾値の低下も回復した。これらの結果より、神経損傷によって脊髄にて産生されるTNFがconnexin43発現低下の主要物質として作用している可能性が示唆された。さらに神経障害性疼痛マウスの脊髄後角においてconnxein36発現も低下していることを見出し、疼痛閾値の低下に関与していることも明らかにした。これまでの研究では、神経障害性疼痛時に認められる脊髄後角でのアストロサイトにおけるconnexin43(Cx43)発現の低下は、グルタミン酸神経伝達を亢進させることで痛みを発生していることを明らかにしている。本年度はどのようなメカニズムを介してグルタミン酸神経伝達が亢進されるのか検討した。その結果、Cx43 siRNAをマウス脊髄くも膜下腔内に投与することにより脊髄後角グルタミン酸トランスポーターGLT-1発現が有意に低下していることが明らかとなった。さらにマウス脊髄シナプトソームを用いた検討により、Cx43 siRNA処置によりグルタミン酸取り込み能も低下していることを明らかにした。次に、脊髄後角でのCx43発現をアデノウイルスベクターを用いて回復させることによる疼痛緩和効果を検討した。その結果、Cx43発現アデノウイルスベクターを神経障害性疼痛モデルマウスの脊髄くも膜下腔内に投与することにより、脊髄後角でのCx43発現増加に伴って、痛みが緩和されることが明らかとなった。さらにtumor necrosis factor(TNF)がCx43発現低下に関与していることをすでに明らかにしているが、TNF blockerであるetanerceptの効果も検討した。その結果、etanerceptを神経障害性疼痛モデルマウスの脊髄くも膜下腔内に投与することにより、脊髄後角のCx43発現低下が有意に拮抗され、痛みが緩和されることが明らかとなった。加えて培養脊髄アストロサイトを用いてTNFによるCx43発現低下メカニズムの検討を行った。その結果、TNFはubiquitin-proteasome系を賦活化させることによりCx43分解を促進することで、Cx43発現量を低下させることが明らかとなった。本年度研究において、神経障害性疼痛におけるconnexin43(Cx43)発現低下による疼痛発症メカニズムの大部分が明らかになった。さらにCx43発現低下を回復させることにより、神経障害性疼痛が緩和できる可能性も示唆することができた。また脊髄アストロサイトにおけるCx43発現低下に関与するメカニズムも明らかにすることができた。これらの成果は、Brain, Behavior, and ImmunityならびにBiochemical and Biophysical Research Communicationsに掲載された。本年度は、脊髄後角アストロサイトにおけるconnexin43(Cx43)発現低下がどのようなメカニズムを介して疼痛を惹起するのかを検討した。まず培養脊髄アストロサイトにCx43 siRNAを処置することでCx43発現をノックダウンさせることで、細胞機能に及ぼす影響を解析したところ、interleukin-6(IL-6)およびcyclooxygenase-2(COX-2)発現が有意に増加することが明らかとなった。さらに、脊髄くも膜下腔内にCx43 siRNAを投与したマウス(Cx43ノックダウンマウス)においても、脊髄後角でのIL-6およびCOX-2発現が増加することを確認した。またCx43ノックダウンマウスにおいて認められる疼痛は、IL-6中和抗体およびCOX-2阻害薬の投与により有意に緩和された。

加えて神経障害性疼痛マウスの脊髄後角におけるIL-6およびCOX-2発現増加は、Cx43発現アデノウイルスベクターを脊髄くも膜下腔内に投与することで抑制された。次にCx43発現低下がどのようなメカニズムを介してIL-6およびCOX-2発現を増加させるのかを検討した。その結果、Cx43発現をノックダウンさせた培養脊髄アストロサイトおよびCx43ノックダウンマウスにおけるIL-6およびCOX-2発現増加は、glycogen synthase kinase-3β(GSK-3β)阻害薬により抑制されることを明らかにした。さらにCx43発現をノックダウンさせた培養脊髄アストロサイトおよびCx43ノックダウンマウスの脊髄後角においてGSK-3βのセリンリン酸化が減少していることも明らかとなった。以上の結果より、脊髄アストロサイトにおけるCx43発現低下は、GSK-3β活性化を介してIL-6およびCOX-2発現を増加させることにより疼痛を惹起させることが明らかとなった。慢性疼痛の一つである神経障害性疼痛のモデルマウスの脊髄後角アストロサイトにおいて、gap junctionの構成タンパク質の一つであるconnexin43(Cx43)の発現が低下していることに着目した。本研究ではin vitro、in vivo解析により、脊髄後角アストロサイト-Cx43発現低下により、グルタミン酸トランスポーターGLT-1、interleukin-6及びcyclooxygenase-2発現が変動し、疼痛を惹起させることが明らかとなった。さらに遺伝子導入やリコピンにより脊髄後角アストロサイト-Cx43発現を回復させることにより、疼痛が緩和されることも確認した。本年度研究において、神経障害性疼痛における脊髄connexin43発現低下がもたらす疼痛閾値の低下に関与するメカニズムの一端が明らかとなった。また神経障害性疼痛時のconnexin43発現低下にTNFが重要な役割を果たしていることも明らかとなった。以上の結果は、現在国際誌に投稿中である。また神経障害性疼痛に異なるconnexinサブタイプであるconnexin36も関与していることを明らかにし、この成果はJournal of Neuroscience Researchに掲載された。脊髄アストロサイトにおけるconnexin43(Cx43)発現低下により如何なるメカニズムを介してグルタミン酸トランスポーターGLT-1発現が低下するのかを明らかにする必要がある。さらにCx43発現低下はGLT-1以外にも影響を及ぼすことで痛みを惹起している可能性についても検討する必要がある。また脊髄後角Cx43発現回復作用が新たな鎮痛標的となる可能性が予想される。そこでCx43発現増加効果を有する低分子化合物の探索も行う必要がある。神経薬理学今後はconnexin43発現低下が如何なるメカニズムを介してグルタミン酸神経伝達を亢進させるのか明らかにする必要があると考えている。
電気ポテンシャルCT法(断層法)による三次元き裂形状測定法の開発

X線CT法の基本思想に基づき、構造物あるいは試験片表面における電気ポテンシャル分布の測定値をもとに、逆問題解析手法を用いてき裂の存在位置、形状、寸法を測定する電気ポテンシャルCT法を提案した。逆問題解析手法として、境界要素法を援用した未知境界同定法および境界残差最小化法を開発・提案した。未知境界同定法では、不完全規定境界上の電気ポテンシャルおよび流束を境界積分方程式により求め、き裂存在面を流束=0の部分として求めた。また、境界残差最小化法では、種々のき裂形状に対し計算された電気ポテンシャルとこれらの観測値の間の残差をとり、残差を最小にするものを最尤き裂形状とした。これらの逆問題解析手法の改良および他の問題に対する拡張的適用についても議論した。電気ポテンシャルCT法の適用性を検討するため、種々の二次元き裂および三次元き裂の位置、形状および寸法の同定に関する数値シミュレーションを実施した。解析の対象としたものは、二次元物体中の縁き裂、内部き裂、および複数内部き裂、ならびに三次元物体中の表面き裂および内部き裂である。物体の裏面に存在する表面き裂を前面上の電気ポテンシャルより同定する試みも行った。数値シミュレーションより、これらのき裂の位置、形状および寸法は電気ポテンシャルCT法により同定できることが明らかとなった。また、電気ポテンシャルCT法の実際的適用例として、鋼板製試験片の中に存在する二次元縁き裂および内部き裂を同定する実験を行った。その結果、き裂の位置および寸法がよい精度で測定できた。さらに、電気ポテンシャル法が高温条件下のき裂の監視に利用できることが実験的に示された。以上のような数値解析的検討および実験的検討より、電気ポテンシャルCT法がき裂の位置、形状および寸法の定量的測定法として実用可能であることが明らかとなった。
天山山脈を中心とした中央アジア山岳地帯の高山フロラに関する種生物学的研究

多くの標本・資料,そして新しい知見が得られたが,項目ごとにまとめると次のようになる.高等植物のキンポウゲ科ではトリカブト属を中心として調査・研究を行った.カザフスタンのジュンガリ-スキーアラタウ山脈ではAconitum alatavicum,A.soongaricum,ザイリスキーアラタウ山脈ではA.nemorum,キルギスタンのキルギス山脈ではA.karakolicum,ス-サンミール山脈ではA.talassicumなどの種類を観察することができた.これらの種はトリカブト属のうちのCatenatae節を構成するもので、数珠状に連なる奇妙な塊根をつける,中央アジアの特産の種群である.平成4年度に実施したシベリア・アルタイ山脈での調査,平成5年度のシベリア・サヤン山脈での調査結果をも併せて,この節に所属する全ての種を観察することができた.現在これらの結果に基づいて,この植物群のモノグラフを準備中である.キルギスタンのアライスキー山脈では極めて特異な種,A.zeravschanicumを観察することができた.同じくキルギスタンの高山帯に分布する種A.rotundifoliumとともに,大ヒマラヤ地域の種類のモノグラフを作成する上で重要な知見が得られた.キク科ではトウヒレン属Saussureaを中心として調査した.カザフスタンのザイリスキーアラタウ山脈などに見られるセーター植物として知られる小型の種,S.gnaphalodesを詳細に検討したところ,従来からの懸案であった西ネパール産の種が新種であることが明らかとなった.記載文は現在準備中である.同じくトウヒレン属植物で,温室植物として知られるS.involucrataを主にカザフスタンの山岳地域で観察することができた.比較検討の結果,この種が,ヒマラヤ地域のS.obovallataと,シベリア地域のS.orgaadayiとS.dorogostaiskiiの間を結びつける存在であるという著者の仮説を裏付けるような証拠が得られた.なお,キンポウゲ科のトリカブト属,キク科のトウヒレン属をはじめとした多くの植物群について,研究協力者の喜多陽子により,DNA解析が進められている.高山植生の植物社会学的解析資料として,ジュンガルスキーアラタウ山脈において25個,ザイリスキーアラタウ山脈で17個,テレスケイアラタウ山脈で9個,クイリュウ山脈で28個,ス-サンミール山脈で33個,アライスキー山脈で15個,合計127個の植生資料を得た.これによって,天山山脈の高山植生について,調査した全地域と各山脈の特徴を具体的に把握できた.天山山脈高山植生に関する解析結果は,ユーラシア全体から見た日本の高山植生の特徴をより明らかにする上で重要である.また,これらの植生資料は標高,地形などの植物種の成育環境についての具体的データを含むので,対象となる分類群の種生物学的研究に寄与するものである.植物の化学分類学的研究の一環として含有フラボノイド成分の分離定性用に採集された植物はシダ類10種,アザミとその近縁属およびトウヒレン属の13属31種,タデ科12種であった.これらの種は複数の産地で集団ごとに採集された.これらの材料については,含有フラボノイド成分の分離定性を行った後,同一の,あるいは近縁の日本産の種,または以前に行ったヒマラヤ地域の種との比較生化学的研究を行う.なお,これらの分析材料についてはすべて乾燥標本として保存した.蘚苔類については高山植生の植物社会学的解析資料を含め約900点の標本を収集した.本地域の蘚苔類フロラはほとんど未知であり,今回の標本にもとづく解析結果が期待される.その解析には時間を要すためまだ結論を出すことはできないが,概してそのフロラの構成要素は多くがヨーロッパ,北米と共通な種類であり,東アジアまたはヒマラヤ地域に分布する種類は非常に少ない.また,比較的低海抜の乾燥地帯から氷河の発達する高山帯まで蘚苔類の生態を観察することができた.特に注目すべき点は,氷河付近の蘚苔類の分布と成育状況で,ヒマラヤでの観察例と合わせると,蘚苔類の成育状況から氷河の活動状況を推定できる可能性がある.平成8年3月ロシア人研究者を招聘し,アジア大陸の植物の種分化の問題に関して情報と意見の交換を行った.多くの標本・資料,そして新しい知見が得られたが,項目ごとにまとめると次のようになる.高等植物のキンポウゲ科ではトリカブト属を中心として調査・研究を行った.カザフスタンのジュンガリ-スキーアラタウ山脈ではAconitum alatavicum,A.soongaricum,ザイリスキーアラタウ山脈ではA.nemorum,キルギスタンのキルギス山脈ではA.karakolicum,ス-サンミール山脈ではA.talassicumなどの種類を観察することができた.これらの種はトリカブト属のうちのCatenatae節を構成するもので、数珠状に連なる奇妙な塊根をつける,中央アジアの特産の種群である.平成4年度に実施したシベリア・アルタイ山脈での調査,平成5年度のシベリア・サヤン山脈での調査結果をも併せて,この節に所属する全ての種を観察することができた.現在これらの結果に基づいて,この植物群のモノグラフを準備中である.キルギスタンのアライスキー山脈では極めて特異な種,A.zeravschanicumを観察することができた.同じくキルギスタンの高山帯に分布する種A.rotundifoliumとともに,大ヒマラヤ地域の種類のモノグラフを作成する上で重要な知見が得られた.キク科ではトウヒレン属Saussureaを中心として調査した.

カザフスタンのザイリスキーアラタウ山脈などに見られるセーター植物として知られる小型の種,S.gnaphalodesを詳細に検討したところ,従来からの懸案であった西ネパール産の種が新種であることが明らかとなった.記載文は現在準備中である.同じくトウヒレン属植物で,温室植物として知られるS.involucrataを主にカザフスタンの山岳地域で観察することができた.比較検討の結果,この種が,ヒマラヤ地域のS.obovallataと,シベリア地域のS.orgaadayiとS.dorogostaiskiiの間を結びつける存在であるという著者の仮説を裏付けるような証拠が得られた.なお,キンポウゲ科のトリカブト属,キク科のトウヒレン属をはじめとした多くの植物群について,研究協力者の喜多陽子により,DNA解析が進められている.高山植生の植物社会学的解析資料として,ジュンガルスキーアラタウ山脈において25個,ザイリスキーアラタウ山脈で17個,テレスケイアラタウ山脈で9個,クイリュウ山脈で28個,ス-サンミール山脈で33個,アライスキー山脈で15個,合計127個の植生資料を得た.これによって,天山山脈の高山植生について,調査した全地域と各山脈の特徴を具体的に把握できた.天山山脈高山植生に関する解析結果は,ユーラシア全体から見た日本の高山植生の特徴をより明らかにする上で重要である.また,これらの植生資料は標高,地形などの植物種の成育環境についての具体的データを含むので,対象となる分類群の種生物学的研究に寄与するものである.植物の化学分類学的研究の一環として含有フラボノイド成分の分離定性用に採集された植物はシダ類10種,アザミとその近縁属およびトウヒレン属の13属31種,タデ科12種であった.これらの種は複数の産地で集団ごとに採集された.これらの材料については,含有フラボノイド成分の分離定性を行った後,同一の,あるいは近縁の日本産の種,または以前に行ったヒマラヤ地域の種との比較生化学的研究を行う.なお,これらの分析材料についてはすべて乾燥標本として保存した.蘚苔類については高山植生の植物社会学的解析資料を含め約900点の標本を収集した.本地域の蘚苔類フロラはほとんど未知であり,今回の標本にもとづく解析結果が期待される.その解析には時間を要すためまだ結論を出すことはできないが,概してそのフロラの構成要素は多くがヨーロッパ,北米と共通な種類であり,東アジアまたはヒマラヤ地域に分布する種類は非常に少ない.また,比較的低海抜の乾燥地帯から氷河の発達する高山帯まで蘚苔類の生態を観察することができた.特に注目すべき点は,氷河付近の蘚苔類の分布と成育状況で,ヒマラヤでの観察例と合わせると,蘚苔類の成育状況から氷河の活動状況を推定できる可能性がある.平成8年3月ロシア人研究者を招聘し,アジア大陸の植物の種分化の問題に関して情報と意見の交換を行った.
ナノシリコン弾道電子エミッタの大気圧・液体中動作と応用

ナノシリコン弾道電子エミッタ(nc-Siエミッタ)が溶液中においても動作するという特異的な特長を生かしたデバイスの開発を念頭に研究を行った。得られた主な知見を下記に示す。1.nc-Siエミッタは重水中でも動作し、還元力の強い電子を溶液中に供給する活性電極として機能するため、対向電極なしの単独動作によって重水素を酸素のような副産物を伴わずに生成する。また重水素生成と連動して、電子溶出の間に溶液のpH値がアルカリ側ヘシフトする。2.溶液に注入された高エネルギーの電子は、水素イオン以外の陽イオンの直接還元に利用できる。3.デバイス表面から光を照射することで、表面電極を透過した光のほとんどがナノ結晶層内で吸収される。また光によって励起された電子の一部は、数eVのエネルギーをもって環境中へ放出される。そのため、真空中への電子放出量・溶液中における還元電流が増加するため、水素生成量が上昇する。4.nc-Siエミッタの直接還元効果を硫酸銅水溶液に適用すると、電子放出面に銅が堆積する。この現象は対向電極なしでも進行し、単独動作によって銅薄膜の形成が可能である。また、形成された薄膜は、高純度の多結晶状態である。5.電子放出面をリソグラフィーによってパターニングすることで、その形状に応じた銅薄膜が並列的に一括して形成でき、銅のナノワイヤリングが可能である。6.溶液中で陽イオンを形成する物質や金属など、産業上重要な材料の薄膜を原子レベルで形成できる可能性がある。このように、多岐にわたって今後の発展性を示す現象を見出すことができた。ナノシリコン弾道電子源(nc-Siエミッタ)の溶液中動作特性の把握と電子放出効率向上、動作の安定化を目的として研究を行った。得られた主な結果を下記に示す。1.nc-Siエミッタは、酸性からアルカリ性までの様々な水溶液中(純水・重水・生理食塩水:pH=7、希硫酸:pH=1、KOH水溶液:pH=13)において動作し、還元性の高い電子を溶液に注入する活性電極として機能する。そのため、いずれの水溶液でも、対向電極なしの単独動作により、水素(重水では重水素)を酸素のような副産物を伴わずに生成する。2.水素の生成割合は、放出電子の数、pH値、溶液の酸化還元電位に依存する。また素子表面に光を照射することで、放出電子数・水素生成効果を増強できる可能性がある。3.水素発生と連動して、電子放出の間に溶液のpH値がアルカリ側ヘシフトし、溶存水素量が増大する。これを利用すれば、溶液の電気的・化学的性質の制御が可能である。4.電子放出効率を高めるには、トンネル酸化膜を介して連結されたナノシリコンドットチェーン構造を高密度に形成し、界面の電子散乱要因を低減することがカギとなる。5.界面酸化膜に存在するダングリングボンドや準安定なSi-H結合をより安定なSi-C結合に完全に置換することが、動作の安定性を改善するために重要である。このように、今後の発展につながる知見を見いだすことができた。次年度は、個々の現象をさらに追求すべく、溶液中における弾道電子誘起還元効果の解明と応用に向けて実験と解析を総合的に進めていく。
ヒト敗血症ショックの実験モデルの確立と新しい治療法の開発

ガラクトシルセラミド(α-GalCer)を投与すると肺のNKT細胞が活性化し、肺局所でγ-インターフェロンが産生され、各種接着因子が発現され、炎症性細胞が肺に集積する。これがエンドトキシン投与による肺病変の準備段階となる。それら炎症性細胞をエンドトキシンが刺激して、各種炎症性メディエーターを過剰に産生させ、血管内皮や肺胞上皮などの障害が起こり、血管透過性を亢進し、肺病変、呼吸不全を導き、致死的ショックを誘導することを明らかにした。ガラクトシルセラミド(alpha-GalCer)で感作されたマウスにエンドトキシンを投与し、肺病変を伴う致死的ショックを誘導し、その肺病変形成メカニズムを解析した。alpha-GalCerを投与すると肺のNKT細胞が増加し、活性化し、肺局所でIFN-gammaが産生されることが明らかになった。その後、各種接着因子の発現が認められたが、とりわけVCAM-1の血管周囲での発現増強が著明であった。抗IFN-gamma中和抗体によりこのVCAM-1の発現は抑制されたことから、IFN-gammaによりVCAM-1が誘導されることが示唆された。さらに、肺でVCAM-1のカウンターパートであるVLA-4陽性細胞の著しい増加が認められた。抗VCAM-1抗体による細胞接着の阻止がこの致死的ショックの半数を阻止したことから、VLA-4細胞の浸潤が、肺病変形成に重要であると考えられた。alpha-GalCer感作マウスにエンドトキシンを投与することにより、肺でTNF-alpha、IL-6など炎症性サイトカインが産生され、血管透過性の亢進、血管傷害、細胞死も誘導された。これらのことから、肺への炎症性細胞の著しい浸潤が、エンドトキシン投与に対する準備状態と考えられた。そして、エンドトキシン投与が、これらの浸潤細胞から炎症性サイトカイン、メディエーターの誘発を導き、血管内皮傷害、組織障害が起こし、肺病変、呼吸不全を導き、致死的ショックを誘導すると推測された。alpha-GalCerを投与すると肺のNKT細胞が活性化し、肺局所でγ-インターフェロンが産生され、各種接着因子の発現され、炎症性細胞が肺に集積することがエンドトキシン投与による肺病変の準備段階であることを明らかにした。特にNKT細胞から産生されるγ-インターフェロンの役割が重要であることを結論づけた。Alpha-GalCer感作マウスにエンドトキシンを投与することにより、肺で腫瘍壊死因子(TNF-alpha)、インターロイキン6など炎症性サイトカインが産生され、血管透過性が亢進し、肺病変や機能不全が誘導されることを明らかにした。肺に浸透した炎症性細胞をエンドトキシンが刺激して、各種炎症性メディエーターを産出され、血管内皮や肺胞上皮などの細胞傷害、臓器障害が起こし、肺病変、呼吸不全を導き、致死的ショックを誘導することを明らかにした。エンドトキシンショックにおける肺病変形成にNKT細胞の重要性が示唆された。今後、肺に存在するNKT細胞のエンドトキシンに対する反応性を他臓器と比較検討し、NKT細胞のエンドトキシンショック、敗血性ショックにおける関与を解明したい。
自己免疫性出血病13の分子病態；抗第XIII因子自己抗体の解析と発生機序の解明

1.自己免疫性第XIII/13因子(F13)欠乏症(AiF13D)20例について全エクソーム解析を実施した。レファレンス配列と異なる一塩基多型(SNP)、多塩基多型、欠失、挿入は、各々の症例で45,49449,919個、348470個、1,2361,718個、9531,221個あった。PROVEAN解析したところ、SNPデータベースに未登録の変異が各症例で2,7813,141個が認められ、この内エクソンの変異は711846個、イントロンの変異は2,0572,598個で、前者の内Damaging(進化的保存性が高いアミノ酸の変異、または性質が異なるアミノ酸への置換)は266365個、Tolerated(進化的保存性が低いアミノ酸の置換で、影響の少ないと考えられるアミノ酸置換)は436538個だった。Damaging変異のうち、頻度が0.2より大きいものは65変異(60タンパク質)あり、抗原提示に関係するHLA-IであるHLA-A,B,FやHLA-IIであるHLA-DQA1も含まれていた。2. AiF13D症例から得られたヒト抗F13-Aサブユニット(F13A)モノクローナル抗体19クローンの内、液相でF13Aと結合した8クローンの認識部位を決定したので、現在、論文準備中である。3. AiF13D B型の抗F13B自己抗体による血中F13除去亢進の機序を追究するために、抗F13Bモノクローナル抗体をラット腸間膜法にて作製し、構造・機能関連解析を行った。F13B第10Sushiドメインに結合するクローンはいずれも血漿中でのフィブリン架橋反応を阻害し、また、F13Bかつフィブリノゲン依存性にトロンビンによるF13A活性化ペプチドの切断を抑制した。各クローンともF13-A2B2との結合性はF13Bと同等であったが、多くのクローンが異種四量体形成を弱く阻害した。1.AH13症例の自己抗体のエピトープマッピング;1)症例の抗FXIII-A抗体の解析:mAbの研究で開発した方法で分析した。2)症例の抗FXIII-B抗体の解析:上述したように抗FXIII-A抗体と同様に解析した。3)抗体標的配列の同定:症例の血漿・血清とFXIII-A、FXIII-Bを混合して免疫複合体を形成させ、各種のタンパク質分解酵素によって切断したペプチドを質量分析によって同定し、切断から保護された部位をエピトープの候補とした。FXIII-Aアミノ酸配列からデザインした合成ペプチドを作製して、AH13症例の抗体が結合するか否か、ELISAやドットブロット法などにより判定して、各症例の抗体のエピトープを大まかに決定した。2.基質認識を阻害する機能性抗体の検索と解析;FXIIIaのフィブリン/フィブリノゲンへの結合に対する阻害抗体、フィブリン/フィブリノゲンγ鎖の架橋結合/2量体化、フィブリン/フィブリノゲンα鎖の架橋結合/多量体化、フィブリン/フィブリノゲンα鎖とα2-PIとの架橋結合などを特異的に阻害するタイプについて、タンパク質化学的実験にて詳細に解析した。3.非機能性抗体の解析;FXIII抗原抗体複合体を形成してそのクリアランスが亢進している抗体を持つAH13症例も少なくない。このような症例ではFXIII活性のみならずFXIII、FXIII-Aなどの抗原量が激減している。そこで、結合はするがFXIII機能を阻害しない抗体をdot blot、ELISAなどの免疫学的アッセイを組み合わせて検出し、その性状を解析した。本研究の第一の目的は、自己免疫性出血病XIII/13の原因である抗F13自己抗体の作用機序を解明することである。血漿検体を如何に綿密に分析してもポリクローンあるいはオリゴクローン抗体(混合状態)であるから、それぞれの単クローン抗体の性状を精確に解明することは不可能である。そこで、我々は富山大学の小澤龍彦先生の協力の下に、ある新規AH13症例のリンパ球を分離し、ISAAC法により18種類に上るヒト抗FXIII-A単クローン抗体を得た。これは世界初の快挙である。既にそれらの機能的性状、免疫学的性状を解析し、3群に分類しつつある。現在、これらの抗体がFXIII-A分子のどの部分に結合するかを追究しつつあり、抗体結合部位とその抗体が示す阻害特性を対応させることによって、逆にFXIII-Aの構造機能連関を明らかにすることが可能になる。従って、本研究では、抗体の作用機序を解明すると共に、FXIII分子の科学的性状を解明することに成功しつつある。ある自己免疫性出血病XIII/13(AH13)症例から得られたヒト抗第XIII因子Aサブユニット(FXIII-A)モノクローナル抗体19クローンのうち、液相でFXIII-Aと結合した8クローンの認識部位を検索した。液相で反応するクローンのF(ab')2断片を作出し、各モノクローン抗体とFXIII-Aの結合に競合阻害が起こるか否かを調べた。78λのF(ab')2断片では01λ, 78λ(A群)と競合阻害が認められたが、他の抗体(11κ, 26κ, 36κ, 53λ, 53κ, 69κ;B群)とは競合阻害が認められなかった。

一方、69κのF(ab')2断片ではB群との競合阻害が認められたが、A群とは競合阻害が認められなかった。69κと78λについて詳細にエピトープ情報を得るために、プロテアーゼプロテクションアッセイをそれぞれのF(ab')2断片を用いて実施した。IgG分子全体, F(ab')2断片共通で保護された領域は69κではβ-サンドウィッチ領域のNH2末端側とバレル2のCOOH末端側、78λではバレル1のCOOH末端側であった。AH13症例の大半にFXIII-A二量体(A2)に強く反応してFXIII-Bとの複合体形成を阻害する抗体があるが、A2は巨核球・血小板や単球・マクロファージ細胞内に存在するので、細胞の崩壊に伴って他の細胞内タンパク質と共に抗原提示されている可能性がある。そこで、血小板や巨核球系(MEG-01)・単球系培養細胞(THP-1)を用いて、細胞内タンパク質に対する抗体の有無を検討したところ、AH13の35例中MEG-01に対して18例、マクロファージ様に分化させたTHP-1に対して16例に結合するIgGが検出された。血小板や培養細胞の抽出物を用いたウエスタンブロット解析でも、複数例の検体に異なる細胞内タンパク質と結合するIgGが認められた。昨年、富山大学の小澤龍彦先生の協力の下に、世界で初めてヒト抗FXIII-A単クローン抗体を得て、今年度はさらにそれらのF(ab')2断片を作出して、エピトープ領域を同定した。その結果、上述したA群はA2B2複合体形成を阻害し、B群は活性化に伴いFXIII-BがFXIII-Aから解離するのを阻害するので、解離阻害抗体同士、あるいは複合体形成阻害抗体同士のエピトープは同一あるいは近傍に存在していることを明らかにした。また、多くのAH13症例の血漿検体において、血小板や単球・マクロファージの細胞成分と反応する抗体が存在することを確認したので、これらの細胞の崩壊により細胞外に放出されたタンパク質とともにFXIII-Aが抗原提示されている可能性が高い。従って、軽微な感染や炎症などがきっかけで細胞崩壊を生じ、A2に対する抗体が産生されているものと推測される。なお、AH13症例の約半数に自己免疫性疾患や悪性腫瘍が基礎疾患として認められる一方、残りの半数は特発性である。そこで、AH13の自己抗体産生の遺伝的背景を検索するために、一部の症例で主にF13A(及びF13B)遺伝子の多型性/変異と免疫応答関連遺伝子の多型性をエクソーム解析しつつあり、健常人との差異が認められた部位もあるので、さら症例数を増やして有意差を検証したい。1.自己免疫性第XIII/13因子(F13)欠乏症(AiF13D)20例について全エクソーム解析を実施した。レファレンス配列と異なる一塩基多型(SNP)、多塩基多型、欠失、挿入は、各々の症例で45,49449,919個、348470個、1,2361,718個、9531,221個あった。PROVEAN解析したところ、SNPデータベースに未登録の変異が各症例で2,7813,141個が認められ、この内エクソンの変異は711846個、イントロンの変異は2,0572,598個で、前者の内Damaging(進化的保存性が高いアミノ酸の変異、または性質が異なるアミノ酸への置換)は266365個、Tolerated(進化的保存性が低いアミノ酸の置換で、影響の少ないと考えられるアミノ酸置換)は436538個だった。
食物アレルギーの予防・寛解ツールとしての運動の効果とそのメカニズムの解明

平成30年度はBALB/cマウスを用いて、マウス自発運動が経皮アレルゲン感作に及ぼす影響について,組織学的手法から検討した。運動はマウスの飼育ケージ内にワイヤレスランニングホイールを設置し実施させた。その際,マウス自発運動量(ランニングホイール回転数)を合わせて測定した。感作するアレルゲンには鶏卵白由来アルブミン(OVA)を採用した。OVA経皮感作は先行研究を元に剃毛した背部に4%SDS溶液を塗布して皮膚バリアを脆弱にさせたのち,OVA溶液を塗布して成立させた。4%SDS溶液/OVA溶液の塗布は週3回行い,2週間実施した。その後,皮膚組織を採取し,PFA固定/パラフィン包埋/切り出しを行い,組織標本を作成した。切り出した皮膚組織はHE染色を行い,細胞浸潤を評価した。実験の結果,全てのマウスにおいて,4%SDS溶液/OVA溶液の実施により,皮膚組織中へ細胞の浸潤が観察された。先行研究において,経皮感作の成立には感作時に皮膚組織に浸潤する好塩基球が関与することが知られており,本研究で観察された浸潤細胞も好塩基球が含まれているものと推察された。さらに,運動の実施の有無による細胞浸潤の違いについて検討したところ,運動実施群において皮膚組織への細胞浸潤が抑制される傾向が観察された。今後はこれら浸潤細胞の細胞腫ならびに細胞数を定量的に評価するとともに,当該皮膚組織のサイトカイン産生などを評価する予定である。経皮感作モデルについては方法が確立できており,順調に実施できた。また生理学的指標お呼び血液などを対象とした評価も予定通り実施できた。一方で組織学的評価を行うにあたり,HE染色による評価は行ったものの,免疫染色の実施はセットアップに時間を要したため,実施できなかった。組織標本は既に作成していることから,今後速やかに評価・解析する予定である。現状で当初仮説に近い現象を観察できていることから,予定通り研究を進める予定である。採用予定の実験手法の導入が遅れ、試薬の購入を次年度に回したため、次年度使用金が生じた。新年度早々に購入・支出の予定である。
英語の語用論的能力を測る2つのテスト方法の比較と妥当性の検討

本研究は、語用論的能力を測る代表的テストであるProduction QuestionnaireとRole Playを、日本人大学生40人に実施し、結果を(1)観点別得点、(2)解答の言語学的分析、(3)解答プロセスのプロトコールの3つの側面から比較し、その妥当性を検討することを目的とした。まず、測定する発話行為を当初の計画より増やし、「依頼」と「拒絶」の2種類8場面にして、上記2種類のテストを作成、実施した。その際、解答に至るプロセスに関するデータを得るため、各場面のテストが終わる度に、詳しいアンケート調査と、無作為抽出による聞き取りを行った。得られた解答は、2人の訓練された英語母国語話者に「適切さ」と「文法・語法」の観点から採点してもらった。膨大なデータ数のため、まだ完全には分析が終了していないが、現在までに得られた主な結果は、以下の通りである。1、Role PlayもProduction Questionnaireも、採点者間相関が比較的高く(Role Play:0.64-0.94,Production Questionnaire:0.69-0.90)、信頼し得るテストであることがわかった。2、2つのテストは、「文法・語法」の観点では、比較的高い相関を示したが、「適切さ」の観点では、0.04-0.51と相関値が低く、テスト方法要因(method factor)の影響が強いことがわかった。Role Playでは、Production Questionnaireでは測れない発音、視線、態度、ジェスチャー、声の大きさ等が「適切さ」の要素として加味されるためと思われる。3、テスト後のアンケート調査の集計の結果、74.7%の被験者が「話し始める前に言うことを全て考えた」、61.9%の被験者が「日本語で考え、英語に訳した」等と答えており、海外の英語学習者とは異なる、日本人学習者特有の特徴を示した。
離散型シミュレーションのモデル化に関する研究

1)平成3年度に引き続き、モデル化に当たって役立つと考えられるガイドラインをまとめたG.Polyaの古典的名著"How to Solve It"(邦訳:「数学問題をいかに解くか」)の離散型シミュレーション版とでも言うべき"How to Model It"(仮題)を完成させる作業を進めてきた。また、"How to Model It"に提示するガイドラインの効用をFMSシミュレーションの事例を取り上げ、具体例で実証してきた。2)離散型シミュレーションと知識工学とは、プログラミング・レベルでは密接な関係がある。実際、オブジェクト指向言語の元祖であるSIMULAは元来シミュレーション言語として開発されたものであるなど、両者のソフトウェアはオブジェクト指向と密接に関係している、既に、ZieglerやFutoによって、離散型シミュレーションと人工知能との関連、とりわけ、シミュレーションのモデル化とAIとの関連が研究されているが、これらの研究と我々の経験的アプローチに基づく研究との関係を明らかにする研究をすすめている。4)離散型シミュレーションを用いたシステム設計プロジェクトの進め方について整理した。ことにモデルの正当性の検証、妥当性の検証の進め方および利用可能な技法について検討した。5)昨年度に引続きモデルの等価性について検討している。かんばん方式と呼ばれる生産管理方式と有限バッファ待ち行列との等価性を具体例として、モデルの等価性について検討している。6)FMSシミュレーションに対するアニメーションを具体例として、離散型シミュレーションのモデル化におけるアニメーションの活用方法を検討してきた。1.モデル化に対する帰納的アプロ-チからの研究の体系化PritskerやHenriksen等のシミュレ-ション言語開発者の豊富な経験に基づくシミュレ-ション・モデル化に対する帰納的アプロ-チによる研究を整理し、その体系化を図った。その成果をサ-ベイ論文としてまとめる準備をしている。また、研究代表者が着目してきたオリエンテ-ション、すなわち、プロセス中心のモデル化における、なにをモデル中を動き回る要素とするかの決定がモデル化に果たす役割を明らかにした。2.モデル化に対する演繹的アプロ-チからの研究の体系化モデル化に対するtopーdown型の理論的・演繹的研究を進めているZeiglerの研究グル-プの研究を検討・整理しサ-ベイを作成している。これが終了次第、演繹的アプロ-チと帰納的アプロ-チとの関連を明らかにし、両者のギャップをいかに埋めるかの検討を進める。3.FMS(Flexible Manufacturing System)のシミュレ-ション実在するFMSのシミュレ-ション・モデルを作成し、妥当性の検証を行っている。モデル化に当たっての問題点・課題などを整理・検討している。