hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトＴＥＲＴ遺伝子の発現獲得機構の解明

本研究では、TERT遺伝子のDNAメチル化可変領域(TERT-DMR)の高メチル化を介したTERT遺伝子発現獲得機構の解明を目的とする。昨年度の解析結果から、高メチル化TERT-DMRによる発現制御は、転写因子結合やゲノム高次構造の変化を介したものではないことが示唆された。そこで平成29年度は、TERT発現細胞と非発現細胞のTERT-DMRにおける核ラミナとの相互作用を解析した。また、TERT-DMR配列の進化的保存度を解析することで、TERT-DMRの発現調節におけるコア領域の同定を試みた。核ラミナとの相互作用を解析するために、核ラミナの主要な構成分子であるLamin B1を標的としたChIP-PCRを行った。ChIP-PCRの結果、TERTを発現するiPS細胞のTERT-DMRにおいてLamin B1との結合が認められ、体細胞では認められなかった。このことから、高メチル化TERT-DMRは核ラミナと結合していることが示唆され、核ラミナと高メチル化TERT-DMRが結合することで転写開始点近傍のクロマチン構造を弛緩させ、TERT遺伝子発現の獲得・維持に寄与することが推察された。TERT-DMRの進化的保存度の解析は、マウス、ヒト、カニクイザル、イヌ、ネコ、ウシのTERT遺伝子の4,000塩基上流までの配列を用いて行った。マルチプルアラインメントの結果、カニクイザルにおいてのみTERT-DMRと高い相同性を示すゲノム領域が同定された。また、TERT遺伝子上流におけるCpG部位の数を比較すると、広範な組織でTertを発現するマウスでは、TERT遺伝子上流に位置するCpG部位の数がヒトの半数以下と少なく、ヒト同様に組織特異的なTERT発現を示すイヌ、ネコ、ウシ、カニクイザルにおいてはヒトと同等の数のCpG部位が存在していた。このことから、TERT-DMRの配列的保存性よりもCpG部位頻度の保存性が発現制御において重要であることが推察された。29年度が最終年度であるため、記入しない。TERT-DMRにおける統合的なエピジェネティック状態を1ヒストン修飾解析2ゲルシフトアッセイ・メチル化ゲルシフトアッセイを通して明らかにした。1活性型ヒストン修飾であるH3K4me3は、TERT遺伝子を発現しているヒトiPS細胞の転写開始点近傍において豊富に認められた。一方、TERT遺伝子を発現していないヒト体細胞では認められなかった。また、抑制型ヒストン修飾であるH3K27me3は、TERT遺伝子を発現していないヒト体細胞においてTERT-DMRを含む広範なプロモーター領域で豊富に認められたが、ヒトiPSでは認められなかった。一般的に遺伝子発現活性とDNAメチル化状態、ヒストン修飾状態およびクロマチン構造の関係は、低発現活性・DNA高メチル化・H3K27me3修飾・ヘテロクロマチン状態であり、高発現活性・DNA低メチル化・H3K4me3修飾・ユークロマチン状態であることが知られている。本結果から、TERT遺伝子は一般的な遺伝子発現活性とエピジェネティック状態との関係とは異なり、高発現活性・DNA高メチル化・H3K4me3修飾であり、低発現活性・DNA低メチル化・H3K27me3修飾であることが示された。2メチル化TERT-DMRを用いたメチル化ゲルシフトアッセイ系を確立し、非メチル化TERT-DMRと結合蛋白質の差異について解析した。メチル化・非メチル化TERT-DMRともに、iPS細胞核抽出物とのシフトバンドを認めた。このことから、iPS細胞においてTERT-DMRのメチル化状態の有無に関係なく結合するタンパク質の存在が示唆された。一方、体細胞核抽出物ではメチル化・非メチル化TERT-DMRともにTERT-DMRにiPS細胞に比べて非常に弱いシフトバンドが観察された。以上のことから、TERT-DMRのメチル化状態依存性の遺伝子発現制御は核タンパク質のTERT-DMRメチル化状態に応じた結合能変化によるものではないことが示唆された。本年度の研究においてTERT遺伝子におけるDNAメチル化とヒストン修飾の関係性は、これまで知られているものとは異なる結果となり、新たなエピジェネティクス制御の存在が示唆された。さらにメチル化または非メチル化TERT-DMRに特異的に結合する蛋白質が存在しないことからTERT-DMRのメチル化を介した発現制御はDNAメチル化状態に応答した転写因子結合能の変化によるものではなく、染色体高次構造変化を伴うような核内環境を含めた広域におよぶ制御機構であることが推測された。本研究では、TERT遺伝子のDNAメチル化可変領域(TERT-DMR)のメチル化を介した背理的エピジェネティック発現制御機構の解明を目的とする。これまでに、TERT発現細胞及び非発現細胞におけるTERT-DMRにおけるヒストン修飾状況、TERT-DMRのDNAメチル化状態に応答して結合能の変わる転写因子が存在しないことを明らかにしてきた。平成28年度は、TERT-DMRのメチル化状態に応答した染色体高次構造変化によってTERT遺伝子発現が制御されていると仮説を立て、TERT-DMRとゲノムDNA相互作用解析を行った。TERT-DMRと相互作用するゲノムDNA領域を網羅的に解析するために、Splinkerette PCR法とChromosome Conformation Capture(3C)法を組み合わせたconbined Splinkerette-3C (S3C)法を開発し、ヒトiPS細胞およびその親細胞を用いて解析した。

S3C解析の結果、ヒトiPS細胞およびその親細胞いずれにおいてもTERT-DMRと相互作用するゲノムDNA領域は検出されなかった。また、ヒトES細胞を用いたHi-Cデータをデータベースより取得し解析したが、S3C解析の結果と一致して、TERT-DMRと相互作用するゲノム領域は認められなかった。これらの結果から、高メチル化TERT-DMRを介したTERT遺伝子発現制御は、DNA-DNA相互作用を介した染色体高次構造変化を伴うものでは無いことが示された。TERT-DMRにおけるDNA-DNA相互作用の解析を通してTERT-DMRにおける染色体高次構造を明らかにするという本年度の計画を概ね達成することが出来た。また、標的領域と相互作用するゲノム領域を網羅的に解析することが可能なSplinkerette-3C法を開発することができた。これまでの研究結果から、TERT-DMRの高メチル化はTERT発現に必要不可欠であり、TERT-DMRはTERT発現細胞において高メチル化かつ、H3K4me3が豊富であることが明らかとなった。さらに本年の研究結果から、TERT-DMRを介したTERT発現制御は、DNA-Protein、DNA-DNA相互作用による発現制御機構ではないことが示唆された。本研究では、TERT遺伝子のDNAメチル化可変領域(TERT-DMR)の高メチル化を介したTERT遺伝子発現獲得機構の解明を目的とする。昨年度の解析結果から、高メチル化TERT-DMRによる発現制御は、転写因子結合やゲノム高次構造の変化を介したものではないことが示唆された。そこで平成29年度は、TERT発現細胞と非発現細胞のTERT-DMRにおける核ラミナとの相互作用を解析した。また、TERT-DMR配列の進化的保存度を解析することで、TERT-DMRの発現調節におけるコア領域の同定を試みた。核ラミナとの相互作用を解析するために、核ラミナの主要な構成分子であるLamin B1を標的としたChIP-PCRを行った。ChIP-PCRの結果、TERTを発現するiPS細胞のTERT-DMRにおいてLamin B1との結合が認められ、体細胞では認められなかった。このことから、高メチル化TERT-DMRは核ラミナと結合していることが示唆され、核ラミナと高メチル化TERT-DMRが結合することで転写開始点近傍のクロマチン構造を弛緩させ、TERT遺伝子発現の獲得・維持に寄与することが推察された。TERT-DMRの進化的保存度の解析は、マウス、ヒト、カニクイザル、イヌ、ネコ、ウシのTERT遺伝子の4,000塩基上流までの配列を用いて行った。マルチプルアラインメントの結果、カニクイザルにおいてのみTERT-DMRと高い相同性を示すゲノム領域が同定された。また、TERT遺伝子上流におけるCpG部位の数を比較すると、広範な組織でTertを発現するマウスでは、TERT遺伝子上流に位置するCpG部位の数がヒトの半数以下と少なく、ヒト同様に組織特異的なTERT発現を示すイヌ、ネコ、ウシ、カニクイザルにおいてはヒトと同等の数のCpG部位が存在していた。このことから、TERT-DMRの配列的保存性よりもCpG部位頻度の保存性が発現制御において重要であることが推察された。
イギリスにおけるトレードオフ関係を使わない新しい品質コストマネジメントの研究

品質コストマネジメントは、各品質コスト項目間のトレードオフ関係を基盤とするPAFアプローチと呼ばれるフレームワークの元で展開してきた。このフレームワークが有効に機能するためには、トレードオフ関係に当てはめて分析を行う必要があり、その際に品質をコストとして認識する過程や、コスト項目間の分類について大きな困難が生じることがある。個別の適用実態に合わせた変更を強いられることになるため、結局は理論的な想定と現実的な効果が乖離してしまう。そこで、本研究は、トレードオフ関係に依拠しない品質コストマネジメントについての調査・検討を行った。調査については、イギリスを対象とした。これは、プロセスコストモデルと呼ばれる、PAFアプローチとは異なる考え方を持つフレームワークが存在し、公的機関によりガイドライン化され、実際の適用事例が存在するためである。平成30年度は、昨年度の実施状況報告書で述べた理由により遅れていた資料調査について、アプローチを見直し、重点的に行なった。その副次的な結果として、先行研究では触れられていない資料の発見を実現することができ、これにより今後の研究における新たな展開の必要性が生じた。研究成果については、プロセスコストモデルを軸に、従来トレードオフが担っていた機能をどう代替・改良しているのか、それぞれの特徴を考察・検討した。本年度の研究成果については、国際学会で発表するとともに、当該学会のProceedingsの形で公表した。イギリスでのサーベイ時ないし当該学会報告時における各種アドバイスをもとに、当該Proceedingsのブラッシュアップを図り、英語論文としてのPublish Paper化を目指す過程にある。品質コストマネジメントは、各品質コスト項目間のトレードオフ関係を理論的な枠組みとして発展してきた。しかし、トレードオフ関係に当てはめて分析を行うためには大きな困難が生じ、各企業の適用状況に合わせた変更を加えた中での運用を迫られ、品質コストが本来の機能を最大限に発揮できないケースが多い。そこで本研究は、これまでの理論的な枠組みから逸脱し、トレードオフ関係に依拠しない品質コストマネジメントについて検討を行うことを目的としている。事例の見られるイギリスに着目し、従来トレードオフが担っていた機能をどう代替・改良しているのか検討し、これまでより有用かつ使いやすい新しいアプローチを考えていく。研究初年度(平成29年度)は、所蔵確認を済ませている機関や図書館に対してのサーベイを行うなど、イギリスにおけるケースレビューを中心として、トレードオフに依拠しない新しい品質コストマネジメントについて、多角的な検討作業を行った。今後とも継続的な調査が必要となる。また、イギリスのプロセスコストモデルの存在に代表されるような、トレードオフを中心としない品質コストマネジメントアプローチの先行研究は、少ない状況にあると言え、全体像の把握は充分ではない。理論的な側面のみに重点を置かず、その登場や変化を要請した経営的・経済的背景も併せて検討し、展開をより明確にするため、経営史や経済史を中心とする史的文献などの検討も加えている。以上は、現地調査に加え、コピー依頼等を通じて迅速な入手に努めた。今年度は,トレードオフ関係を使わない品質コストマネジメントアプローチについて実務事例を検討した。具体的には、イギリスで確認されているケースのレビューを中心とした、サーベイを実施した。今後も引き続き調査を行っていく。今年度の調査過程で、資料の所蔵確認を済ませたイギリスの某機関の改築工事期間が、事前の公表情報よりも大きく遅れていることにより、研究の進展上重要と考えている資料の入手と、それに基づくサーベイを研究初年度に行えず、多少の遅れが発生している状況である。しかし、計画順序を入れ替えるなど、研究計画の修正によって研究を蓄積することで、当初計画よりも早い段階での国際学会発表の実現等に結びつけることができた。また、年度当初には予想し得なかった学内業務が発生したため、予定していたサーベイを実施できなかった分については、1回の調査日数を増やすなどの対策を取り、次年度においてある程度補うことを試みている。次年度は、引き続きサーベイを継続する。

先行研究における品質コストマネジメントは、品質改善活動の成果をコストの側面から理解できるという、トップマネジメントに向けた利点が強調されている一方で、現場での適用面についての議論が十分行われていないと考える。イギリスにおける品質コストのアプローチは、実務適用面を重視し、より容易な適用が可能になるよう工夫されている。例えば、ガイドラインにおいて業態に応じたアプローチを選ぶよう示唆されていたり、理論上のフレームワークであるトレードオフ関係を大胆に省略したプロセスコストモデルが登場したりしている。これらの点を足がかりに、研究を進めていきたい。
学習成果に結実するアクティブラーニング型授業のプロセスと構造の実証的検討と理論化

本研究は、溝上(申請者代表)を総括として、アクティブラーニング型授業(講義+AL)の調査、並びに授業者、受講学生を対象とした面接をおこない、最後研究の総まとめを理論的におこない(溝上)、アクティブラーニング型授業の実証的研究、理論的発展に資するものである。具体的な研究課題は下記の通りで進めてきた。(1)全国の約6080のアクティブラーニング型授業におけるプレ・ポスト質問紙調査の実施並びに分析(溝上、森、三保、本田、山田嘉、紺田)、(2)フリーライダーを防止する主体率の指標開発(山田邦)、(3)授業参与観察、授業者への事後面接(森、山田嘉)、(4)フォトボイスを用いたAL型授業における授業外学習の行動分析(長澤)。最終年を迎える本研究では、主に4つの取り組みをおこなった。三保紀裕「プレ・ポスト調査からみたアクティブラーニングー3年間の調査結果のまとめ」、山田嘉徳「アクティブラーニング効果に寄与する要員の質的検討ーアクティブラーニング型授業を展開する教員へのインタビュー調査からー」、山田邦雅「グループ学習におけるフリーライダー弁別と他者への影響」、長澤多代「アクティブラーニング型授業における教室外学修の実態ー山口大学におけるアクションリサーチをもとに」以下は、今後の課題となるものである。列記する。「グループ学習における他者観の検討」「分析するアクティブラーニング型授業を“習得型"に限定しても同様の教育効果は示されるか。」「対象授業を習得型・探究型に分別すると、今回示された結果はどのようになるか。どのポイントは同じで、どのポイントは変わるか。」「フリーライダーに関する今回の成果を基礎に、尺度化、大規模な調査をおこない、知見の一般化をはかること。」「教室外学修行動に関する今回の成果を基礎に、尺度化、大規模な調査をおこない、知見の一般化をはかること。」平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。[1] (溝上・森・三保・本田・山田・紺田)では全国17大学132クラスのAL型授業を対象として量的アプローチによるプレ・ポスト調査の比較検討をおこなった。また、質的アプローチではそのなかのいくつかのAL型授業を抽出して、発話分析やフォーカスグループのインタビュー調査をおこなった。量的アプローチのプレ・ポストの比較結果からは、外化の質が向上して、予復習においては、深く突き詰める学習が促進されている。深い学習アプローチが伸びると共に、コンピテンシーは、学問上の知識と考える力に関わる能力、他者と協調して物事を進めていくことに関連する能力、スタディスキルの表現に関わる能力が上昇することがAL型授業の効果として考えられた。質的アプローチでは、「教育統計学」の反転授業38名を追跡調査した。事前の動画視聴により個々の学生が「わかったつもり」を構築し、対面授業のグループワークにおいて、その理解のバリエーションを「わかった」に、すなわち知識の定着と深い理解に繋げていることが明らかとなった。また、2017年度の検討に向けて、アクティブラーニングそれ自体の効果を測定するアクティブラーニング(外化)尺度を開発した。[2] (山田邦雅・徳井)では、現在まで数値化されてこなかったフリーライダーに対して定義をおこない、一般学生とギャップのある形でフリーライダーに弁別する検討をおこなった。この弁別法は、グループ内他者評価をもとに選別し、フリーライダーの特性とした。[3](長澤多代)では、フォトボイスを用いた授業外学習行動を、山口大学の「山口と世界」を受講した学生を対象に調査をおこなった。分析の途中結果によると、教員が与えた課題のための学修が多く、その中でもレポート課題のための学修が多いこと、教室外の主な学修場所は自宅であり、自宅で一人で学修することが主な学修スタイルであることなどが明らかとなった。本研究の申請時は、(1)AL型授業におけるプレ・ポストの質問紙調査、(2)学習成果の指標開発(アクティブラーニング・プロセス尺度、主体率)、(3)授業参与観察、授業特徴分析、授業者への事後面接、(4)フォトボイスを用いた授業外学習面接、(5)アクティブラーナとしての縦断(経年)調査を実証的に検討することを目的として掲げた。(1)(4)は予定通り研究が進んでいる。(5)については依頼をしていた大学で調査を続けることが難しく、断念することとなった。代わりに、30のAL型授業を対象に検討するとしていた(1)の授業を50-70に増やして、一授業ではあるが、そのなかでのAL型授業の教育効果を確実に検証することとした。全体的には順調に進んでいる。アクティブラーニング型授業の理論や戦略的技法、評価法については、理論的・実践的にずいぶん整理されてきている。このことをふまえて、本研究では以下の課題に取り組んできた。(1)アクティブラーニング外化尺度の開発(溝上慎一・三保紀裕・紺田広明)(2)プレ・ポスト調査から見たアクティブラーニング型授業の教育効果の検討(森朋子・本田周二・三保紀裕・紺田広明)(3)アクティブラーニング型授業を実施する教員インタビュー(森朋子・山田嘉徳)(4)グループ学習におけるフリーライダーの弁別(山田邦雅)(5)アクティブラーニング型授業における教室外学修の実態(長澤多代)(1)については、溝上ほか(2016)で刊行された。

一般的にはアクティブラーニング型授業の効果は、クラス全体の成績平均、記憶定着率の上昇、学習意欲、深い学習へのアプローチの高まり等を指標として、伝統的な講義型授業に比べて、あるいは授業開始期(プレ)と終了期(ポスト)とを比較して検討がなされてきた。しかしながら、これらの指標を用いての差異や変化は、アクティブラーニング型授業をおこなわなくても示せるものであり、決定的なアクティブラーニング型授業の効果検証にならない。アクティブラーニング外化尺度はこのような問題意識のもと開発されたものである。(2)について、マルチレベルSEMにより、個人単位での教育効果のみならず、授業単位においてもアクティブラーニング型授業の教育効果が示された。成果は、紺田ほか(2017)で刊行された。個別の授業単位で見ると、多様なアクティブラーニング型授業のあることがわかるが、平均をすると、教育効果があるという結果である。これをもって、アクティブラーニング型授業の教育効果は認められると結論づけている。なお、アクティブラーニング外化に“予習の仕方"が影響を及ぼしていることも明らかにされている。昨年は、以下の4つの取り組みをチームでそれぞれおこない、研究を発展させた。順調にプロジェクトを進めてきていると考えている。*冒頭の番号は、上記の課題に対応する。(2)三保紀裕ほか「プレ・ポスト調査からみたアクティブラーニングー3年間の調査結果のまとめ」(3)山田嘉徳ほか「アクティブラーニング効果に寄与する要員の質的検討ーアクティブラーニング型授業を展開する教員へのインタビュー調査からー」(4)山田邦雅「グループ学習におけるフリーライダー弁別と他者への影響」(5)長澤多代「アクティブラーニング型授業における教室外学修の実態ー山口大学におけるアクションリサーチをもとに」本課題研究では、上述した5つの課題以外にもう一つ、中期的な教育効果測定(同一個人を2年後に縦断調査で追跡するもの)に取り組む予定であったが、残念ながら実施することができなかった。時間と労力の問題もあったが、それよりも、単なる一授業で成果を見せた学生を、縦断的に追跡することの理論的な意味が検討不十分なままであり、そのことがとくに問題だと考えられた。今後の課題としたい。本研究は、溝上(申請者代表)を総括として、アクティブラーニング型授業(講義+AL)の調査、並びに授業者、受講学生を対象とした面接をおこない、最後研究の総まとめを理論的におこない(溝上)、アクティブラーニング型授業の実証的研究、理論的発展に資するものである。具体的な研究課題は下記の通りで進めてきた。(1)全国の約6080のアクティブラーニング型授業におけるプレ・ポスト質問紙調査の実施並びに分析(溝上、森、三保、本田、山田嘉、紺田)、(2)フリーライダーを防止する主体率の指標開発(山田邦)、(3)授業参与観察、授業者への事後面接(森、山田嘉)、(4)フォトボイスを用いたAL型授業における授業外学習の行動分析(長澤)。最終年を迎える本研究では、主に4つの取り組みをおこなった。
3次元GISの災害解析への適用

平成15年7月20日未明、九州中北部地方は猛烈な集中豪雨に襲われ、熊本県水俣市においては宝川集地区で発生した大規模土石流により、19人もの犠牲者が発生した。さらに、福岡市博多駅周辺では、御笠川の氾濫による広範囲な洪水災害が発生し、地下鉄の運行停止、地下商店街の水没により多大の被害を被っている。本研究は、集中豪雨等の被害解析において、新しい手法として3次元GIS(地理情報システム)を使用し、3次元的に解析しようとするものである。その背景の一つとして、最近開発された10mメッシュ数値標高情報(10mDEM)及び5mLPデータの開発がある。今回5mLPデータを使用し3次元GISシステムを構築し、災害の再現、解析を行った。本年度は特に、地元田川市周辺の英彦山川氾濫による広範囲な洪水災害の解析を行った。英彦山川氾濫については、氾濫地域の解析を行うため、5mLPデータ(DEM)及び国土地理院発行の50mDEMを使用し、川周辺の3次元構造を再現した。50mDEMと5mDEMを接続し、土手及び水田領域について、標高を再現し、英彦山川氾濫時における、氾濫水位と氾濫領域の相関マップを作成することができた。また最終的な位置情報収集のためのGPSシステムを使用した。これは2周波を利用した、RTK方式によるGPS観測で精度約2cmを達成している。以上の結果を日本自然災害学会学術講演会他で発表した。平成15年7月20日未明,九州中北部地方は猛烈な集中豪雨に襲われ、熊本県水俣市においては宝川集地区で発生した大規模土石流により、19人もの犠牲者が発生した。その背景の一つとして、最近開発された10mメッシュ数値標高情報(10mDEM)の開発がある。今回10mDEMを使用し3次元GISシステムを構築し、災害の再現、解析を行った。(1)水俣市における大規模土石流水俣市における土砂災害発生直後の航空写真を取得し、付近一帯の10mDEMを入手した。これらのデータより災害現場一帯の3次元モデルを作成し、土砂崩れの状況などを解析した。これらの結果は、日本リモートセンシング学会で発表した。(研究発表一覧参照)(2)福岡市博多駅周辺における御笠川氾濫による広範囲な洪水災害御笠川氾濫については、氾濫地域の解析を行うため、10mDEM及び福岡市が作成している建物データベースを手に入れ、冠水した博多駅周辺の再現を行った。建物データベースは、本来2次元の利用状況データであるが、本研究ではこれを3次元化し、GIS上に統合することができた。このデータを基にして氾濫時の状況を再現するため、時系列的に冠水レベルが変化する状況に応じて、浸水領域を再現することができた。

本年度は特に、福岡市博多駅周辺における御笠川氾濫による広範囲な洪水災害の解析を行った。御笠川氾濫については、氾濫地域の解析を行うため、10mDEM及び福岡市が作成している建物データベースを取得し、冠水した博多駅周辺の再現を行った。建物データベースは、本来2次元の利用状況データであるが、本研究ではこれを3次元化し、GIS上に統合することができた。このデータを基にして氾濫時の状況を再現するため、時系列的に冠水レベルが変化する状況に応じて、浸水領域を再現することができた。また同時に、状況の把握のため、御笠川周辺の現地調査を行った。調査の結果では、御笠川護岸のため、一時的に土手にブロックが設置されているが、目視判読の結果では必ずしも十分ではなかった。現在福岡市では本格的な御笠川護岸工事を計画しているが、種々の問題がありまだ着手されていない。また最終的な位置情報収集のためのGPSシステムの調整がほぼ完成した。これは2周波を利用した、RTK方式によるGPS観測で精度約2cmを達成している。このシステムにより今後、御笠川周辺の絶対測量を実施する予定である。平成15年7月20日未明、九州中北部地方は猛烈な集中豪雨に襲われ、熊本県水俣市においては宝川集地区で発生した大規模土石流により、19人もの犠牲者が発生した。さらに、福岡市博多駅周辺では、御笠川の氾濫による広範囲な洪水災害が発生し、地下鉄の運行停止、地下商店街の水没により多大の被害を被っている。本研究は、集中豪雨等の被害解析において、新しい手法として3次元GIS(地理情報システム)を使用し、3次元的に解析しようとするものである。その背景の一つとして、最近開発された10mメッシュ数値標高情報(10mDEM)及び5mLPデータの開発がある。今回5mLPデータを使用し3次元GISシステムを構築し、災害の再現、解析を行った。本年度は特に、地元田川市周辺の英彦山川氾濫による広範囲な洪水災害の解析を行った。英彦山川氾濫については、氾濫地域の解析を行うため、5mLPデータ(DEM)及び国土地理院発行の50mDEMを使用し、川周辺の3次元構造を再現した。50mDEMと5mDEMを接続し、土手及び水田領域について、標高を再現し、英彦山川氾濫時における、氾濫水位と氾濫領域の相関マップを作成することができた。また最終的な位置情報収集のためのGPSシステムを使用した。以上の結果を日本自然災害学会学術講演会で発表した。
スポーツ行動の動機づけと自己観に関する国際比較

本研究は、スポーツ競技者を対象とした国際比較から、各国でスポーツ行動、動機づけ、自己観の関連のダイナミズムについて検討し、その比較を通して日本人競技者の動機づけと自己観の特徴を明らかにすることを目的とした。欧米とアジア4カ国の学生競技者の適応的スポーツ行動、目標志向性及び他者志向的動機、文化的自己観の関係を検討したところ、自己の捉え方がスポーツの動機づけに影響を及ぼし、スポーツ行動が異なるという関係が大枠で示された。さらに、その関係性のあり方が各国で相違することが示され、日本人競技者の特徴も浮き彫りにされた。本研究の目的は、日本、中国、アメリカ、イギリスの学生スポーツ競技者を対象として、各国でスポーツ行動、動機づけ、自己観の関連のダイナミズムについて検討し、その比較を通して日本人競技者の動機づけと自己観の特徴を明らかにすることである。本年度の研究実施計画は、1)従来の文献の整理を行うこと、2)各国スポーツ競技者の活動実態を把握すること、3)動機づけおよび自己観に関してインタビューなどにより検討すること、4)自己観、動機づけ、スポーツ行動を評価する尺度を確定すること、5)尺度を用いて調査を実施することであった。本年度の研究実績は下記のように示される。1)文献整理:動機づけ、自己観、スポーツ行動、文化の文献を整理してレビュー論文を作成した。2)競技者の活動実態と研究体制確立:アメリカを訪問し、Brewer氏とHoffner氏と研究方法等の確認を行い、香港を訪問し、Gangyan Gi氏と研究方法等の確認を行った。また両国の活動実態を把握した。3)動機づけ等に関するインタビュー:充分なインタビューができず次年度以降の課題とした。4)尺度の作成:動機づけ(目標志向性、他者志向的動機等)、自己観(文化的自己観等)、スポーツ行動(競技への取り組み等)からなる質問紙を作成した。5)調査の実施:日本では大学生競技者を対象に調査を実施した。中国では尺度の翻訳を終え、調査を開始した。アメリカでは200名程度の調査を終え、現在調査を継続している。イギリスの調査は来年度実施予定である。本研究の目的は、日本、中国、アメリカ、イギリスの学生スポーツ競技者を対象に、各国でスポーツ行動、動機づけ、自己観の関連のダイナミズムについて検討し、その比較を通して日本人競技者の動機づけと自己観の特徴を明らかにすることである。本年度の研究実施計画は、4カ国の学生スポーツ競技者を対象とした調査を実施すること、スポーツ行動、スポーツの動機づけ、自己観の4カ国の共通点及び相違点を明らかにすること、各国において行動、動機づけ、自己観の相互関連性を検討することなどであった。本年度の研究実績の概要は、下記のように示される。1)昨年度は中国、アメリカのスポーツ活動の視察を行ったが今年度はイギリスの視察を行い、質問紙による量的調査も各国ともほぼ終えて、データ解析を行い以下の傾向を明らかにした。2)動機づけ要因として取り上げた、スポーツにおける課題・自我志向性と個人・社会志向性という2つの目標志向性の比較をした結果、国により目標志向性のあり方が異なることが示された。3)スポーツ活動への適応やコミットメントなどのスポーツ行動を比較した結果、スポーツのコミットメントの程度が異なるなど各国で特徴ある傾向が示された。4)文化的自己観について比較した結果、相互協調的自己観の高い国や相互独立的自己観の高い国などがみられ、各国の自己観の特徴が示された。5)各国毎に、スポーツ行動、動機づけ、自己観の関係を検討したところ、自己のあり方がスポーツの動機づけに影響してスポーツ行動が異なるという関係が大枠で示され、さらにその関係のあり方が各国で相違することが明らかになった。本研究の目的は、学生スポーツ競技者を対象とした国際比較から、各国でスポーツ行動、動機づけ、自己観の関連のダイナミズムについて検討し、その比較を通して日本人競技者の動機づけと自己観の特徴を明らかにすることである。23年度は研究の最終年度であり、研究計画としては日本、中国、米国、英国の調査を通してスポーツ行動、スポーツの動機づけ、自己観の4カ国の共通点及び相違点を明らかにして相互関連性を検討すること、全体モデルを構築して研究のまとめを行うことであった。1)スポーツ行動の動機づけ要因であるスポーツにおける課題・自我志向性と個人・社会志向性という2つの目標志向性の国際比較から、国により目標志向性のあり方が相違し、日本人競技者は欧米など他の国の競技者よりも、自我志向性と個人志向生が高い傾向にあることが示された。2)自己観については、文化的自己観を定量的に評価して比較した結果、日本など東洋では相互協調的自己観が高く、欧米では相互独立的自己観が高いことが示された。3)スポーツ活動へのコミットメントなどのスポーツ行動について検討した結果、コミットメントは国で相違し、また動機づけや自己観との関係が深いことが示された。

4)上記の検討を踏まえて、スポーツ行動、動機づけ、自己観の関係について共分散構造分析などを用いて分析したところ、自己観がスポーツの動機づけに影響してスポーツ行動が異なるという関係が支持され、さらに、その関係性のあり方は各国で異なることが明らかになった。
マウスモデルを用いるヒトシトリン欠損症の病態解析と治療法の開発

新生児期には、肝内胆汁うっ滞、多種アミノ酸血症、ガラクトース血症などを、成人期では高アンモニア血症を伴う成人発症II型シトルリン血症を発症するシトリン(肝型アスパラギン酸・グルタミン酸ミトコンドリア膜輸送体)欠損症のモデルマウスを作成した。本研究では、その病態を解析し、アミノ酸、尿素合成異常だけでなく、糖代謝異常が大きな役割を果たしていることを明らかにし、ピルビン酸ナトリウムやアミノ酸混合物が、疾患モデルマウスの病態改善に有効であることを見いだした。さらに、ショ糖投与後、肝臓において解糖系中間体濃度が著しく増加することを見いだした。本現象は、今後有効な治療薬検定における有効なマーカーになる得るものと考えている。申請者らは,高アンモニア血症に基づく精神神経症状を呈する成人発症II型シトルリン血症(CTLN2)の病因,ならびに病因遺伝子にコードされるタンパク質(シトリン)の機能を明らかにし,さらに本遺伝子,およびmitochondrial glycero13-phosphate dehydrogenaseをダブルにノックアウトしたマウスを作成し,本疾患モデルとなりうることを示してきた。本研究では,このダブル-KOマウスの病態を解析し,治療法の開発を目指している。本年度は,本ダブル-KOマウスの育種に力を注ぎ,そのシステムを構築した。さらに本ダブル-KOマウスの特徴である,ショ糖投与による血中アンモニア濃度の上昇に対する各種の食品、物質の効果を検討した結果,(1)ショ糖だけでなく,グルコース,フルクトースなどの糖類で血中アンモニアが上昇すること,(2)アンモニアを発生しうるアミノ酸混合物(トリプトン)でまったく血中アンモニアは上昇せず,逆にショ糖による高アンモニア血症を阻止する効果が得られた。また,本条件下で血糖の上昇をも抑制することが判明した。そこで,血糖の上昇を起こさない糖質投与の効果を検討中である。以上の結果はCTLN2発症予防法の確立は可能であることを示唆している。申請者らは、高アンモニア血症に基づく精神神経症状を呈する成人発症II型シトルリン血症(CTLN2)の病因を明らかにし、病因遺伝子にコードされるタンパク質(シトリン)の機能を明らかにし、さらに本遺伝子、およびmitochondrial glycerol 3-phosphate dehydrogenaseをダブルにノックアウトしたマウスを作成し、本疾患モデルとなりうることを示してきた。本研究では、このダブル-KOマウスの病態を解析し、治療法の開発を目指している。本年度は、本ダブル-KOマウスの特徴である、ショ糖投与による血中アンモニア濃度の上昇に対する各種の食品・物質の効果を検討しショ糖だけでなく、グルコース、フルクトースなどの糖類で血中アンモニアが上昇すること、(2)アンモニアを発生しうるアミノ酸混合物(トリプトン)でまったく血中アンモニアは上昇せず、逆にショ糖による高アンモニア血症を阻止する効果が得られた。また、30%ショ糖を含むAIN76合成飼料の摂取が少なく体重が低下するが、20%ピルビン酸ナトリウムを加えることによって体重減少が抑えられることを明らかにできた。以上の結果は、シトリン欠損症における、ショ糖などの糖質の毒性、およびピルビン酸、アミノ酸などの治療薬としての可能性を示している。一方、GC-MSを用いて、対照マウスとの比較で、ダブルKOマウスにおいて含有量を異にする肝内代謝中間体を検索した結果、Glycerol 3-phosphate (G3P)濃度が高く、またショ糖の投与で著しく増加することを見出した。この結果を酵素法によるG3P測定によって確認することができた。肝内G3P濃度の変化は、今後の治療薬探索における良いマーカーになるものと考えている。
森林管理のプライバタイゼーションと環境政策に関する研究

3年間の学術調査において、研究代表者ならびに分担者は以下の国々を研究対象とした:イギリス・ポーランド・チェコ・スロバキア・ドイツ・ハンガリー・ブルガリア・スロベニア。イギリスにおいては、1979年の保守党政権以来変貌を遂げた森林政策の軌跡を追った。新自由主義経済政策の一環として縮小された国有林と、その一方でプライバタイゼーションの波を受けた民間部門を比較し、エージェンシー化の検証を行った。森林委員会から分離独立したフォレスト・エンタープライズは100万haの土地管理を行い、木材生産において黒字経営を達成しつつ森林レクリエーション機会の提供などにも成果を上げている。さらに、計量経済学的な分析手法を用いてイギリスの造林補助金制度の効果分析を行った。その結果、補助金制度は広葉樹林の造成に関して有意な影響力を発揮したことが明らかとなった。ポーランドほかの旧東欧諸国においては、1989年のソ連邦崩壊に伴う「東欧革命」以降私有化への道が開かれた国有林の管理問題を中心に調査分析を行った。国によってプライバタイゼーションの段階は異なるものの、国内の森林面積に占める国有林の割合は着実に減少している。この事実は、各国経済政策が自由主義経済を急いで導入していることと深く関わっている。すでにスロバキアやスロベニアでは国有林率は4割程度にまで減少しており、森林所有の多様化が進んでいる。また、EU加盟を睨んだ国内森林法の改正も盛んで、調査対象とした各国のほぼ全てにおいて1990年代に新しい森林法体系が成立している。また、森林状態の健全性という点では、研究開始前の予想に反して良好な状態に保たれていることが判明した。特に国有林率が高いまま保たれているポーランドでは、国有林組織は民営化されたものの社会主義時代からの管理体制が良く継続されており、森林管理は行き届いている。しかし一方で、ブルガリアでは経済低迷の影響を受けて森林管理に不適切な部分も見られ、今後の好転が望まれる。対象とする国が多く、時間的・予算的制約の中で必ずしも十分な調査を成し得たとはいえないところもあるが、これまで我が国の林学会ではほとんど知られていなかった旧東欧諸国の森林・林業の姿を知り得たことは大きな成果であった。初年度の本年は、現地調査を二つの班に分け、プライバタイゼーションの背景と実施の政策的経緯に関して英国を中心に調査を進める班(山田・足立)と、資本主義への移行過程で森林管理のプライバタイゼーションを模索する旧東欧諸国の現状調査を行う班(村嶌・秋津・寺下・大田)とで平行して行った。英国班は、公有林の民営化がどのような政策的背景で実施され、それ以前と以後において森林管理の方法、財政状況、周辺環境の質的状況等がどのように変化してきたかを調査した。英国の国有林は、サッチャー政権の新自由主義政策によって私有化が進められた結果、これまで6割であった国有林率が4割まで低下したと同時に、私有林における木材生産は活性化した。しかし、ブレア政権に移行後こうしたプライバタイゼーション政策を見直す動きも出始めており、これまでの政策の経済評価が求められている。

東欧班は、1990年代に入って交代した新政権がどのような政策目標を持って森林管理のプライバタイゼーションを実施しているのか、また国有林・国立公園としての管理を計画されている森林との利用区分を策定する際の規準がいかにして定められているのかなどに関する実態をポーランド・ハンガリー・スロベニアにおいて調査した。ハンガリーとスロベニアにおいては積極的なプライバタイゼーションが展開されているのに対し、ポーランドでは国有林のプライバタイゼーションは現在までのところ行われていないこと、3国とも持続的森林管理や環境問題という世界の潮流に対し敏感にその国内対応を進めていることなどがわかった。2年目の本年も、初年度の調査を継続する形で二つの班に分け、資本主義への移行過程で森林管理のプライバタイゼーションを模索する旧東欧諸国の現状調査を行う班(村嶌・秋津・寺下・大田)と、国有林プライバタイゼーションの背景と実施の政策的経緯に関して英国を中心に調査を進める班(山田・足立)とで平行して行った。東欧班は、チェコ・ポーランド・旧東ドイツにおいて調査した。各国とも経済の民営化は積極的に進めているが、社会主義政権下ではほとんどが国有であった森林の管理問題へのアプローチには大きな差が見られた。チェコでは戦前の林地所有者への土地返還が進められているが、ポーランドでは土地の返還はせず国有林は一括して当局の管理下に置かれることで森林の健全性を保つという政策が採られている。また、持続可能な森林管理と環境への配慮という世界的潮流には敏感で、チェコ・ポーランドの2国は近い将来のEUへの参加をにらんだ法的・制度的整備が政策目標となっている。英国班は、サッチャー政権の新自由主義政策によって国有林の15%が民営化された政策的背景についてさらに詳しく調査を行い、ブレア政権に移行後のプライバタイゼーション政策の部分的見直しについての検討を深めた。英国の林業を含む木材産業は全体的には拡大傾向にあるが、森林認証が進む状況のなかで森林管理の私有化は否定的な見方をされる傾向があり、この問題が環境と経済の相克を反映する状況になっている点などが発見された。さらに、民営化が木材産業に与えた経済効果を計量経済学を用いたモデルによって解明しようと試みている。最終年度である本年は、イギリスにおける国有林改革の背景と実施の政策的経緯に関して調査を進める班(山田・足立)と資本主義への移行過程で森林管理のプライバタイゼーションを模索する旧東欧諸国の現状調査を行う班(秋津・寺下・大田)とが調査を行った。旧東欧班は補足調査の必要があり、6月の本調査の後9月にも自費による補足調査を行った。12月には3年間の調査総括のための研究会を行い、各自が分担して報告書の執筆に当たった。英国班は、1979年以降の保守党サッチャー政権下での新自由主義に基づく森林管理民営化政策を分析し、林業委員会から分離独立した森林管理組織であるフォレスト・エンタープライズの役割と業績の評価を試みた。さらに、造林補助金が果たした役割を検証すべく計量経済学を用いたモデル分析を行い、広葉樹の造林に関して政府補助金が有意な効果を上げたことを統計学的に明らかにした。旧東欧班は、ブルガリア・ハンガリー・スロバキアを訪問調査した。各国とも経済の民営化は進んでいるが、経済状況の差が森林管理の状況を大きく左右していることがわかった。
超音波のつくる高温・高圧・衝撃波によるナノプロセッシング:反応場の解明と制御

液体への超音波照射によって、熱を加えることなしに、常温・常圧の液体中でフラーレン・カーボンナノチューブを合成する環境調和型の新規プロセスの開発を目指した。このプロセス方法は、ソノケミストリー(超音波化学)、もしくは、ソノプロセスと呼ばれる方法で、マクロ環境的には常温・常圧であるが、ミクロ環境的には数千度・数百気圧の極限環境反応場となっている。前年度の研究において、ジクロロベンゼンに触媒として塩化亜鉛の粉末を入れた溶液に超音波を照射し、不定形炭素とグラファイトの混合物である黒いススを得た。ススが生成する速度は、実験装置に大きく依存し、超音波ホモジナイザーを利用すると数分オーダーでススが析出するが、超音波洗浄器を利用すると5時間以上かかることがわかった。しかし、いずれの場合においてもカーボンナノチューブの合成には至らなかった。そこで、本年度は引き続き、カーボンナノチューブのソノケミカル合成を目指して、各種の実験条件を探索した。具体的には、主に以下の項目について研究を実施した。1.溶存ガスの種類を変えたときのカーボンナノチューブ合成の検討溶存ガスをアルゴン、空気、酸素、窒素と変化させてカーボンナノチューブの合成を検討した。ソノケミストリーにおいて、反応の溶存ガスへの依存性は非常に大きいことが知られているが、ベンゼン系溶媒を用いたソノケミカル合成においては、生成物の形態に大きな変化は無かった。2.ソノルミネッセンス測光によるキャビテーション気泡内到達温度の評価ソノルミネッセンスと呼ばれるキャビテーション気泡からの発光をスペクトル解析することにより、各実験条件での気泡内温度を見積もった。特に、超音波ホモジナイザーと超音波洗浄器の違いについて、極限環境反応場の観点から比較検討した。しかし、濃硫酸中で観察されるアルゴンの原子スペクトルから見積もった温度では、両者にほとんど違いがなかった。液体への超音波照射によって、常温・常圧の液体中で、フラーレン・カーボンナノチューブを合成するプロセスの開発を目指し、本年度は以下の項目について研究した。1.既報告のカーボンナノチューブの超音波合成実験の追試高出力の超音波ホモジナイザーおよび低出力の超音波洗浄器により、カーボンナノチューブが合成されたと報告のある条件で追試を行った。両装置とも、常温・常圧の有機溶媒からグラファイト・ナノ粒子が生成されたが、カーボンナノチューブを確認することはできなかった。一方で、超音波ホモジナイザーは照射後数分でグラファイト粒子が析出するが、超音波洗浄器では数時間かかり、装置・出力により生成時間に大きな違いがあることがわかった。2.溶存ガス種を変えたときの収率・形態の変化の検討上記1の実験において、溶存ガス種をアルゴン、空気と変化させて検討した。超音波化学において溶存ガスの依存性は非常に大きいことが知られているが、生成物の形態に大きな変化は無かった。しかし、収率に関しては、空気よりもアルゴンの方が高いことがわかった。3.音場中のキャビテーション気泡の挙動観察キャビテーション気泡のダイナミクスをストロボ観察し、音場の位置に依存してその挙動が大きく異なることがわかった。また、ソノルミネッセンス観察と対応させることにより、高温の気泡は定在波の音圧の腹の位置に向かって移動し、低温の気泡は、そこで合体した気泡が音圧の節に向かう位置で吐き出した小さな気泡の連なりであると推測された。4.ソノルミネッセンス測定による気泡内到達温度および圧力の見積りソノルミネッセンスをスペクトル解析することにより、硫酸中の高輝度の青白いソノルミネッセンスの温度は約8,000°Cであり、一方で、ナトリウム塩を溶かしたときに見られる橙色のナトリウム原子発光気泡は約2,000°C、100気圧であることが見積もられた。
光半導体触媒を用いた核融合炉トリチウム水の減容濃縮プロセスの研究

トリチウム水の安全処理システムの確立は、核融合炉の安全性と社会的受容性を高める上において重要である。一時タンク貯蔵は最終手段ではなく、水蒸留法は装置が大型化し、経済性に問題がある。光半導体触媒の酸化チタンは、水からの水素の分解生成、大気汚染物質の分解除去に期待されている。そこで、天然水とトリチウム水の解離エネルギ差を利用して光分解し、トリチウム水の減容濃縮を実験的に検討し、核融合炉システム中のトリチウム水回収の可能性を実験的に検討した。研究の初年度の平成12年度では、酸化チタン光触媒に酸化ニッケル助触媒を無電解メッキ法で添加し、光半導体触媒を異なった条件で製作した。続いて、パイレックスセル内にこの光触媒を入れ、高輝度水銀キセノンランプ照射装置を使って紫外線照射し、トリチウム水濃縮分離係数を単一セル内で測定した。本方法では、酸化チタンに酸化ニッケル助触媒を無電解メッキ法で添加する方法の成否が、光分解率の高い触媒製作のカギとなるため、いろいろな条件での触媒を製作し分離係数値を求めた。前年度の酸化ニッケルでは期待通り光分解反応は生じたが、分解ガス収量は少なかった。そこで平成13年度では、パラジウムを助触媒として同様にアナタースに無電解メッキして製作した触媒を用いて、高輝度キセノンランプで紫外線照射し、トリチウム水濃縮実験をおこなった。その結果、収量の増加が見られ、同位体分離係数も1.1程度の値が得られた。工業的規模で分離濃縮するためには、トリクルベッド方式で気液固三相間の十分な接触を効果的におこない、分離の増幅をおこなう必要があることが分かり、この点は今後の課題である。成果の一部を現在までに公表し、残部についても成果をまとめ次第、公表する。そこで、天然水とトリチウム水の解離エネルギ差を利用して光分解し、トリチウム水の減容濃縮を実験的に検討し、核融合炉システム中のトリチウム水回収を実験的に検討した。研究の初年度である平成12年度では、酸化チタン光触媒に酸化ニッケル助触媒を無電解メッキ法で添加し、光半導体触媒を異なった条件で製作した。続いて、パイレックスセル内に製作した光触媒を入れ、高輝度水銀キセノンランプ照射装置を使って紫外線照射し、トリチウム水濃縮分離係数を単一セル内で測定する実験を現在継続中である。本方法では、酸化チタンに酸化ニッケル助触媒を無電解メッキ法で添加する方法の構築が光分解の高い分離性能を引き出すカギと成るため、いろいろな条件での触媒製作と分離係数の結果の比較に時間を費やしている。来年度においては、製作した触媒を用いて、トリチウム水濃縮実験を九州大学工学部トリチウム実験室でおこない、成果を広く公表したい。

続いて、パイレックスセル内にこの光触媒を入れ、高輝度水銀キセノンランプ照射装置を使って紫外線照射し、トリチウム水濃縮分離係数を単一セル内で測定した。本方法では、酸化チタンに酸化ニッケル助触媒を無電解メッキ法で添加する方法の成否が、光分解率の高い触媒製作のカギとなるため、いろいろな条件での触媒を製作し分離係数のを求めた。前年度の酸化ニッケルでは期待通り光分解反応は生じたが、収量は少なかった。そこで平成13年度では、パラジウムを助触媒として同様にアナタースに無電解メッキして製作した触媒を用いて、高輝度キセノンランプで紫外線照射し、トリチウム水濃縮実験をおこなった。その結果、収量の増加が見られ、同位体分離係数も1.1程度の値が得られた。工業的規模で分離濃縮するためには、トリクルベッド方式で気液固三相間の十分な接触を効果的におこない、分離の増幅をおこなう必要があることが分かり、この点は今後の課題である。初年度の成果の一部を現在までに公表し、残りについても成果をまとめ次第、公表する。
高解像度画像列からの物体形状・姿勢・照明解析

本研究では,画像生成の逆問題として定式化される照度差ステレオ法・物体の3次元形状復元(SfM)・物体追跡を統一された定式化で扱うことを目指しており,以下,当該年度に検討した点を今後の展望とともに示す.・高解像度低ノイズのカメラを購入し,既存カメラと併せ多視点多眼ステレオ用のデータを収集した.今後,実データにおける手法の性能評価や次項の参照データとして利用する.・実データの重要な特性を再現できるシミュレータの実装を検討した.多くの解析手法において,シミュレータによって生成されたデータについては正しい解析が可能であっても実データに対しては十分な性能を得られないことがある.本問題設定においてこの差を生みだす要因については,前述の実データを参考にして更なる調査が必要であり,それに応じてシミュレータおよび解析手法の更新を要する.・形状を少数の基底によって効率的に表現する方法を検討した.なお,人間の顔等に特化したモデルは比較的少ないパラメータで効率的に表現できるが,一般の形状を効率的に表す方法に関しては更に検討の必要がある.・計算法の実装を最新CPUや最新GPUに合わせて更新した.高解像度画像の処理を対象とした更なる効率化には,実装のみではなくアルゴリズムそのものの見直しも要する.・本研究で対象とする画像解析の複数手法を統合する枠組みを検討した.これをもとに上記諸問題を統一的に扱うことを目指す.3次元形状復元や物体追跡を統一された定式化で扱うことや高解像度画像に対応するための要素技術を蓄積している.今後は,前年度までの成果をもとに,当初の計画で示した(i)高解像度画像に対応できる効率的計算法の開発・実装と,(ii)手法間の相互運用を容易とする統一された定式化の実現により,従来よりも高度な形状処理の実現を目指す.その要素技術として,効率的で導関数の計算が容易な形状表現法,並列プロセッサの利用とそれに適した計算法の検討,また,従来法では対象としなかった新たな問題設定における性能を検証するためのデータの取得等に関して,前述のように検討を進めており今後の方針についても併せて示した.本研究では,画像生成の逆問題として定式化される物体の3次元形状復元や物体追跡を統一された定式化で扱うことを目指しており,当該年度は,照明条件の違いに基づく照度差ステレオ法,視点と形状を同時に推定するSfM/多視点ステレオ法,物体追跡法の改良を検討した.照度差ステレオ法に関しては,画像の高解像度化に対応するための新しい形状表現法(物体形状をブロック化し,その内部の高さを直交基底の線形結合で表す)を検討し効果を確認した.これをもとに,実際の高解像度画像への適用や高速計算を目指す予定である.SfM /多視点ステレオ法に関しては,人物顔を基底顔形状の線形結合で表し動画像上の顔に対して形状と視点を一括推定することで推定精度が向上することを確認した.この手法は視点の異なる画像を利用でき,この機能を前述の照度差ステレオ法に統合することで視点変化と光源変化の両方を利用した安定な形状復元の実現が期待できる.また,距離画像の解析による物体追跡法(人物追跡)も検討した.一般に可視光画像だけによる形状推定は不安定であるため,距離センサ情報の統合による形状推定精度の安定化が期待される.これらの手法は,推定パラメータに基づく生成画像と入力画像の差を最小化するか,モデルと観測データの差を最小化する非線形最小2乗法で実現されており,実装法には共通点が多いため,1つの手法のために実装した高性能数値解析技法が他の手法の高性能化にも応用できる部分が存在する.このため,前述の各手法で個別に検討した機能の共通化を進めることで,更なる高性能化を目指すことができる.次年度以降の課題と順序を入れ替えた部分もあるが,3次元形状復元や物体追跡を統一された定式化で扱うことや高解像度画像に対応するという目標に対して,有用な要素技術の検討が進展しているといえる.本研究では,画像生成の逆問題として定式化される照度差ステレオ法・物体の3次元形状復元(SfM)・物体追跡を統一された定式化で扱うことを目指しており,以下,当該年度に検討した点を今後の展望とともに示す.・高解像度低ノイズのカメラを購入し,既存カメラと併せ多視点多眼ステレオ用のデータを収集した.今後,実データにおける手法の性能評価や次項の参照データとして利用する.・実データの重要な特性を再現できるシミュレータの実装を検討した.多くの解析手法において,シミュレータによって生成されたデータについては正しい解析が可能であっても実データに対しては十分な性能を得られないことがある.本問題設定においてこの差を生みだす要因については,前述の実データを参考にして更なる調査が必要であり,それに応じてシミュレータおよび解析手法の更新を要する.・形状を少数の基底によって効率的に表現する方法を検討した.なお,人間の顔等に特化したモデルは比較的少ないパラメータで効率的に表現できるが,一般の形状を効率的に表す方法に関しては更に検討の必要がある.・計算法の実装を最新CPUや最新GPUに合わせて更新した.高解像度画像の処理を対象とした更なる効率化には,実装のみではなくアルゴリズムそのものの見直しも要する.・本研究で対象とする画像解析の複数手法を統合する枠組みを検討した.これをもとに上記諸問題を統一的に扱うことを目指す.3次元形状復元や物体追跡を統一された定式化で扱うことや高解像度画像に対応するための要素技術を蓄積している.