hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚サーボを用いた自律分散ネットワーク型術中画像誘導手術マニプレータの開発

脳神経外科,整形外科に於いて,穿刺治療支援マニプレータや骨切断ロボット等を用いた低侵襲手術や遠隔手術の支援には,MR, CT,超音波画像等を用いた画像誘導手術の開発が必要である.画像誘導手術の問題点は,患者の予測外の動きや呼吸性運動により,術中の患部位置が術前画像と異なることである.本研究では,対象患部の移動を術中画像内で認識し手術ロボットを誘導するアルゴリズム開発を行う.まず術中画像に基づいた実時間穿刺を援助するマニピュレータの開発を行った.実時間動作に対応できかつ放射線被爆のない超音波装置を利用し,動作対応画像処理アルゴリズムによる穿刺ターゲットと穿刺針の認識を実現した.ファントムの移動による穿刺経路の更新速度は最大6.94回/一秒であった.次にMRI画像撮像中の患部の移動計測を目指し,射影プロファイルマッチングを用いた移動量計測法を開発した.画像レジストレーションに必要な対象臓器の位置情報はナビゲータエコーのデータを用いた取得方法を開発した.データは実験終了後にワークステーションへ転送,処理した.作成した基準プロファイルと各時点の射影プロファイルを用いて,肝臓位置の時間変化を計算した.また計測された位置変化を基準画像に反映して肝臓を画像内で移動させ,移動後に撮影された各時点の画像との差分画像を作成した.その結果移動量計測について臨床応用に耐えうる精度を得た.ファントム実験,動物実験,オフライン臨床実験を通して,提案したマニピュレータ,アルゴリズムが動く対象に対して実時間追跡ができることを確認した.また体動や臓器全体のトラッキングを行うMRI撮影法の開発を行って,MRI誘導手術における患者の巨視的な体動補正を行う「射影プロファイルマッチング」を提案し,ファントム及び臨床実験において臨床適応の可能性が高いことが示された.脳神経外科,整形外科に於いて,穿刺治療支援マニプレータや骨切断ロボット等を用いた低侵襲手術や遠隔手術の支援には,MR, CT,超音波画像等を用いた画像誘導手術の開発が必要である.画像誘導手術の問題点は,患者の予測外の動きや呼吸性運動により,術中の患部位置が術前画像と異なることである.本研究では,対象患部の移動を術中画像内で認識し手術ロボットを誘導するアルゴリズム開発を行う.まず術中画像に基づいた実時間穿刺を援助するマニピュレータの開発を行った.実時間動作に対応できかつ放射線被爆のない超音波装置を利用し,動作対応画像処理アルゴリズムによる穿刺ターゲットと穿刺針の認識を実現した.ファントムの移動による穿刺経路の更新速度は最大6.94回/一秒であった.次にMRI画像撮像中の患部の移動計測を目指し,射影プロファイルマッチングを用いた移動量計測法を開発した.画像レジストレーションに必要な対象臓器の位置情報はナビゲータエコーのデータを用いた取得方法を開発した.データは実験終了後にワークステーションへ転送,処理した.作成した基準プロファイルと各時点の射影プロファイルを用いて,肝臓位置の時間変化を計算した.また計測された位置変化を基準画像に反映して肝臓を画像内で移動させ,移動後に撮影された各時点の画像との差分画像を作成した.その結果移動量計測について臨床応用に耐えうる精度を得た.ファントム実験,動物実験,オフライン臨床実験を通して,提案したマニピュレータ,アルゴリズムが動く対象に対して実時間追跡ができることを確認した.また体動や臓器全体のトラッキングを行うMRI撮影法の開発を行って,MRI誘導手術における患者の巨視的な体動補正を行う「射影プロファイルマッチング」を提案し,ファントム及び臨床実験において臨床適応の可能性が高いことが示された.本研究は、これまでの外科手術マニプレータの研究成果の累積を踏まえて、これを術中断層像による視覚サーボ制御へと展開・発展させ、最終的には術中画像誘導型手術マニプレータシステムを開発することを目的とする。この中では特に、術中医用画像に基づく視覚サーボソフトウェアの開発、ネットワーク型自律分散システムの設計と開発、直感的かつ効率的なインターフェーシヤル技術の開発、動物及び臨床試験を介して臨床応用への可能性を検証しシステムの評価を行う。平成13年度は、次の二つの準備的な研究を遂行した。まず、手術マニプレータの開発:既存の手術マニプレータを改良し、ネットワーク分散型統合に適した機器・ソフトウェア構成を構築する。まず制御ボードをDSP搭載型制御ボードに変更し、これをリアルタイムOSが稼動する制御ホストに装備する。別に画像処理とインターフェースを兼ねたホスト(サンマイクロシステムズ社Ultra60)を設置し、制御ホストと視覚サーボ等の高度演算を行うホストを個別化することで、それぞれに適した機器・OS・ソフトウェア構成を構築した。各ホストをソフトウェア的に連結するミドルウェアとしてCORBAを採用した。以上の成果は平成13年コンピュータ外科学会で発表した。インターフェースホストでは高度グラフィクス及び画像処理機能を備えた画像支援ソフトウェアが稼動する。このインターフェースホストは画像診断装置(及びそれに付随するホスト)から術中画像を逐次取り込み、体外からは確認することのできない、マニプレータの体内の状況モニタリングを行う。当該ホストについては、臨床実験、特許申請を終えている。本研究では術中の画像に基づいた実時間手術を援助するシステムの開発を目的をしている。今年度は実時間動作のため超音波装置を利用し、高度の画像処理アルゴリズムを適用し目的とするターゲットと穿刺針の認識を行った。主に研究の対象とした内容は以下の点である。1.超音波誘導型動作追従穿刺ロボット超音波誘導型動作追従穿刺ロボットの構造上の特徴は超音波プローブとマニピュレータが一体化されていることである。

これにより外部から何らかの衝撃が与えられた場合でも穿刺針がプローブと一定の位置関係を保ち、超音波画像上に常に穿刺針の位置が把握できる。皮膚を通過する点が固定点となるため、本装置は針の角度とターゲットまでの距離を調節して穿刺経路を決める2自由度を有している。2.ビジュアルサーボによるリアルタイムフィードバック本研究ではターゲットまで穿刺針を実時間に導くためビジュアルサーボコントロールを用いている。これは本来情報量において優れた感覚である視覚をセンサーとして利用し画像処理によって必要な情報を取る仕組みとなる。3.超音波画像処理画像処理で認識の目標となるのは腫瘍または血管そして穿刺針である。腫瘍の認識のためにはActive Contour models(Snakes)という方法を用いた。穿刺針の認識のためには針が画像上で直線に見えることに着目し直線抽出に優れた性能を示すHough Transformを用いた。これは画像座標系から直線のパラメートスペースに変換することによって画像上の直線成分だけを抽出できる方法である。Hough Transformは直線が途切れていた場合にも効果的に対応できる特徴がある。4.実験と結果本研究の評価のためにファントムを用いた実験を行なった。動いているスポンジを穿刺針の先端が実時間に追従していることが確認できた。針の位置と方向は最大(Active Contour適用外)一秒に10回修正ができた。穿刺エラーはスポンジの移動速度に従って増加するが最低7.1mmだった。今後は臨床データに基づく研究を予定としている。画像連携型MRI誘導ロボット医用画像診断装置の発達に伴い、医用画像誘導による経皮的脊椎穿刺手術が可能となり、最小限の侵襲で患部へ到達し治療を行う手術が可能となりつつある。経皮的穿刺治療では、針を患部へ誘導するための形態画像だけでなく、治療効果の生理学的情報の可視化が強く求められているため、今後は核磁気共鳴診断画像(Magnetic Resonance Image : MRI)を誘導画像として利用するニーズが高まる。穿刺手術という治療空間の限られた術式では、術者の人間としての手作業では実現できない手術操作が必要となる。まず一つ目として、MRI画像の画質に影響を与えず、MRI撮影装置内の強磁場環境でも動作する手術ロボットの開発。次に、MRI内で高速に体動や臓器の移動を計測する手法の開発。最後に、上記の二つの目的を兼ね備えた臓器移動や体動に追従するMRI誘導手術ロボットの開発を行った。(方法)MRI環境用手術ロボット経皮的穿刺治療をMRI撮影装置内で行う際に、穿刺針を予め設定したターゲット(主として熱凝固治療する腫瘍)に誘導するロボットを開発した。ロボットはXYZステージと針の保持部で構成されている。ストローク幅は垂直方向に150ミリ、患者からの遠近移動に150ミリ、患者との平行移動に250ミリである。
上体運動による平衡維持と非駆動車輪車両推進力生成の同時実現に関する研究

本研究では,スケートボードやインラインスケートによる移動手法のうち,地面を脚等で蹴ることで推進力を得るのではなく,受動車輪をもつ台に上体すべて搭載させた状態で,平衡を保ちながら上体を運動させることで車体全体を駆動する推進方法を明らかにすることを目的としている.これまでの研究では外力作用に対して静的平衡を如何に保つかが研究されていたが,この研究では静的平衡を保ったまま移動が可能になる点で新しく,工学的応用に意義がある.本年度は,研究課題で例示した「2輪スケートボード」,「インラインスケート」,「ツイストカー(プラズマカー)」の3対象について以下の成果をえた.2輪スケートボードでは,その数理モデルを構築し,そのモデルによる推進が現実運動を記述しうるかを,ヒトの実際のスケートボード運動の計測結果と比較を行った.推進方向の軌道は合わせられることができるが,未知パラメータの調整によっている可能性が残るので,その正確な同定による結果の一致が課題である.インラインスケートは,ヒトの運動を伸縮する脚をもつ一質点系としてモデル化し,非ホロノミック拘束をもつ台車の上で脚の伸縮と足首のヨー軸周りのひねりを周期的に与えることで,推進が可能であることをシミュレーションにより示した.ツイストカーでは,ステアリングの周期的な動きと推進距離・方位の変化をルックアップ・テーブルとして保存し,これを利用して所定の位置へ誘導する方法を提案した.また,その有効性をシミュレーションにより検証した.本研究では,スケートボードやインラインスケートによる移動手法のうち,地面を脚等で蹴ることで推進力を得るのではなく,受動車輪をもつ台に上体すべて搭載させた状態で,平衡を保ちながら上体を運動させることで車体全体を駆動する推進方法を明らかにすることを目的としている.これまでの研究では外力作用に対して静的平衡を如何に保つかが研究されていたが,この研究では静的平衡を保ったまま移動が可能になる点で新しく,工学的応用に意義がある.本年度は,研究課題で例示した「2輪スケートボード」,「インラインスケート」,「ツイストカー(プラズマカー)」の3対象について以下の成果をえた.2輪スケートボードでは,その数理モデルを構築し,そのモデルによる推進が現実運動を記述しうるかを,ヒトの実際のスケートボード運動の計測結果と比較を行った.推進方向の軌道は合わせられることができるが,未知パラメータの調整によっている可能性が残るので,その正確な同定による結果の一致が課題である.インラインスケートは,ヒトの運動を伸縮する脚をもつ一質点系としてモデル化し,非ホロノミック拘束をもつ台車の上で脚の伸縮と足首のヨー軸周りのひねりを周期的に与えることで,推進が可能であることをシミュレーションにより示した.ツイストカーでは,ステアリングの周期的な動きと推進距離・方位の変化をルックアップ・テーブルとして保存し,これを利用して所定の位置へ誘導する方法を提案した.また,その有効性をシミュレーションにより検証した.
全自殺事例報告に基づく自殺予防対策の提示と比較対照研究の実施

岡山県の全自殺例の分析を行い、練炭自殺が30 40代の男性を中心にある時期に集中して発生することを明らかにした。厚労省の人口動態統計のデータセットを構築して分析を行い、不況などの社会経済状況からみてハイリスク集団を同定し、この集団に対して適切な時期に予防的な介入を実施し、自殺を減少させることができないかを検討した。秋田県、岩手県、足立区など自殺予防の先進地域の取り組みを分析し、「ヘルスプロモーション・アプローチ」という総合的な取り組みを都市部を中心に浸透させることの重要性を明らかにした。この研究は、「自殺の実態分析を社会に生かす」ことを目的として、岡山大学が収集した岡山県下の全自殺例に関するデータベースを活用して、人のライフステージやリスクに対応した有効性のある自殺対策を提示することをめざしている。同時に、厚生労働省の「自殺死亡統計の概況」などの指標と当データベースとの比較等を通じて、自殺の背景因子や個人特性の地域差などを明らかにし、地域の実情に応じた自殺予防対策の提言をめざしている。平成21年度においては、本学のデータベースをもちいて岡山県の2年間の全自殺例824例に関する記述疫学的な分析を行い、下記の論文を発表した。この研究では、練炭による一酸化炭素中毒自殺が、30代から40代の男性を中心に、ある時期に集中して発生する傾向が明らかになった。これが新手の自殺手段による事例の詳細なマスコミ報道などを契機に発生していないかどうかなど、今後の研究でさらに分析する。また、厚生労働省の人口動態統計として発表されているデータを整理し、自殺数の年次推移をみた場合に、自殺数の増加は連続的に起こっているのではなく、ある時期に不連続に増加していること、この不連続性は自殺手段別に見たとき、特定の自殺手段が大きく寄与している可能性があることを見出した。そこで、厚生労働省に人口動態統計の目的外使用を申請し、承認を得たところであり、現在、人口動態統計に関する徹底した記述疫学・分析疫学的な分析を行っている。今後、「不況などの社会経済因子に対する自殺のハイリスク集団を同定し、これらのハイリスク集団に対して、致死的な自殺方法へのアクセスの制限や自殺を試みる直前での予防的な介入を、適切な時期に実施することにより、自殺者を減少させることができないか」という観点を中心に研究を深め、具体策を提言していきたいと考えている。この研究は、「自殺の実態分析を社会に生かす」ことを目的として、岡山大学法医学教室が完全匿名化状態で保管する岡山県下の全自殺例に関するデータを公衆衛生学的視点から活用して、人のライフステージやリスクに対応した有効性のある自殺対策を提示することをめざしている。平成22年度においては、厚生労働省に人口動態統計の目的外使用を申請し、承認を得たデータに基づいて、人口動態統計に関するデータセットの構築、徹底した記述疫学・分析疫学的な分析を継続的に行っている。加えて、本邦における経済指標に関する文献検索を行った。本研究の目的として、「不況などの社会経済因子に対する自殺のハイリスク集団を同定し、これらのハイリスク集団に対して、致死的な自殺方法へのアクセスの制限や自殺を試みる直前での予防的な介入を、適切な時期に実施することにより、自殺者を減少させることができないか」という観点を中心に研究を深めており、今後は、本研究結果を用いて、具体策の提言に結び付けていきたいと考えている。この研究は、「自殺の実態分析を社会に生かす」ことを目的として、岡山大学法医学教室が完全匿名化状態で保管する岡山県下の全自殺事例に関するデータを公衆衛生学的な視点から活用して、人のライフステージやリスクに対応した有効性のある自殺対策を提示することをめざしたものである。平成23年度においては、人口動態統計にかかわるデータセットの構築と記述疫学的かつ分析疫学的な解析を行った。本研究の目的に対応して、「不況などの社会経済因子に対する自殺のハイリスク集団を同定し、これらのハイリスク集団に対して、致死的な自殺方法へのアクセスの制限や自殺を試みる直前での予防的な介入を適切な時期に実施することにより、自殺者を減少させることはできないか」という観点を中心に研究を深めた。今年度は最終年度であることにかんがみ、研究報告書をまとめ、関係者に広く配布した。この報告書には、これまで発表した論文に加えて、主任研究者による「自殺対策をどう進めて行くか-日本の自殺の現状と課題」という総括論文を掲載した。この論文では、自殺の現状を述べたうえで、自殺率の最上位を占め、かつ昨年大震災に襲われた岩手県における震災前後の自殺の状況を述べた。地域型の先進モデルとして、岩手県の久慈モデルと秋田県6町の自殺予防対策モデル事業について、都市型のモデルとして東京都足立区の取り組みを概説した。

結論として、これらの先進的な取り組みは、地方型と都市型の差異はあるものの、(1)関係機関のネットワーク強化の取り組みがなされている(2)窓口対応のみならず、その後のフォローアップに細心の配慮が払われている(3)自殺のサインに気づき、気づいた場合に適切な関係機関につなぐ「ゲートキーパー」の養成に重点が置かれている(4)地域の住民と関係機関をつなぐ保健師が大きな役割を果たしている、といった共通点があることを指摘した。今後の自殺対策の成否は、このような「ヘルスプロモーションのアプローチ」といわれる総合的な取り組みが都市部を中心にさらに浸透し普及していくか否かにかかっている。
中国北西部砂漠地での水収支の研究

1.表流水・地下水の調査・観測体系の設定黒河流域にある既設4つの水位・流量観測所を調査し、観測方法、観測期間、観測精度について評価。ただ11月から4月までの凍結期間での観測精度の低下への対応をどうするか、水収支解析上、支川山丹河に流量観測所を新規に設置することなどが明かとなった。29ケ所の既設井戸を調査。地下水位、水量、PH、電気伝導を測定し、それらの等高線等値線を作成。これら調査結果と井戸の利用度合を考慮して連続観測を実施する観測井の候補地点を3ケ所設定した。さらに平成3年3月、これらの観測井の自記水位計(小笠原計器製作所製)を設置し、キャリブレ-ションを行った後、観測を開始した。さらに、既設の気象観測所の分布状況を調査し、日本側が連続観測する雨雪量計3ケ所の設置場所を選定した。2.砂漠地における地下水観測井の試掘と自記水位計の設置砂漠気象観測点の近傍に地下水観測井を試掘するため、まずオ-ガ-によって数ケ所穿孔し、地下水深の状況を把握。地下水深が4m近くであることを確認。ブルド-ザ-曳行のもとトラック2台でボ-リング機械を運搬し、地下水位の年変動を考慮して、約15mまで試掘、井戸の径は外径150mm、内径108mmであり、地下水面から15mまではストレ-ナ-で覆った。地質柱状図を作成するとともに、土の物理特性を把握するためにコアサンプリングを深さ方向に10ケ所とった。さらに平成3年3月にこの観測井に細井戸用水位計(小笠原器製作所製)を設置し、キャリブレ-ションを行った後、観測を開始した。3.砂漠における砂および土中の水分移動の調査・観測値点の選定砂漠観測点の砂丘上と丘間地に選定し、オ-ガ-によって穿孔し、中性子水分計(RI挿入型、フィ-ルドティック社製)用のパイプ(4m×2組)を挿入した。両点とも挿入深は約3.7mで、地上に約0.3m突き出ている。砂丘上の観測点における砂丘の厚さは約1,2mで、その下に厚さ約1,3mの赤土層があり、さらにその下は砂丘砂より粒径のやや細かい砂層であった。丘間地の測点においては細砂層を約2,4m堀り進んだところで地下水面に致達した。したがって10月19日当日の地下水深は約3,7mであった。パイプの下端は閉じており、パイプ中に水を入れない非水浸方式がとられているが、埋設時にはパイプ底は地下水面に一致していたことになる。オ-ガ-による穿孔とパイプの間の空隙は掘り出した土で成層状態を乱さないように埋め戻した。これらパイプ中に中性子水分計を挿入して、実際に水分移動の鉛直プロファィルを測定することを平成3年度に計画している。4.砂漠砂層中の水分フラックスの測定地下水面の浅い砂丘地を選定し、砂層中を液相で輸送される水分フラックスを測定。将来、塩分含有量の測定と併せて、水分・塩分の垂直輸送過程を明らかにする。まず予備調査として、砂丘間の平坦地と用水池の近傍2ケ所で穴を掘り、地下水位と水温を測定。さらに用水池近傍の地下水面の深さ48cmの砂層中、深さ24cmのところに熱伝導率測定用プル-ブと水分微流量計センサ-を埋設し観測を行った結果、砂層の熱的特性として、熱伝導率K=2.0×10^<-3>cal/cm・sec・゚C、熱拡散率κ=6.2×10^<-3>cm^2/sec、熱容量cρ=k/κ=0.32cal/cm^3・゚cを得た。水分微流量計は明らかに下向きの(浸透)フラックスを示していたが、今回はその値を確定するには至らなかった。今後の問題点として水分微流量計のCalibration Curveを確定することが必要である。5.地下水の水質分析22ケ所の地下水採水地点で電気伝導度を測定し、EC(25°C)に換算。EC(25°C)の値が2000μs/cmを越える地点が6ケ所あった。地下水のPHはほとんど中性か弱アルカリ性であった。一方河川水のPHは6,57,0の範囲にあり、中性あるいは弱酸性を示した。さらに河川水1ケ所、地下水4ケ所について同位体による水質調査を行い、現在分析中である。6.水分・熱輸送観測用機材の設置ならびに地表付近の熱収支・水収支の目視観測水分・熱輸送観測用機材を日本側ステ-ションである砂漠・オアシス観測地点に運搬し、組立作業を実施。さらに両地点の地表面付近の熱収支・水収支の目視観測を行った。

これら調査結果と井戸の利用度合を考慮して連続観測を実施する観測井の候補地点を3ケ所設定した。さらに平成3年3月、これらの観測井の自記水位計(小笠原計器製作所製)を設置し、キャリブレ-ションを行った後、観測を開始した。さらに、既設の気象観測所の分布状況を調査し、日本側が連続観測する雨雪量計3ケ所の設置場所を選定した。2.砂漠地における地下水観測井の試掘と自記水位計の設置砂漠気象観測点の近傍に地下水観測井を試掘するため、まずオ-ガ-によって数ケ所穿孔し、地下水深の状況を把握。地下水深が4m近くであることを確認。ブルド-ザ-曳行のもとトラック2台でボ-リング機械を運搬し、地下水位の年変動を考慮して、約15mまで試掘、井戸の径は外径150mm、内径108mmであり、地下水面から15mまではストレ-ナ-で覆った。地質柱状図を作成するとともに、土の物理特性を把握するためにコアサンプリングを深さ方向に10ケ所とった。さらに平成3年3月にこの観測井に細井戸用水位計(小笠原器製作所製)を設置し、キャリブレ-ションを行った後、観測を開始した。3.砂漠における砂および土中の水分移動の調査・観測値点の選定砂漠観測点の砂丘上と丘間地に選定し、オ-ガ-によって穿孔し、中性子水分計(RI挿入型、フィ-ルドティック社製)用のパイプ(4m×2組)を挿入した。両点とも挿入深は約3.7mで、地上に約0.3m突き出ている。砂丘上の観測点における砂丘の厚さは約1,2mで、その下に厚さ約1,3mの赤土層があり、さらにその下は砂丘砂より粒径のやや細かい砂層であった。丘間地の測点においては細砂層を約2,4m堀り進んだところで地下水面に致達した。したがって10月19日当日の地下水深は約3,7mであった。パイプの下端は閉じており、パイプ中に水を入れない非水浸方式がとられているが、埋設時にはパイプ底は地下水面に一致していたことになる。オ-ガ-による穿孔とパイプの間の空隙は掘り出した土で成層状態を乱さないように埋め戻した。これらパイプ中に中性子水分計を挿入して、実際に水分移動の鉛直プロファィルを測定することを平成3年度に計画している。4.砂漠砂層中の水分フラックスの測定地下水面の浅い砂丘地を選定し、砂層中を液相で輸送される水分フラックスを測定。将来、塩分含有量の測定と併せて、水分・塩分の垂直輸送過程を明らかにする。まず予備調査として、砂丘間の平坦地と用水池の近傍2ケ所で穴を掘り、地下水位と水温を測定。さらに用水池近傍の地下水面の深さ48cmの砂層中、深さ24cmのところに熱伝導率測定用プル-ブと水分微流量計センサ-を埋設し観測を行った結果、砂層の熱的特性として、熱伝導率K=2.0×10^<-3>cal/cm・sec・゚C、熱拡散率κ=6.2×10^<-3>cm^2/sec、熱容量cρ=k/κ=0.32cal/cm^3・゚cを得た。水分微流量計は明らかに下向きの(浸透)フラックスを示していたが、今回はその値を確定するには至らなかった。今後の問題点として水分微流量計のCalibration Curveを確定することが必要である。5.地下水の水質分析22ケ所の地下水採水地点で電気伝導度を測定し、EC(25°C)に換算。EC(25°C)の値が2000μs/cmを越える地点が6ケ所あった。地下水のPHはほとんど中性か弱アルカリ性であった。一方河川水のPHは6,57,0の範囲にあり、中性あるいは弱酸性を示した。さらに河川水1ケ所、地下水4ケ所について同位体による水質調査を行い、現在分析中である。6.水分・熱輸送観測用機材の設置ならびに地表付近の熱収支・水収支の目視
ペットボトルを利用したシンプルで創造的な新しいロボット教材の開発

先行研究を土台にして、本研究によって次の3つを開発した。1ペットボトルを利用した安価かつシンプルなロボット教材を開発した。2接触センサー、距離センサー、筋肉電位センサーを利用したロボットのコントローラを開発した。3利用者がさらに深く学び、応用を可能にするための回路を実現した。1に関して従来のロボット教材は、高価かつ動作原理が見えにくいという欠点があり、教材の普及等に課題があった。これに対して開発した教材は、身の回りのペットボトルを利用し、部品数を低減するなどして\3500という安価を実現した。さらに、シンプルな構造により、回路や力学的な動作を理解しやすいという利点を得た。2に関して先行研究によって開発された教材は、モーターの制御はつまみを回すことで行っていたが、本研究によって、接触センサー、距離センサー、筋肉電位センサーで制御することが可能になった。これをワークショップ等で使用したところ、「自走するロボット」や「人と同じ動作をするロボット」など、これまでになかったロボットが利用者によって実現され、より創造的な教材を実現することができた。3に関して教材に使われているマイコンは、書き込まれたプログラムによって、センサーの信号をパルス信号に変換してモーター制御を行っている。AD変換とよばれるこの操作は、工学的に重要であり、本教材を用いることでその基礎を学ぶことができる。この学習に必要な、信号を読み取ったり、マイコンのプログラムを変更したりする端子を教材に実装し、より深い学びを手軽に実現できるようにした。その他小学生、高校生、大学生それぞれを対象にして4回のロボット作りのワークショップを開催したが、同じ教材を用いながらも、校種や年齢にあった学びを利用者に与えることができた。この成果により、現在、研究機関や企業と連携しながら、教材のさらなる発展が図られている。
シンク器官におけるタンパク質リン酸化による機能発現制御機構の解析

光合成により固定された炭水化物は、植物のシンク器官(特に貯蔵器官)へ送られ、デンプンなどの貯蔵物質として蓄積される。イネ未熟種子特異的カルシウム依存性プロティンキナーゼ(SPK)はデンプン生合成が最も盛んな登熟中期の未熟種子特異的に強く発現する。SPKの生化学的性質を知るために、SPKをグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質として、大腸菌での発現を試み、目的の分子量を有する融合タンパク質の生成を確認した。得られたタンパク標品は、ヒストンに対するリン酸化活性を示した。また、カルシウム依存性プロティンキナーゼ特有の性質を示した。一方、SPK遺伝子の生理的機能を知るために、SPKのアンチセンス遺伝子による発現抑制を試み、形質転換イネでの形態的、生理的変化、デンプン生合成系遺伝子発現との関係を調査した。その結果、受粉後の登熟過程におけるデンプン生合成の阻害が認められ、これらの未熟種子にショ糖を多く含む水分が蓄積した。また、以降の種子成熟過程も起こらなかった。その結果、稔実率が極端に低下した。このことから、SPKは貯蔵デンプン生合成時におけるシグナル伝達経路で、重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、後代の種子を栽培し、導入したアンチセンス遺伝子の遺伝を検定したところ、約半数がアンチセンス遺伝子が分離脱落個体であった。アンチセンス遺伝子の脱落個体は正常に育ち、稔実率も回復した。一方、アンチセンス遺伝子の存在する個体も、栄養成長期は正常な形態を示したが、これらの植物における種子の稔実率は、親世代と同様に極端に低いものから、正常に近いものまで様々に分かれた。このことは、アンチセンス遺伝子の存在(発現)が後代種子形成に阻害的に働いたことを示している。
歯科用金属によるアレルギー発現のスクリーニングに関する研究

歯科用金属によるアレルギーの発現は、臨床的症例が多いことから作用機作の解明とともに、そのスクリーニング法が求められている。そこで水銀などの歯科用金属の感作性をマウスの代替法で評価するとともに、ヒトにおけるアレルギー発現をスクリーニングするためのパッチテストやリンパ球刺激試験、機能検査を行い、以下の結論を得た。(1)マウスを用いた感作性試験のMEST(Mouse Ear Swelling Test)法で水銀やニッケルの感作性を調べたところ、水銀は軽度な腫脹を示す濃度で感作された場合には、症状が発現したが、低濃度の繰り返し感作や炎症を起こす高濃度の感作では、症状は現れなかった。したがって水銀などは感作し易い金属ではあるが、免疫寛容も引き起こし易いことを示した。(2)パッチテストの陽性者・陰性者についてリンパ球刺激試験を行ったところ、クロムやコバルト、金、チタンでは陽性者のみで高値となり、スクリーニング法としての有用性を示した。しかし水銀とニッケルでは、すべての被験者で陽性となり、免疫寛容によるリンパ球の反応でも刺激指数が高くなり、寛容による抑制と症状の発現を判別できなかった。(3)金属との反応後のリンパ球表面のCD4^+(ヘルパーT細胞)やCD8^+(サプレッサーT細胞)など機能を調べた。水銀やニッケルによるin vitro刺激で、CD4^+やCD8^+の変化は少なかったが、T細胞表面インターロイキン-2(IL-2)レセプターの発現や培養液中IL-2活性、γ-インターフェロン(γ-IFN)活性は明らかに上昇し、とくにアレルギー発症者で高くなった。これらのことから、IL-2レセプターの発現やγ-IFN活性などのリンパ球機能検査により、免疫寛容の状態を判別して、アレルギー発現をスクリーニングできる可能性が示された。歯科用金属によるアレルギーの発現については、多くの症例が報告され、作用機序の解明とともに簡易なスクリーニング法の確立が望まれている。そこで今回、水銀など歯科用金属の感作性を代替法のMEST(Mouse Ear Swelling Test)で検討するとともに、in vitro検査法のリンパ球刺激試験を行い、アレルギー発現のスクリーニング法としての有用性を検討し、以下の結果を得た。【1】感作陽性物質のDNCB(1-Chloro 2,4-dinitrobenzene)は、初回の感作で症状の発現を得たことから、MESTは感作性評価のスクリーニング法として適切であることを示した。しかし水銀やクロム、ニッケルでは初回の感作では感作が成立せず回数を重ねる必要があった。【2】とくに水銀では、発赤や軽度の腫脹を生じる起炎症濃度で感作した場合には症状を発現するが、炎症を示さない低濃度では繰り返し感作しても症状を呈しなかった。またアジュバントにより感受性を高めたり、炎症を起こす高濃度水銀を繰り返し接触させた場合には、逆に炎症が抑制され、免疫寛容を示す結果であった。したがって水銀は、歯科用金属では最も感作し易い金属ではあるが、免疫寛容も引き起こし易いことを示した。【3】パッチテストの陰性者および陽性者の被験者からリンパ球を採取し、in vitroで刺激試験を行ったところ、クロムとコバルトはパッチテストの結果と一致して、パッチテスト陽性者のみリンパ球反応も陽性を示した。しかし水銀とニッケルは、パッチテストの陽性・陰性にかかわらず、いずれの被験者もリンパ球反応が陽性で、日常生活で感作し易く、いずれの被験者も感作しているが、免疫寛容の結果・パッチテストで陽性を示さないものと推察された。これらの結果から、アレルギーの発現には感作性とともに免疫寛容もスクリーニングする必要性が考えられた。

歯科用金属によるアレルギーの発現は、多くの症例が報告され、作用機作の検索とともに、スクリーニング法を確立することが緊急の課題となっている。そこで今回、ヒトにおける歯科用金属によるアレルギーの発現をin vitroで検査するリンパ球刺激試験を行うとともに、抗原のin vitro刺激によるリンパ球の反応をCD4^+(ヘルパーT細胞)、CD8^+(サプレッサーT細胞)の変化で調べ、in vivo反応のパッチテストやアレルギー発症経験との関係から検討し、以下の結果を得た。【1】コバルトやクロム、金、チタンのリンパ球刺激試験では、パッチテスト陰性者は低い刺激指数を示し、アレルギー発症経験者を含むパッチテスト陽性者で刺激指数が180以上の高値であった。これらの金属については、リンパ球刺激試験によるスクリーニングは有用であった。【2】しかし水銀とニッケルでは、アレルギーの発症経験やパッチテストの結果と関係なく、いずれの被験者もリンパ球刺激指数が高値であった。とくに高い刺激指数を示した水銀の長期取り扱い者では、パッチテストも陰性であったことから、免疫寛容によるリンパ球の反応でも刺激指数が高くなることを示唆した。したがって感作されやすく、また免疫寛容を起こしやすい水銀とニッケルでは、リンパ球刺激試験はin vivo反応を反映しないので、スクリーニング法として有用でないことを示した。【3】マイトージェン物質のPHA(フィトヘマグルチニン)による刺激では、CD4^+、CD8^+ともに大きな変化を示した。水銀およびコバルトのin vitro刺激では、CD4^+はアレルギー発症経験者で変化せずに非経験者で減少傾向であり、CD8^+はいずれも減少して免疫応答の可能性を示唆した。リンパ球刺激試験やCD4^+、CD8^+などの免疫応答の変化をアレルギー発現のスクリーニングに応用するには、さらなる検討が必要である。歯科用金属によるアレルギーの発現は、多くの症例が報告され、作用機作の検索とともにスクリーニング法を確立することが課題となっている。これまでにin vivoでのパッチテストを検討してきたが、刺激作用が加わって実際のアレルギー反応よりも過剰な結果を現すという問題点があることを報告してきた。そこで今回は、in vitroでアレルギー作用をスクリーニングする方法として、リンパ球刺激試験とリンパ球機能検査を検討し、以下の結論を得た。(1)金属抗原の刺激によるリンパ球の反応を、チミジンの取り込み量から求めるリンパ球刺激試験では、クロムやコバルト、金、チタンさらに感作陽性物質のDNCB(1-Chloro,2,4-dinitrobenzene)は、陽性者のみで180以上の高値となり、in vitroのスクリーニング法として有用であることを示した。しかし感作され易く、かつ免疫寛容も起こしやすい水銀とニッケルでは、すべての被験者で陽性となった。免疫寛容によるリンパ球の反応でも刺激指数が高くなることを示したことから、寛容による抑制と症状の発現を判別できず、スクリーニング法として不適であった。(2)次に、培養後のリンパ球機能を調べたところ、T細胞表面のCD4^+(ヘルパーT細胞)や
鉛非含有ビスマス系新規強誘電・圧電薄膜デバイスの開発

平成14年度で確立した、高品質かつ高性能なBi_4Ti_3O_<12>(BIT)系多結晶強配向薄膜の合成方法及び単純形状への微細加工技術を用い、平成15年度に実施した研究において、材料開発フェーズでの最大の成果は多結晶薄膜においても単結晶材料の持つ理想的な強誘電体特性・圧電体特性を発現させ得る薄膜合成に世界で先駆けて成功したことである。従来、強誘電体・圧電体薄膜の特性は、バルク単結晶材料の特性に比べ劣ることが通説となっており、これを覆す成果は国内外に多大な反響を呼び、米国電気化学学会(ECS2003)及び米国材料学会(MRS2003)という、機能性酸化物分野で世界的に最も権威ある学会において招待講演を依頼され、また国内においては日本セラミックス協会電子材料討論会研究奨励賞を受賞した。得られたBIT基多結晶強配向薄膜に、ドライエッチングにより数μmオーダーの構造に加工を行って成形したマイクロキャパシタセル及びマイクロ圧電素子について、原子間力顕微鏡(AFM)による強誘電特性・圧電特性の評価を実施した。その結果従来報告のあった多結晶焼結体・薄膜に比べ優れた強誘電・圧電応答を示す薄膜であることを示し、特に希土類添加を行うことで、BIT多結晶バルク体の約3倍の圧電定数(d_<33>=60pm/V)と優れた強誘電残留分極(P_r=46μC/cm^2)という、単結晶BITに匹敵する特性の発現に成功した。これにより材料開発フェーズを終了し、圧電体マイクロデバイス開発に着手した。まず100μmオーダーの構造での圧電特性をレーザー振動計により評価し、上記のAFMによるナノオーダー領域での特性とよく対応することを示した。圧電体薄膜の特性評価においては、その簡便さからAFMによる評価が盛んに行われているが、ナノオーダーとミクロンオーダーでの特性を総合的に評価した例はほとんどなく、デバイス評価の分野でも先駆的な研究実績を上げ、有力外国雑誌へ論文投稿中である。平成14年度は、高品質かつ高性能なBi_4Ti_3O_<12>(BIT)系多結晶強配向薄膜の合成方法確立と、単純形状への微細加工条件確立及びその基礎的な電気特性評価を中心に研究活動を行った。まず、金属アルコキシドを出発原料とした前駆体溶液の調整方法を確立し、安定なコーティング溶液の合成に成功した。次に、結晶化挙動から熱処理条件を決定し、圧電体デバイスに不可欠な膜厚1μm以上の薄膜の合成及び、強誘電体メモリ材料に不可欠な膜厚200nm程度の薄膜合成方法を確立した。熱処理条件の適切な選定により、強誘電分極方位へ強く配向した薄膜及びその合成方法について、特許出願を行った。また、薄膜成膜に用いたSi基板への下部電極形成方法の検討及びBIT多結晶への希土類イオン添加により、更に強誘電・圧電特性に優れた強配向薄膜の合成方法を発見し、特許出願を行うとともに、下部電極基板と添加イオンによる格子歪の関係について議論した研究論文の投稿準備を行っている。得られたBIT系多結晶強配向薄膜は、ドライエッチングによる微細加工条件を詳細に検討し、数μmオーダーの構造に加工を行った。成形したマイクロキャパシタセル及びマイクロ圧電素子について、原子間力顕微鏡(AFM)による強誘電特性・圧電特性の評価を実施した。その結果従来報告のあった多結晶焼結体・薄膜に比べ優れた強誘電・圧電応答を示す薄膜であることを示し、特に希土類添加を行うことで、単結晶BITの約1.5倍の圧電変位を示す薄膜の合成に成功し、また薄膜材料では実現できていなかった、単結晶の強誘電特性を完全に発揮する薄膜の合成に初めて成功した。これらの成果は、米国材料学会(MRS2002)及び集積化強誘電体国際会議(ISIF2003)という、強誘電体薄膜分野で世界的に最も権威ある学会において招待講演を依頼されるなど、研究代表者が主張している配向制御の重要性とその実現手法が、国内外で注目されている。

その結果従来報告のあった多結晶焼結体・薄膜に比べ優れた強誘電・圧電応答を示す薄膜であることを示し、特に希土類添加を行うことで、BIT多結晶バルク体の約3倍の圧電定数(d_<33>=60pm/V)と優れた強誘電残留分極(P_r=46μC/cm^2)という、単結晶BITに匹敵する特性の発現に成功した。これにより材料開発フェーズを終了し、圧電体マイクロデバイス開発に着手した。まず100μmオーダーの構造での圧電特性をレーザー振動計により評価し、上記のAFMによるナノオーダー領域での特性とよく対応することを示した。圧電体薄膜の特性評価においては、その簡便さからAFMによる評価が盛んに行われているが、ナノオーダーとミクロンオーダーでの特性を総合的に評価した例はほとんどなく、デバイス評価の分野でも先駆的な研究実績を上げ、有力外国雑誌へ論文投稿中である。
熱流束計による潜在的衰弱木の簡易検出法の開発

小型熱流束センサーを,針葉樹と広葉樹に装着し連続測定を行った。既存の樹液流速度の計測機の値と比較した。検出データは樹種の違いにかかわらず一定の傾向を示した。晴天で蒸散が活発な時間帯は、熱流束の値は外気から樹幹内方への動きを示し、蒸散が停止する夜間には逆方向の熱の移動があった。外樹皮が厚い樹種では値の変動幅が小さくなった。実用化の前に装着時の課題として検討する必要がある。研究用の樹液流速計では,樹幹に金属棒を刺して加熱するため,植物生理への影響も懸念される。熱流束センサーで樹液流速度の低下や停止を伴う樹木病害のモニターに利用可能と判断された。樹木医が街路樹の診断に使えるように製品化を考えたい。熱流束センサーは樹幹の曲面への装着に適した小型タイプ(縦横1x1cm)を選択した。針葉樹(アカマツ、ヒマラヤスギなど)と広葉樹(コナラ,アベマキなど)の健全木を供試木とし、外樹皮を少し剥いで両面テープでセンサーを装着した。検出した値(電圧差)をロガーに蓄積し、1ヶ月4ヶ月程度連続測定を行った。一部の個体には既存の樹液流速測定手法である熱拡散法(グラニエ法)を同時に適用し、両者の値を比較した。蒸散が活発な日照時には、熱流束の値は外気から樹幹内方への動きを示した。根から低温の水が吸い上げられて木部樹液流として枝へと動き、そのために樹幹内が外気より低温になっていることを示す。一方、蒸散が停止する夜間には逆方向の熱の移動が認められた。つまり、昼間に暖まった樹幹辺材から気温が低下した外気方向に熱が移動することが確認された。この熱流束の値の変動傾向は、樹幹表面と樹幹木部(辺材)に装着した温度計の値の差とも一致していた。針葉樹供試木では、熱流束の値の変動は、既存の測定法であるグラニエ法による測定値と極めて高い相関を示した。従って、日照時の樹液流速の変動に関しては、熱流束センサーによる測定の信頼度は高いものと判断された。グラニエ法では、樹幹の1点を加熱してその熱の拡散傾向から樹液流速を測る。この手法と比べると、非破壊的で小型の熱流束センサーによる測定は利点が多い。樹液流の活発さは樹木の衰弱傾向と関係が深いことが知られており、装着や計測が容易である熱流束センサーは、樹木医の街路樹診断や果樹園での利用に適していると考えられる。広葉樹でも、熱流束の値の変動は針葉樹と同様に認められたが、樹種や個体によって変動幅や変動の傾向に差違が認められた。通導組織のである道管のサイズや分布特性によって測定値差違が出現する可能性が考えられる。小型タイプ(縦横1x1cm)熱流束センサーを,針葉樹(アカマツ、ヒマラヤスギなど)と広葉樹(ソヨゴ,コナラ,アベマキ,イチジク苗)を供試木として装着し,14ヶ月間連続測定を行った。また,既存の樹液流速度の計測機械で同時に計測し、両者の値を比較した。検出データは針葉樹と広葉樹,および樹種の違いにかかわらず一定の傾向を示した。ただし,アベマキやコナラなど外樹皮が厚く断熱効果の高い樹種では,剥皮が少ない場合は熱の移動が妨げられ,値の変動幅が小さくなった。実用化の前に,装着時の課題として検討する必要がある。主幹部の太さが約1cmのイチジク苗にも装着し,イチジク株枯病の病原菌接種の後の変化を測定した。気温よりも土壌温度が低い昼間には,健全木では熱流束値が最大(外から内への熱移動)となる時刻は気温が最高値を示す時刻よりもやや後であった。一方,葉の萎れなどの外部病徴が発生した個体では,熱流束値のピーク時刻が早まることが発見された。以上の結果から,熱流束センサーで樹液流の活発な状態が把握でき,樹液流速度の低下や停止を伴う樹木病害のモニターに利用可能と判断された。

現在普及している研究用の樹液流速計では,樹幹に差し込んだ金属棒への加熱により流速を推測するという原理のため,細い樹木には適用不可能であり,加熱による植物生理への影響も懸念される。これに対して,熱流束センサーは太さが1cm程度の細い個体に適用できる点で優れた特性があるといえる。2年間の研究の結果から,熱流束センサーによって,樹液流動の日変動および罹病木における樹液流動の低下傾向が把握できることが明らかになった。樹木医が街路樹の診断に使える形で汎用化すると,有用であると考えられる。森林病理学初年度は測定を試行し、手法について検討する予定であったが、針葉樹と広葉樹、各数種で連続的に計測した結果を検討することができた。既存の測定法である熱拡散法(グラニエ法)による測定も本年度から一部の個体で実施することができた。計画時には苗木を供試木とする予定であったが、グラニエ法では付傷による影響が予想されたため、直径10cm以上の成木を用いる実験とした。熱流束センサーの値はグラニエ法との相関が極めて高いことがわかり、まず針葉樹については信頼度の高い結果が得られた。このような成果が得られたので、研究はおおむね順調に進展していると判断した。初年度の実験では、少数の計測機器を一定期間ずつ様々な樹種に設置して計測を行った。また、グラニエ法の機器は離れた位置に点在する供試木には設置できないという制約から、すべての供試木で両測定法の比較が難しかった。しかし熱流束センサーの有用性が明確になったので、今後の研究では計測機器を買い足して、測定樹種と個体数を増やし、測定期間を長くする予定である。また、簡便な樹液流測定装置としてロガーと組み合わせ、樹木医の街路樹診断にも利用できるように検討したい。計測用のセンサーとロガーの購入数を計画時よりもやや減らしたため、次年度使用額が生じた。この金額は、センサーとロガーの買い増しに使用する予定である。
植物の防衛形質における遺伝的多型の維持機構：シロイヌナズナ属野生種による検証

当該研究課題の第一年目として、実験圃場での操作実験と野外調査を行った。対象植物としてアブラナ科ハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri subsp. gemmifera)の有毛型と無毛型を材料とした。圃場では、ハクサンハタザオ約400個体を用い、有毛・無毛型の頻度とダイコンサルハムシ(Phaedon brassicae)の有無を操作することで、これらの2要因が植物の食害率と繁殖に与える影響を評価した。この結果、ハムシ存在下でのみ、有毛型と無毛型の間で少数派の繁殖が良くなることが明らかとなった。このことはハムシの存在が有毛・無毛型の二型の維持機構となることを意味している。野外では、ハムシが出現している集団において、半径1mのプロットを複数設置し、有毛型と無毛型の個体群動態を継続して調査している。野外では、有毛型が少数派のときに食害率が低くなる傾向がみられた。今年度の結果を合わせた3年間の調査から、プロット内で少数派を占めていた型の頻度が中程度に復元することが明らかとなった。さらに、近畿圏のハクサンハタザオ26集団を対象として、有毛型と無毛型の頻度と食害率の調査を行った。これらの地理的変異データを気候データと合わせて、各集団の有毛・無毛型の頻度に影響する要因を解析した。その結果、集団の平均食害率が高くなるほど無毛型の頻度が急激に低くなること、二型の頻度と気候条件には有意な関係はみられないことが明らかとなった。以上により、ハクサンハタザオにおいて細毛の変異を形成する要因を、集団内と集団間の複数のスケールから検討することができた。これらの成果は、植物の防御形質における遺伝的多様性の維持機構を包括的に理解することに貢献するものと考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
社会人と中学・大学生との交流促進のためのSNS構築とキャリア教育としての評価

本研究では、多様な職業についての理解や、自己理解を目的としたキャリア教育を大学生や中学生を対象として実施し、その評価を試みた。学びを促進する仕組みとして、生徒や学生、社会人の交流に着目し、交流を促す手段としてインターネット上の交流システム(SNS)を活用した。中学校と社会人、大学生同士の交流を促す授業実践を3つの現教育場で実施した結果、職業理解はもちろん、自己理解の支援を図ることができた。本研究は、多様な職業や職種についての理解の促進を目的としたキャリア教育(職業理解教育)を、中学生、および大学生を対象として実施し、今後のキャリア教育に向けてのモデル構築を行うことが目的である。本実践研究では、仕事に就いている社会人を「社会人メンター」(仕事についての助言者)と位置づけ、インターネット上の交流システム(SNS=Social Network Service)を用いることで、生徒・大学生らと質疑応答を基本とした交流を図れるようにした点に特徴がある。本年度は、埼玉県内の中学校と大分県内の大学、および社会人とを結ぶSNSを構築し、授業実践の中で活用した。SNSのシステム拡張にあたっては、カメラ付き携帯電話や簡易型ビデオカメラを用いて対象者が撮影した動画を容易に共有できるようにした。また、PCからだけでなく、携帯電話からもシステムにアクセスができるように拡張し、より多様な利用者が参加できるようにした。授業実践は、中学校では総合的な学習の時間の枠組み活用する一方で、大学では「キャリアデザイン入門」などの授業を開講し、社会人と質疑応答を通して学習できるようにした。本年度の授業実践の評価は、現在、質問紙調査やインタビュー調査の結果を整理している最中だが、自分自身の職業への興味関心の深化や、多様化が図られていることを確認することができた。本授業の成果の一部は、ファカルティディベロップメント(FD)の一例として学会等で報告した。また、昨年度までの成果について学術論文として整理し、査読付き論文として採録された。本研究では、多様な職業についての理解の促進を目的としたキャリア教育(職業理解教育)を、大学生および中学生を対象として実施し、今後のキャリア教育に向けてのモデル構築を行うことが目的である。本研究では、実際に仕事に就いている社会人を、「社会人メンター」(仕事についての助言者)と位置づけ、社会人メンターと学生らが交流できる機会を設けた点に特徴がある。交流促進のためのツールとして、マイクロブログシステムとして広く利用されているTwitterと、インターネット上の交流システム(SNS=Social Network Service)およびLMS(Learning Management System)を利用した。研究は、実際の授業実践を利用して実施した。大学生を対象とした事例では2010年度前期に、キャリア論と情報系企業の事例を扱った授業を開講し、学生の意見と社会人との意見が交換できるような枠組みを検討した。同様に後期に開講した授業では、学習環境のデザインという観点から、企業内人材育成や教育手法について取り上げ、ツールを用いて立場の異なる様々な視点をもとにした議論ができるようにした。これらの成果の詳細は現在検証中だが、ツールや教授法を利用することで、社会人も含む多様な視点を共有することが容易となり、自らの視点で考え、問題解決するという姿勢を学生に促すことができたと考えられる。また、上記の授業実践以外にも、大分県内の大学間で実施されたブレンディッド・ラーニング型の授業において、本研究のシステムやノウハウの一部を提供するなど、本研究の成果を応用した。中学校での実践は、成果を論文誌として公開すると同時に、これまでのように教室内だけでなく学外でのフィールド活動でシステムを利用できるような改変を行い、科学館でのフィールド学習とキャリア教育の組み合わせなど、さらなる応用を図った。
子どもの対人行動の臨床教育的観察研究

1.児童期の一般健常児及び臨床児を対象に、心理臨床家との間の対人的自由行動の観察を試みた。一般健常児については、プレイルームを用いた一定の条件のもとて臨床家が同室した自由遊びを一回分ビデオ録画と臨床家自身の記述によって記録した。臨床児については、担当臨床家が遊戯療法事例から1セッション分の記録を選出した。子どもの遊びと臨床家の体験を多視点から包括的に把握するための57項目の記述用紙を作成し、各臨床家による記録に基づく再記述をもとに、観察の実態を検討した。その際、二者の関係性にとってクリティカルな意味を持つ表出をめぐって、「プリミティブ」な質のものに注目し、その表出場面を他の場面と比較した。2. 1.の記述用紙の項目を「遊びの質」「プリミティブ表出が子ども及び臨床家に与えた効果」「遊びの過程」を表す、上位項目にまとめるとともに、プリミティブ表出に対する臨床家の親和性について「親和」「違和」「乖離」の3タイプの評価を行い、プリミティブ表出の性質分類等の分析・検討を加えた。このように第三者的視点から、遊び、子どもの様子、観察者である臨床家の体験を多角的に捉え直すことによって、プリミティブ表出の持つ意味や子どもの再理解が促され、臨床家と子どもとの関係性の見直しが行われた。このことから本研究の臨床家教育訓練としての有効性が示唆された。また、得られた事例を詳細に検討することによって、プリミティブ表出の治療的意義が見いだされ、臨床心理学的に意義深い知見が得られた。更に、一般健常児と臨床児を一貫した視点で相互比較的に検討し、その差異や共通点を再発見したことは、より効果的、総合的な子ども理解の可能性を示唆するものであった。以上のことから、本研究に用いた指標は、子どもの理解において、臨床心理学的、臨床教育学的に有用であることが認められた。本年度は交付時期が遅かったため、研究に必要な装置の設計と選定を中心に進めた。まず、本学の臨床教育実践研究センター・心理教育相談室内のプレイルームに行動観察のためのデジタルビデオカメラを2台設置した。これについては、プレイルームとの違和感がないようカメラの存在を感じさせない機種、設置位置を配慮した(従来はカムフラージュ監視カメラとして使用されるものを採用した)。続いて、観察映像を編集するためのビデオデッキ等の編集作業のための設備を整備した。そして、行動観察を円滑に効果的に進めるため、編集技術を習得しているところである。プレイルームにて心理臨床家と自由行動をする対象児については、以前に観察対象となった子どもを中心に資料提供依頼の準備を進めているところである。また、一般健常児の教育現場におけるフィールド観察についても、観察技術を習得しつつ、学校現場についての予備調査をすすめている。次年度に本格的に調査を進めるまでの課題として、実際に一般対象児とプレイルームで関わり合う心理臨床家との条件設定などの調整作業が残されている。1.臨床心理学における観察機能の研究として、観察対象を児童期の一般健常児及び臨床児とし、心理臨床家との間の対人的自由行動を観察した。一般健常児は、一定の条件のもと臨床家が同室して自由遊びを行い、その遊びの様子をビデオ録画の後、同室した臨床家が記録した。臨床児は、臨床家が自分の担当した遊戯療法事例の中から1セッション分の記録を選出した。子どもの遊びや臨床家の体験を多視点から包括的に把握し得るような57項目からなる記述用紙を作成し、各臨床家に記録をもとに記述を求め、観察の実態を検討した。

その際、二者の関係性の変化が顕著になるであろう「プリミティブ」と感じられる場面を抽出し、他の場面との比較を行った。2. 1.の記述用紙の項目を「遊びの質」「プリミティブ表出が子ども及び臨床家に与えた効果」「遊びの過程」を表す、上位項目にまとめるとともに、臨床家及び子どものプリミティブ表出に対する親和性について「親和」「違和」「乖離」の3タイプの評価を行い、プリミティブ表出の性質分類等の分析・検討を加えた。このように第三者的視点から、遊び、子どもの様子、観察者である臨床家の体験を多角的に捉え直すことによって、プリミティブ表出の持つ意味や子どもの再理解が促され、臨床家と子どもとの関係性の見直しが行われた。このことから本研究の臨床家教育訓練としての有効性が示唆された。また、得られた事例を詳細に検討することによって、プリミティブ表出の治療的意義が見いだされ、臨床心理学的に意義深い知見が得られた。更に、一般健常児と臨床児を一貫した楔点で相互比較的に検討し、その差異や共通点を再発見したことは、より効果的、総合的な子ども理解の可能性を示唆するものであった。以上のことから、本研究に用いた指標は、子どもの理解において、臨床心理学的、臨床教育学的に有用であることが認められた。