hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リチウム電池電極表面の反応機構解析と機能開拓

リチウム電池の機能向上の鍵である電極/電解質界面について,ヘテロエピタキシャル薄膜電極とinsitu表面散乱測定を用いた構造変化の直接観測により界面反応機構を解析した.その結果,表面構造は電池特性に大きな影響を与えること,表面構造を表面修飾で制御することで,電池特性を改善しうることを実験的に実証することができた.以上より,表面構造の直接観測と制御により高機能電極材料開発が可能であると結論づけられる.本研究の目的は,リチウム電池の機能向上の鍵である電極/電解質界面について,ヘテロエピタキシャル薄膜電極とin situ表面散乱測定を駆使して構造変化を直接観測することにより,界面反応を解析し,大電流化と長寿命化を実現する電極表面構造を見出すことである.昨年度,表面構造を制御することで容量が大幅に向上することを見いだしたリチウム過剰系正極材料について,表面構造と出力特性,安定性の相関を調べた.(010)と(001)に配向したLi2RuO3モデル薄膜電極の電気化学特性を評価した結果,Li層が電解質に対して垂直でリチウム拡散に有利な(010)膜が比較的拡散に不利な(001)膜よりも出力特性が低いことが分かった.深さ分解表面回折測定,表面吸収分光測定から,(001)表面は充放電中に可逆的に相転移が起きるのに対し.(010)面では徐々に電気化学不活性相へと不可逆的に転移したことから,表面相転移が(010)面の界面反応速度を低下させていることを明らかにした.この(010)表面にLi3PO4を修飾し,空間電荷層形成により表面構造を変化させることで,表面での不可逆相転移は抑制されることを見出した.本研究により,電極最表面から数10nmにおける領域は容量,出力,安定性がバルク内とは異なり,表面構造制御によって特性の改善が可能であることを明らかにした.さらに,これらの現象は層状岩塩型,スピネル型,オリビン型いずれの電極材料でも観測され,特にナノサイズ電極では電極特性を決定づけることが分かった.リチウム電池の機能向上の鍵である電極/電解質界面について,ヘテロエピタキシャル薄膜電極とinsitu表面散乱測定を用いた構造変化の直接観測により界面反応機構を解析した.その結果,表面構造は電池特性に大きな影響を与えること,表面構造を表面修飾で制御することで,電池特性を改善しうることを実験的に実証することができた.以上より,表面構造の直接観測と制御により高機能電極材料開発が可能であると結論づけられる.本研究の目的は,リチウム電池の機能向上の鍵である電極/電解質界面について,ヘテロエピタキシャル薄膜電極とin situ表面散乱測定を駆使して構造変化を直接観測することにより,界面反応を解析し,大電流化と長寿命化を実現する電極表面構造を見出すことである.平成23年度は,膜厚30nm程度のLi2RuO3モデル電極を作製し,Li3PO4を修飾することで表面構造を制御した.充放電評価を2.8-4.2 V(vs. Li/Li+)で行い,修飾電極は未修飾電極と比較して100 mAh/gほど大きな容量を示し,サイクル特性も優れていた.修飾した表面の構造を表面X線回折,表面反射率,吸収分光,光電子分光測定から,結晶構造,電子構造の両面から調べた結果,修飾により膜厚30 nmの全域でRuの電子状態が大きく変化することを見出した.電極界面は異種化合物と接触した際にエネルギー差を緩和するために構造が再構成する.予めLi3PO4修飾を施すことで,電解液浸漬時,電池反応時にLi2RuO3電極界面構造が高容量かつ高安定な構造に変化したと考えられる.さらに,充放電のダイナミクスを解析する手法として,時分割表面回折手法の開拓を行った,電圧印加時に回折ピークの位置,強度変化を追跡することで,界面構造制御により反応速度が向上される可能性を見出した.本年度見出した現象は,インターカレーション電極材料の共通の現象であり,数10nm程度の粒子を用いる実用電極では特性を決定づけると予想される.課題1)表面構造を制御したモデル電極作製,課題2)表面構造の直接観察手法構築,課題3)表面構造と電極特性との相関解明,いずれも計画以上に進展した.特に,表面修飾膜の電極特性評価では,電極の安定性の向上を予想していたが,安定性向上に加えて,容量,出力特性も向上することがわかった.既存研究では表面修飾は容量,出力特性を低下させるという報告が多いことから,興味深い現象である.電極表面構造制御による電池特性向上は確認できたので,その相関関係の解明を進める.実用電極材料に展開することで,表面構造制御方法を確立する.電極材料ごとに格子ミスマッチが小さい単結晶基板を選択することで,高品質の薄膜モデル電極を得る.23年度に最適化したセルを用いた深さ分解・時分割表面回折測定を各材料に適用する.進展に合わせて,電池反応を電流で制御し,動的な表面構造変化を検出することで,イオン拡散のダイナミクスを定量的に評価する.材料・表面構造ごとに電極特性を整理し,出力・寿命に関与する因子を抽出する.電気化学界面に関する基礎学理の確立に向けた方向性を提示する.

物品費しては主にモデル電極作製に必要となる試薬,単結晶基板,高圧ガスボンベを購入する.外部施設での放射光・中性子源を使った反応解析,成果は国内外で発表するために旅費を計上している.今年度の執行額に残額が生じた状況:H23年度に量子ビーム発生施設において表面散乱実験を2回実施し,実験結果の分析を行い,研究成果を取りまとめる予定であったが,計測機器の故障によりH24年度前期へと延期した.用いる実験器具,旅費,成果発表の経費をH24年度に繰越し,使用する.
近代日本における恐慌情報の発信・受容過程の歴史的研究

本研究は、近代日本における恐慌関連情報の社会への浸透のしかたを、地域的偏差ならびに時代による変化に注目しつつ解明することを課題とした。近代日本が経験した6回の恐慌(1890年恐慌・日清戦後恐慌・日露戦後恐慌・反動恐慌・金融恐慌・昭和恐慌)について、主要新聞の紙面を対象に、恐慌に関する記事の内容・分量・伝達速度などからなるデータベースを作成し、各時期ごとの恐慌情報の社会への浸透状況を検討した。特に、1927年金融恐慌に関しては、現在入手可能な全国紙35紙を対象に記事データベースを作成し、情報浸透の速度、情報量、情報の質について、地域的偏差を検討した。その結果、恐慌の前半過程(渡辺銀行・中井銀行・4銀行の破綻)においては、直接関連する銀行店舗がない地方の新聞では問題への関心が薄いこと、後半の台銀・近江銀行・十五銀行の破綻にいたって、地方新聞も含めて情報量が飛躍的に急増すると同時に、前半過程の紙面には掲載されていた取付に関する記事が姿を消したこと、一斉休業後は、各紙が一斉に「モラトリアム」という言葉を強調することにより、その社会的共有化が図られたが、なぜモラトリアムによって安定化が可能ととなるのかを明確に説明した新聞は少なく、多くは安定化というムード作りに終始していたことなどが明らかになった。また、新聞紙面に掲載された写真を検討し、今日の歴史叙述において金融恐慌を象徴するイメージとして流布されている画像が、当時においてはそれほど多くの新聞読者の目にはとまっていなかったであろうことも明らかとなった。恐慌情報の入手経路・速度・内容などを推定するケース・スタディを行なうために、新聞投書欄・各種調査記録・自治体史資料・日記・手記類などの調査を行ったが、残念ながら十分な成果を上げるにはいたらず、情報受容過程のミクロ分析は、今後の課題として残された。1.新聞記事データベースの作成恐慌情報浸透の地域的偏差ならびに時代による変遷を分析するため,恐慌関連新聞記事の掲載回数・分量・見出しの内容・掲載面・情報伝達の速度等を入力したデータベースの作成にとりくんだ.本年度は,1927年金融恐慌過程での全国の新聞35紙の記事をデータベース化する作業を進めた.現在作業途中であるが,初期報道段階で見受けられた新聞・地域による扱い方のばらつきが後期においては収斂してゆくことを確認できた.現在,記事の比較を定量的に行う方法を検討ている.分析対象年代を広げるために,「中外商業新報」を対象として1890年恐慌・日清戦後恐慌・日露戦後恐慌期の記事データベース作成に着手した.また、1897年1901年の「時事新報」をマイクロフィルムで入手した.2.情報受容過程の事例分析恐慌情報の浸透状況と受容過程のミクロ分析作業の一環として,三井物産会社「日誌」のテキストデータ化を進めた三井物産会社の場合には,情報の受容者であると同時に発信者としても機能していることを「日誌」から具体的に確認できた.本研究においては,経済・経営の専門家ではない一般民衆レベルでの恐慌情報の浸透状況と受容過程の検討を重視しており,その素材収集のため,各恐慌後の一般雑誌読者投稿欄記事ならびに各種回想記(刊行物)の調査を進めた.1.新聞記事データベースの作成近代日本において発生した諸経済恐慌に際する恐慌関連情報の浸透状況について,地域的偏差ならびに時代による変遷を分析するため,関連新聞記事の掲載回数・分量・見出しの内容・掲載面・情報伝達の速度等を入力したデータベースの作成作業を引きつづきおこなった.

1927年金融恐慌については,入手可能な全国の新聞35紙を対象に,基礎的なデータの入力を進めるとともに,記事内容を比較検討するためのキーワードの切出しをおこなった.記事データベースと連動する新聞記事画像データベース試作のため,新聞記事のデジタル画像化をおこなった.1890年恐慌・日清戦後恐慌について「中外商業新報」と「時事新報」を対象とした記事データベースの作成に着手した.日露戦後恐慌期の「時事新報」をマイクロフィルムで入手した.2.情報受容過程の事例分析恐慌情報の浸透状況と受容過程のミクロ分析作業の一環として,三井物産会社「日誌」のテキストデータ化を引きつづき進めた.「日誌」で確認された三井物産会社における恐慌関連情報の受容ならびに発信状況についてのデータベース作成に着手した.経済・経営の専門家以外の一般民衆レベルにおける恐慌情報の浸透状況と受容過程を検討する素材収集のために,国立国会図書館において所蔵雑誌・文献の調査をおこなった.また,京都府立総合資料館,大阪府立中之島図書館などにおいて,恐慌発生時の地方行政組織による情報の収集と発信状況に関する資料の調査をおこなった.1.新聞記事データベースの作成近代日本において発生した諸経済恐慌に際する恐慌関連情報の浸透状況について,地域的偏差ならびに時代による変遷を分析するため,関連する新聞記事の掲載回数・分量・見出しの内容・掲載面・情報伝達の速度等を入力したデータベースの作成作業を引きつづき進めた.今年度は,1890年恐慌・日清戦後恐慌・日露戦後恐慌について「中外商業新報」と「時事新報」を対象として,また反動恐慌については「中外商業新報」を対象として記事データベースの作成を進めた.1927年金融恐慌については,全国紙35紙を対象として作成した記事データベースに対して,記事内容を比較検討するためのキーワードの設定を進めた.記事データベースと連動する新聞記事画像データベース試作のため,新聞記事のデジタル画像化をおこなった.2.情報受容過程の事例分析恐慌情報の浸透状況と受容過程のミクロ分析作業の一環として,三井物産会社「日誌」のテキストデータ化を引きつづき進めた.「日誌」で確認された三井物産会社における恐慌関連情報の受容ならびに発信状況についてのデータベースを作成した.経済・経営の専門家以外の一般民衆レベルにおける恐慌情報の浸透状況と受容過程を検討する素材収集のために,兵庫県県政資料室,神戸市文書館,京都府立総合資料館,柏崎市立図書館,新潟県立文書館,国立国会図書館において所蔵史料・雑誌・文献の調査をおこなった.1.新聞記事データベースの作成近代日本が経験した経済恐慌(1890年恐慌・日清戦後恐慌・日露戦後恐慌・反動恐慌・金融恐慌・昭和恐慌)における恐慌関連情報の社会への浸透状況について,地域的偏差ならびに時代による変遷を分析するため,関連する新聞記事の掲載回数・分量・見出しの内容・掲載面・情報伝達の速度等を入力したデータベースの作成作業を引きつづき進めた.今年度は,反動恐慌期について、「中外商業新報」と「時事新報」を中心に記事データベースの作成を進めた.1927年金融恐慌に関しては、全国紙35紙を対象に作成した記事データベースについて、キーワードの設定をひきつづき進めた.主要記事については、画像データベース用にデジタル画像化をおこなった。2.情報受容過程の事例分析恐慌
成体神経幹細胞の老化メカニズムの解明

老齢化による成体神経幹細胞および新生ニューロンの減少は、認知機能(特にパターン識別学習・作動記憶など)の低下やうつ・不安障害など精神疾患の要因となると考えられている。従って、高齢化社会を迎えた今、成体神経幹細胞の長期維持メカニズム(「抗老化システム」)とは何か?を解明することは非常に重要である。我々は先行研究において、成体神経幹細胞の胎生期における起源細胞を世界で初めて同定した(Furutachi et al. Nat. Neurosci., 2015)。胎生期に脳発生が終了すると消滅する他の胎生期神経幹細胞とは異なり、この成体期神経幹細胞の起源細胞においては「長期維持(抗老化)システム」が働いていると予想される。そこで本研究では、「胎生期神経幹細胞」と「成体神経幹細胞の起源細胞」の違いを調べ、成体神経幹細胞系譜に特有の長期維持システムを明らかにすることを目指した。まず、胎生期に一過的にニューロンを産んで消滅する「胎生期神経幹細胞」と、生涯にわたりニューロンを産生し続ける成体神経幹細胞の「胎生期起源細胞」を単離し、これらの細胞群の遺伝子発現プロファイルを調べた。既に細胞集団レベルでの予備的な結果を得ていたので、昨年度は単一細胞レベルでの解析に取り組んだ。解析の各過程(細胞の単離やmRNAの増幅など)の条件検討を行い、それぞれが正しく機能することが確認された。今後、単一細胞レベルでの遺伝子発現情報を元に長期維持システムの実体に関わるメカニズムを解明する。また、我々は既に起源細胞ならびに成体神経幹細胞において高発現している遺伝子群の中に、細胞周期に関わる興味深い分子(p57)を同定している。そこでp57が成体神経幹細胞の長期維持(抗老化)にいかなる分子メカニズムで寄与するか検討するため、胎生期神経幹細胞にp57の過剰発現を行い遺伝子発現プロファイルの変化を網羅的に検討した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
尿失禁の一次予防に好ましい運動とその継続効果〜地域在住中高年女性の縦断疫学研究〜

国立長寿医療センター研究所疫学研究部が平成9年から実施している「老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の第2次調査と4年後の第4次調査の結果を用い、中高年女性の尿失禁の新規発症に予防的効果を示す運動の種類と強度について検討した。第2次調査で尿失禁の有無に対して回答のあった1104人(41-82歳、60.0±11.3歳)の中で尿失禁経験のある者は555人(50.3%)で、横断的検討では4.5Mets以上の身体活動をしている人や上体起こし(腹筋)を多く行える人で尿失禁の経験が有意に少なかった。第2次調査、第4次調査ともに参加した中高年女性の中で第2次調査で尿失禁の経験がないと答えた414人中、79人(19.1%)が4年後の第4次調査では尿失禁を新規に経験していた。第2次調査でも第4次調査でも2.5 Mets以上の余暇活動をしていなかった者に対して、継続して2.5Mets以上の余暇活動を続けていた者では尿失禁の新規発症リスクが有意に低かった(Odds比0.473, 95%信頼区間0.251-0.892)。また、第2次調査時の仕事による身体活動度や全身体活動度が4.5Metsを超えていた者や速歩のピッチが速かった者、第4次調査時の普通歩・速歩のピッチが速く、速歩が速かった者では、尿失禁の新規発症リスクが有意に低かった。平成17年度には1.我々が平成9年から継続している「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学調査NILS-LSA」」第4次調査において尿失禁(安藤)、運動関連要因(小坂井)、生活歴等の背景要因(下方)のデータを収集した。このデータは来年度以降の尿失禁の関連要因に関する縦断研究に用いる予定である。2.NILS-LSA第2次調査(2000-2002)に参加した41-82歳の地域在住中高年女性1105名(平均年齢60.0±11.3歳)のデータを用いて尿失禁と下肢運動能力および肥満との関連について横断的に検討した。(3)さらに肥満関連指標については一般的な肥満指標と腹部肥満指標との尿失禁との関連の強さについて背景要因を調整して検討した。これらの検討の結果、尿失禁経験のある者は全体の50.2%であった。60歳未満、自覚的健康度が不良、出産経験あり、活動能力指標10点以下の者では尿失禁経験者の割合が有意に高く(p<0.05)、過去2年間の入院歴がある者、糖尿病の既往のある者では尿失禁経験者の割合が高い傾向(p<0.10)を認めた。すべての肥満指標は尿失禁経験の有無で有意差を認めた。肥満指標が1s.d.上昇する毎の尿失禁経験のOdds比はBMI(Odds比:1.324,95%信頼区間:1.168-1.500)、体重(1.288,1.136-1.460)、体脂肪率(1.199,1.058-1.357)、ウエスト囲(1.354,1.192-1.538)、腹腔内脂肪面積(1.208,1.061-1.376)といずれも有意であったが肥満指標間にOdds比の有意差は認められなかった。我々が平成9年から継続して調査している「国立長寿医療センター・老化に関する長期縦断疫学調査NILS-LSA」の第2次調査(2000-2002)および第4次調査調査(2004-2006)にともに参加した、第2次調査時41-82歳の地域在住中高年女性847人(平均年齢58.4±10.7歳)のデータを用いて尿失禁と身体的余暇活動および筋力との関連について検討した。1.尿失禁有りと答えた者は第2次調査では433人(51.1%)、第4次調査では410人(48.4%)であった。2.第4次調査の尿失禁者の87.3%は腹圧性尿失禁であり、22.3%は切迫性尿失禁であった(複数回答)。3.第2次調査で尿失禁のなかった者414人中、第4次調査で尿失禁有りと答えた者は79人(19.1%)であった。新規発症尿失禁は腹圧性尿失禁82.3%、切迫性尿失禁20.3%(複数回答)であり、40代では新規発症尿失禁のすべてが腹圧性尿失禁であった。4.第2次調査時の身体的余暇活動の有無や強度(2.5Mets、4.5Mets、6.5Mets)と第4次調査での新規尿失禁発症との間には有意な関連は認められなかった。年代別に検討した結果、50代でのみ、2.5Metsの身体活動を日常行っている者(尿失禁新規発症率7.1%)では、行っていない者(19.3%)よりも発症率が少ない傾向が認められた(P=0.0526)。5.第2次調査時の筋力(脚筋力、脚進展パワー、握力、腹筋)と第4次調査での新規尿失禁発症との関連を検討した。

脚筋力において、尿失禁の新規発症者では、発症しなかった者よりも脚筋力が低い傾向を示した(26.2±0.8kg,27.7±0.40kg(平均値±標準誤差),p=0.0987)。以上から中高年の尿失禁では年間約5%の新規発症があると考えられ、脚筋力や身体活動がとくに中年で尿失禁予防に効果がある可能性が示唆された。国立長寿医療センター研究所疫学研究部が平成9年から実施している「老化に関する長期縦断疫学研究(NILS-LSA)」の第2次調査と4年後の第4次調査の結果を用い、中高年女性の尿失禁の新規発症に予防的効果を示す運動の種類と強度について検討した。第2次調査で尿失禁の有無に対して回答のあった1104人(41-82歳、60.0±11.3歳)の中で尿失禁経験のある者は555人(50.3%)で、横断的検討では4.5Mets以上の身体活動をしている人や上体起こし(腹筋)を多く行える人で尿失禁の経験が有意に少なかった。第2次調査、第4次調査ともに参加した中高年女性の中で第2次調査で尿失禁の経験がないと答えた414人中、79人(19.1%)が4年後の第4次調査では尿失禁を新規に経験していた。第2次調査でも第4次調査でも2.5 Mets以上の余暇活動をしていなかった者に対して、継続して2.5Mets以上の余暇活動を続けていた者では尿失禁の新規発症リスクが有意に低かった(Odds比0.473, 95%信頼区間0.251-0.892)。また、第2次調査時の仕事による身体活動度や全身体活動度が4.5Metsを超えていた者や速歩のピッチが速かった者、第4次調査時の普通歩・速歩のピッチが速く、速歩が速かった者では、尿失禁の新規発症リスクが有意に低かった。
山地豪雪災害の予測と防除、復旧対策に対する研究

1.これまで因難であった山地での降・積雪水量の計測のため、北海道・東北・北陸の山間部に降雪検知機を設置し、降雪パルスから日降雪の深さと降雪水量を求める実験式を得た。実験式の季節・地域による差異の比較検討を行った。さらに風により移動・再堆積を知るため、積雪分布実測地と気象・地形要素を考慮した積雪分布予測手法の検討を行った。また河川情報センタ-レ-ダ-情報と降雪量との比較検討も行っている。2.積雪に多量の水を含んで流動状態となるスラッシュ流(スラッシュ雪崩)の事例解析により、その発生条件や流動状況、到達距離の解析を行った。3.1991年2月下旬に各地(北海道・東北・北陸)で一斉積雪調査を行い積雪及び雪氷災害の地域特性を調査した。同時に積雪試料を採取し積雪の酸性度を測定し、その地域特性を調べた。4.山地融雪現象の比較研究を、北海道大雪山、新潟県中越地方および富士山で行った。大雪山では雪渓の質量収支、融雪特性、水文特性、雪渓の内部構造の研究を行った。中越・富士山の融雪観測を基に融雪モデルを構築し融雪に関する熱収支計算を行い、両地域の放射と顕熱・潜熱の寄与とその季節変動特性を明かにした。5.多雪地における全層雪崩に対する低木広葉樹林の雪崩発生阻止効果を調べ、積雪安定地と雪崩発生地での樹木構成の比較検討を行った。森林雪害の地域特性の研究として積雪条件と他の自然条件のもとで樹種・樹齢・構成との関係を調査し、災害発生機構と多雪地の造林法の検討を行った。6.雪害デ-タベスの構築に着手し本年度は農林雪害を中心にデ-タ収集を行った。
バルカン半島中部における文化的多様性の歴史的研究

セルビア南部、コソヴォ、マケドニア、アルバニアのフィールドワークを行ない、初期キリスト教遺跡、ビザンティン聖堂(とくに壁画)、初期オスマン・モスクの調査を実施した。古代末期から中世、中世末期から近世への文化移行期の様相を、建築と絵画から具体的に考え、現代当該地の文化的多様性の起源を検討した。とくに14世紀のビザンティン聖堂装飾プログラムについて、新たな知見を多数得ることができた。89月に、アルバニア・ローマ・マケドニアのモニュメントの調査を行った。アルバニアについては、事前に在日大使館を通じで調査・撮影許可を申請し、また現地でも文化・教育省に出向いて許可を求めたが、アルバニアではいまだ文化財の調査に関する許可システムが機能していなかった。しかし調査は順調に進行し、デュレスの初期キリスト教礼拝堂モザイク、プレスパ湖マリグラド島聖母聖堂等の主要な聖堂壁画(モザイク・フレスコ)の撮影を行うことができた。アルバニア調査後は二手に分かれて、ローマの初期キリスト教モザイク調査と、マケドニア聖堂予備調査を実施した。次年度に本格的に行う予定のマケドニア調査については、マケドニア政府とオフリド主教の許可を取得した。デュレスのモザイクに関しては、67世紀説と10世紀説があるが、テサロニキの67世紀モザイクとの様式的、図像的比較から、前者の正しさを確認することができた。マリグラド島聖母聖堂については、キリスト伝図像の順番が狂っていることが著しい特徴であるが、これは近隣、クルビノヴォ(マケドニア)の聖ゲオルギオス聖堂、カストリア(ギリシア)の聖ニコラオス・トゥ・カスニヅィ聖堂の例に照らすと説明することが可能である。上記以外にもボボスティツァ村の聖ディミトリオス聖堂において、「納まり得ないもののすみか(コーラ)たる聖母」銘のある聖母子像を発見した。これは首都コンスタンティノポリスのコーラ修道院(14世紀初頭)の図像が、数十年を経てアルバニアの地に伝播したものと考えることができる作例である。89月にマケドニア共和国とギリシアの現地調査を行なった。拠点をオフリド、スコピエ、プリレプ、ストゥルミツァとし、周辺の聖堂・修道院を調査、撮影した。オプリド・イコン・ギャラリーの学芸員の全面的な協力を得て、同行通訳を引き受けてもらうことができた。図像学的にはキリストのフィジオノミーに関する多くのデータを得た。オフリド周辺の後期聖堂には、パントクラトール・インマヌエル・日の老いたる者・祭司キリスト・天使キリスト・空の御座といった一連のメダイヨンが装飾の要をなす例が多い。これはカストリアの聖ステファノスやネレヅィの聖パンテレイモンといった周辺からの影響と考えることができよう。様式比較の結果、ネレヅィの聖パンテレイモンの画家の一部が、カストリアの聖ニコラオス・トゥ・カスニヅィばかりでなく、ヴェリュサのエレウーサ、マナスティールの聖ニコラにも参加していることが確認された。装飾プログラム研究の面からは、単廊式バシリカ(クルビノヴォ、プリレプの聖ニコラ)、ギリシア十字式(オフリドのパナギア・ペリフレプトス、スタロ・ナゴリチャネの聖ギョルギ)それぞれの代表的な作例を記録した。バルカン半島一帯の美術制作は、ローカルな枠の中で考えるべきなのか、首都からの影響を考慮すべきなのか、今後の課題としたい。ギリシアのテサロニキも調査の対象としたが、現地諸機関が混乱しており、当面調査の対象とすることは危険であろう。多様な文化・宗教が混淆して発展したバルカン半島中部において、美術・建築の相互影響、移行の問題を具体的に考える。今年度はコソヴォ、セルビア、マケドニアの3国のフィールドワークを実施するとともに、文化的な源泉と考えられるコンスタンティノポリス(イスタンブール)の調査も行なった。ローマ/初期キリスト教都市が、そのまま中期ビザンティンに移行した例は、当地にはあまり見られない。ストビやヘラクレイアはビザンティン時代には捨てられた。例外はオフリドであるが、初期キリスト時代の遺跡(アクロポリス)と、中期ビザンティンの居住域は少し離れている。イスラーム建築については、プリズレン(コソヴォ)のシナン・パシャ・モスクが好例である。ビザンティン建築を咀嚼して、イスラーム独自の抽象性に富んだデザインを加えた、優れた建築であった。ビザンティンの聖堂装飾プログラムについては、調査対象の壁画は14,15世紀に集中する。単廊式バシリカが多数建立される一方で、大型の聖堂/修道院が要所に建てられた(グラチャニツァ、デチャニ等)。キリスト受難伝の充実とともに、聖母伝サイクルの確立、旧約の予型論的主題によって聖母を表象する主題の多様化、等が特色として挙げられる。特に二人組の画家ミハイルとエウティキオスの画業に注目したい(ストゥデニツァの「王の聖堂」、オフリドのパナギア・ペリブレプトス、スタロ・ナゴリチャネ、プリレプのボゴロディツァ・リェヴィシュカ、バニャニの聖ニキタ)。西欧(イタリア)の影響を濃厚に受けながら、後期ビザンティン世界に新たなプログラムをもたらし、その影響はグラチャニツァやデチャニ等広範に及んでいる。彼らの行なった革新に関する論文を複数執筆した。

しかし彼らのプログラムは、首都のコーラ修道院とはいくつかの点で大きく異なっている。この理由の解明は、引き続いて行ないたい。アルバニア、マケドニアでは、ほぼ希望通りに調査・撮影許可を敢得することができ、写真データの整理も進んでいる。参加メンバーもそれぞれ論文によって成果を問いつつある現状である。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年度は可能であればコソヴォを調査対象としたいが、現時点で外務省の情報によれば、渡航をすることは困難である。その場合セルビアを調査対象として、研究計画を遂行したい。コソヴォの体系的な調査は、日本隊としては初めてであり、大きな意義を有するが,調査地をセルビアとする可能性は当初から考えられており、計画の遂行には支障はない。
Mn-SOD誘導による血管平滑筋細胞のストレス耐性獲得機構の解明

酸化ストレスに対する生体の防御概構として、内因性の抗酸化酵素群の誘導が生じる。しかし、動脈硬化などの局所病変では攻撃因子である酸化ストレスに対して防御因子である抗酸化酵素の誘導が不十分となり、局所病変の進展を来す可能性が示唆されている。本申請者らは、種々の負荷により抗酸化酵素の一つであるマンガンスーパーオキシドジスムターゼ(Mn-SOD)が平滑筋細胞において誘導されること、Mn-SODの誘導が平滑筋細胞の酸化ストレス耐性を亢進されることを見出した。本年度においては、Mn-SODを培養血管平滑筋細胞に遺伝子導入して選択的に発現させることにより酸化ストレスによる平滑筋障害が抑制されるか否かを検討した。ラット培養血管平滑筋細胞に対し、発現ベクターに組み込んだMn-SOD cDNAをリポフェクション法で導入した。導入したMn-SOD cDNAのMn-SODタンパク質への翻訳は抗Mn-SODポリクローナル抗体を用いた酵素免疫染色法で確認した。その後に平滑筋細胞に無酸素-再酸素化負荷による酸化ストレスを加えて細胞障害を惹起すると、Mn-SODを導入した細胞においてはMn-SOD cDNAを含まないコントロールベクターを導入した細胞に比較して、LDH遊出により定量した平滑筋細胞のネクローシス、蛍光核染色により定量した平滑筋細胞のアポトーシスともに有意に抑制された。従来の内因性Mn-SOD誘導による耐性付与は、特異性の観点から問題を含んでいたが、今回の実験結果は、特異的に外因性の抗酸化酵素を導入することによっても同様の酸化ストレス耐性を惹起することが可能であり、局所の血管病変の治療・予防に応用可能である事が示唆される。初年度は、心筋組織、心筋細胞において観察される「プレコンディショニング現象」が血管系においても同様に認められるか否かを検討した。ラット大動脈由来の培養血管平滑筋細胞に温熱負荷(heat shock)、または、TNF-αによるプレコンディショニングを加えると、平滑筋細胞内にMn-SODが誘導された。平滑筋細胞に低酸素-再酸素化を負荷して細胞障害を検討すると、かかるプレコンディショニングにより低酸素-再酸素化障害に対する耐性が増大することを見出した。Mn-SOD誘導と低酸素-再酸素化耐性との直接の因果関係を検討するため、アンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド(AODN)を用いてMn-SOD誘導の抑制を試みた。その結果、AODN投与によりTNF-α刺激によるMn-SOD誘導が著明に抑制されたが、この時、平滑筋細胞の低酸素-再酸素化負荷に対する耐性も抑制された。さらに、リポフェクション法により平滑筋脂肪内へのMn-SOD導入を試み、低酸素-再酸素化後の細胞障害を比較検討した。リポフェクション法により、Mn-SODは平滑筋細胞内に局在して導入されたが、同時に、細胞の低酸素-再酸素化耐性が亢進した。以上の結果は、血管平滑筋細胞においても物理負荷や化学負荷によって細胞の酸化ストレスに対する耐性が亢進すること、および、耐性のエフェクターとして抗酸化酵素であるMn-SODが重要な役割を占めることを示唆している。酸化ストレスに対する生体の防御機構として、内因性の抗酸化酵素群の誘導が生じる。

ラット培養血管平滑筋細胞に対し、発現ベクターに組み込んだMn-SOD cDNAをリポフェクション法で導入した。導入したMn-SOD cDNAのMn-SODタンパク質への翻訳は抗Mn-SODポリクローナル抗体を用いた酵素免疫染色法で確認した。その後に平滑筋細胞に無酸素-再酸素化負荷による酸化ストレスを加えて細胞障害を惹起すると、Mn-SODを導入した細胞においてはMn-SOD cDNAを含まないコントロールベクターを導入した細胞に比較して、LDH遊出により定量した平滑筋細胞のネクローシス、蛍光核染色により定量した平滑筋細胞のアポトーシスともに有意に抑制された。従来の内因性Mn-SOD誘導による耐性付与は、特異性の観点から問題を含んでいたが、今回の実験結果は、特異的に外因性の抗酸化酵素を導入することによっても同様の酸化ストレス耐性を惹起することが可能であり、局所の血管病変の治療・予防に応用可能である事が示唆される。
アンドロゲンシグナルによる骨代謝調節機構の解明

男性ホルモン・女性ホルモンそれぞれの骨量維持作用及び骨量の性差については、これまで不明な点が多く残されていた。主要男性ホルモンであるテストステロンが男性ホルモン受容体(AR)を介して機能しているばかりでなく、アロマターゼによって女性ホルモンに変換されてERを介しても機能する代謝系を持つことが、性ホルモンそれぞれの骨代謝機能に関する解釈を複雑にする一因となっていたと考えられる。我々はCre-loxP systemを用いて、従来の標的遺伝子組み替え法では不可能であった雌雄の男性ホルモン受容体遺伝子欠損(ARKO)マウスを作出した。骨組織を解析したところ、雄性ARKOマウスは雌雄両方の同胞野生型(WT)マウスに比べて、高代謝回転型の著しい骨粗鬆化を呈していた。これに対して、雌性ARKOマウスの骨量は雌性WTマウスと同等であり、骨量減少は見られなかった。雄性ARKOマウスの去勢実験からは骨代謝を調節している男性ホルモンは副腎由来ではなく精巣由来であることが示唆された。また、性ホルモンの負荷実験結果から、女性ホルモン受容体を介さない男性ホルモンシグナル固有の骨量維持作用が明らかとなり,雄性個体の骨量維持に男性ホルモンと女性ホルモンの両者が関与していることが定量的に示された。初代細胞培養系の解析では、男性ホルモンの骨量維持作用は、男性ホルモンが破骨細胞に直接作用するのでなく、骨芽細胞の破骨細胞形成支持能を抑制することで発揮されることが示された。
チンパンジーのセルフハンディキャップ行動:ヒトとの遊びの交渉を通して

飼育下チンパンジーを対象にセルフハンディキャップ行動を実験的に実証し、その成因と獲得過程を調べるための研究をおこなった。平成17年度は、まずチンパンジーと人実験者の自由な遊び場面での行動を分析し、セルフハンディキャップ行動の実験的な実証に適した場面設定を検討した。これをもとに、ロープを引き合う遊び場面においてロープがどちら側にどれくらい引かれたかを計測システムを用いて測定する設定を考案した。2者がロープを引く力に差があればロープはより力の強い方へ移動するため、引き合いの開始から終了までのロープ移動量の推移から2者の行動調整を読み取ることができる。チンパンジーと人実験者を隔てる鉄格子のロープ通過点にローラーを取り付け、その回転数をロータリーエンコーダー(オムロン株式会社製E6A2)とカウンタ(有限会社オメガ電子製特注)で計りパソコンに出力した(カウンタ用ソフト:有限会社オメガ電子製特注)。その結果、対象とした5個体中4個体について18個の引き合い事例をグラフ波形として記録することができた。グラフ波形と行動の分析から、ロープ挿入、引き合い、たぐり寄せ、力の拮抗又は小休止、引き抜きといった行動をそれぞれ特異な波形として識別でき、引き合い遊びの一連の過程をグラフ波形から捉えることができた。今後も記録を蓄積するとともに、人実験者の牽引力の変化(牽引力最大条件、最小条件)に応じてチンパンジーが行動を調整するかを検討する予定である。また4個体中1個体で、ロープ引き合いの誘いと解釈できる特定の行動パターン(ロープの近くに手を差し出す-人実験者がロープを手に取り「これ?」と尋ねる-再度手を差し出す)が6例みられた。この行動を利用し、チンパンジーの誘いに対する人実験者の応答を変化させる条件(すぐに応じる条件、しばらく応じない条件)の実施も予定している。
超高速度シャドウグラフによるレーザー除去加工現象の解析

材料除去加工を中心にして、レーザ加工技術が産業界に広まりつつあるが、基本的なビームと物質間の相互作用現象や、材料の熱的・光学的性質は系統的に全く解明されていないのが実状である。それゆえ、レーザ加工技術は期待されているポテンシャルに比べてはるかに未成熟な段階にある。本研究では、パルス幅8ns、最大エネルギー900mJのパルスYAGレーザをアルミ合金に照射し、材料除去加工を行った。その際の材料表面における物理的変化を、超高速度シャドウグラフにより観察した。フィルム露光用の光源には、エキシマ励起の色素レーザを使用した。同時にマルチチャンネル分光器により、誘起プラズマの発光分析を行った。またレーザ誘起プルームに対して水平にHe-Neプローブレーザを導入し、プローブレーザの減衰信号の観察も行った。エネルギー密度の増加とともに、材料表面には、溶融の程度が進んだとみられる照射痕が観察された。10^6J/m^2以上の非常にエネルギー密度の高い領域では、試料表面のダメ-ジの様子は、より流動性の高い溶融地から凝固したように見えた。また無数の小さな穴が認められ、かなり激しく蒸発や飛散が生じていることをうかがわせた。レーザ照射により誘起されたプルームの発光スペクトルを測定したところ、中性原子線とイオン線との発光が検出された。これらの発光強度はエネルギー密度の増加とともに大きくなった。このことから、蒸発物質は一部イオン化しているものと考えられる。この蒸気フロントの上昇速度を、He-Neプローブレーザの減衰信号から算出したところ、約1000m/sという音速を超えた値を得た。このことより、加工上部には衝撃波が発生しているものと考えられた。そしてこれはシャドウグラフにより確認することができた。
特異的NF-KB抑制法に基づく慢性進行性腎炎の進展機序の解明および治療法の検討

Wistarラットに片側腎臓摘出を行った後、アルブミン大量負荷(Bovine Serum Albumin(BSA)を2g/日ずつ腹腔内投与連日を3週間)を行い、持続的大量蛋白尿による尿細管間質障害モデルラットを作成した。当モデルに対してアデノウィルスベクターを腎動脈より注入することにより尿細管上皮細胞特異的に安定型IκBαを発現させ、腎間質障害における尿細管上皮細胞の核転写因子NF-κBの果たす役割について検討した。安定型IκBα導入群ではLacZ遺伝子導入群に比較して、Electromobility Shift Assayによる腎皮質のNF-κB発現量増加の著明な抑制効果を認め、これは病理組織学的解析(PAS染色、Masson-Trichrom染色)における尿細管間質障害スコアの有意な改善を伴っていた。さらに免疫組織染色による解析では浸潤マクロファージ(ED-1)数、TGF-β・Fibronectinの発現量が安定型IκBα導入群では有意に抑制されていた。さらに現在、DNAマイクロアレイ法を用いた両群の遺伝子発現プロファイルの変化の比較検討を行っており、尿細管上皮細胞におけるNF-κB下流遺伝子群のうち尿細管間質障害の進展に重要な役割を果たす因子の解析を進めている。さらに片側腎臓摘出を行ったWistarラットにThy-1抗体を静脈内投与することによって慢性進行性糸球体腎炎を惹起し、腎炎4週間後より前述の方法で尿細管上皮細胞特異的に安定型IκBαを発現させ、腎炎8週間後においてその治療効果を検討した。現時点の病理組織学的解析では安定型IκBα導入群のLacZ遺伝子導入群に対する尿細管間質障害の改善効果は有意なものではなかった。今後検討すべき課題として、遺伝子治療の開始時期の変更や、CTLA4-Ig発現アデノウィルスベクターの同時導入による安定型IκBα発現期間の延長を図ること、なとが挙げられる。
積載物が床面上で滑動・衝突する場合の立体駐車場の応答シミュレーション

倉庫内のラックや立体駐車場のような鉄骨系構造物においては、積載物の重量は本体の自重に比較して大きく、加えて積載物の分布状況が日毎、時間毎に著しく変化するので固有周期(共振周期)も幅広く変動する。さらにその構造特性から地震動を受けると同規模のRC造やRS造の一般建築構造物に比較して大きな水平変形を起こし易い。しかし応答が大きくなって積載物の慣性力が床面との間の最大静止摩擦力を超過すると、積載物が滑動を始めて、構造物全体としては共振現象を回避してしまうという、耐震工学上極めて有効な現象が起る。本研究では積載物の滑動による共振回避の現象を数値計算によっても同様な動的特性を導き得ようとした。また積載物の支持形態の違いによって、積載物が滑動した結果に壁面やストッパーに衝突する場合までも考慮に入れたシミュレーションを行うことを目的とした。実際の研究は、実物・等身大の実験は到底不可能であるので、数値解析によって行う。そのプロセスは(1)稼働中・建設中の立体駐車場を観察調査、(2)解析モデルの検討、(3)解析プログラム作成、(4)単純なモデルの計算によるテスト、(5)実物モデルのデータ入力、(6)解析計算、(7)計算結果出力、(8)((5)(7)のプロセス)を条件を変えてデータを蓄える、(9)実地検証、(10)考察である。また扱う対象のデータが多大であるために、データ入力、プログラムモジュールの作成等に研究補助員を依頼した。(9)については、兵庫県南部地震などによる被害調査が必要となるため今後の課題としたい。定式化はほぼ出来上がり、滑動に関するデータをとりまとめ、研究内容の一部を発表した。今後、より考慮すべき事象を取り込んだ定式化を進め、さらに多くのデータを蓄積していく予定である。
海外図書館の大規模所蔵調査に基づく日本文化としてのマンガ受容に関する総合的研究

この研究の目的は,1)従来は実現しえなかった手法を駆使した大規模な図書館所蔵データに基づいた分析によって海外におけるマンガの受容の基本的な傾向や動向を定量的に把握すること,そして,2)文化・学術における知識の集積としての図書館の価値を再確認し,図書館を通じて文化を分析する手法の可能性を提示することである。2018度は,これらの研究目的を達成するための大規模所蔵調査の準備段階として,特定の大規模な図書館の所蔵データを分析することで,マンガの受容に関する知見が得られることを米国議会図書館を対象として確認した。また,全世界の大規模な図書館の所蔵を調査するための前提として完璧に近い資料リストの作成について検討を行った。前者は,日本図書館情報学会第66回研究大会において"米国議会図書館(LC)における日本のマンガの所蔵"と題するポスター発表を行った。LCのMARCデータとZ39.50経由のAPIで収集したコミック,そしてその中から日本のマンガと思われるデータを抽出した。年代や出版者について見ることにより,所蔵されている日本のマンガの受容が様変わりしていることが確認でき,方法論として有効性があることを確認した。後者については,資料リスト(マンガの作品名によるリスト)作成の前提としてマンガの著者について世界規模でのリストの作成の可能性について検討し,一定の成果が期待できると判断した。この検討の成果については2019年度中に公表できるように進めているところである。本研究においては,従来行われてこなかった規模での所蔵調査を行うことが方法論の中心である。これらの方法論が実施しえない,あるいは実施しても分析して見るべきものがないのであれば研究としての意義の多くが失われる。2018年度の研究活動では,これらの方法論の有効性を確認しつつ,従来以上の規模の所蔵調査の実施可能性も確認できた。また,申請時の研究計画においても2018年度が準備作業であり,2019年度に大規模所蔵データの収集を予定している。2018年度の成果に基づいて2019年度中の大規模所蔵調査に着手することが可能になったことを踏まえて,評価を行った。まず大規模所蔵調査が可能となるマンガの作品リスト(日本語版だけではなく,各国版も含む)の作成を行う,作品リストの前提としてマンガの著者のリスト(正確には各国の著者の表記のリスト)が用意できることが判明したので,そのリストをもとに,少なくとも1か国で所蔵されている資料の一覧を用意し,それからマンガの作品リストを作成する。そのリストを元に所蔵調査を行う予定である。また,海外版のマンガを対象とした調査で各国で受容されたマンガの書誌的な検討を別途行う予定である。データの整理について謝金を計上していたが,代表者と分担者の作業の範囲で作業が完了した。また,調査時にAPIを使用した場合,経費が発生する可能性を想定して計上したが2018年の調査対象はいずれもオープンデータであり,費用が発生しなかった。

2019年度は大規模な所蔵調査を行うため,これらの調査段階で費用が発生することが想定されているため,2019年度計画分と合わせて執行して,より充実したデータの収集が可能となるように研究を進める予定である。
多画文字のオンライン認識に関する研究

本研究では、多画文字のオンライン認識において、手書きの筆順変動・画数変動・大幅な変形(形状・位置・回転)に対しても安定し、精度の高い認識を実現することを目的とした。今年度、本研究においてこの目的の達成に成功した。研究実績の概要は次のとおりである。まず、人間が書いた署名を自動に検定するアルゴリズムの開発することにより、高精度の認識の実現を試みた。署名の特徴の情報として(1)各ストロークで独立に定まる個別画情報:ストロークの形状、ストロークのXの座標、ストロークのYの座標、ペンの筆圧、ペンの速度、ペンの傾きなど、(2)ストロークの相互の間で相対的な関係により定まる画間相互情報:画間の相対的位置,相対的長短、交差の有無など、の分析を行い、その情報の有効性を確かめた。この画間相互情報を文字認識に導入することで、安定し、ロバストな認識が可能になることについて検討を行った。多画文字のオンライン認識の手法を踏まえで、本研究では個人の筆跡に基づいたフォント生成の斬新なシステムを提案した。フォント生成の手法は、参照文字データベースをベクトル量子化を用いて圧縮し、1対多のストロークの対応からストローク対応データベースを得ることで行われる。更に本システムはフーリエ記述子と続け字解析データベースを用いることで滑らかな続け字の生成が可能となる。本研究では、25名の被験者による主観的基準と客観的基準による評価実験を行った。評価実験により生成されたフォントのユーザの大域的個人性と局所的個人性及びストローク対応の有効性を示すことができた。本研究では、多画文字のオンライン認識において、手書きの筆順変動・画数変動・大幅な変形(形状・位置・回転)に対しても安定で、精度の高い認識を実現することを目的にした。この目的で今年度の計画は成功裏で達成された。文字の幾何学的特徴として、画間相互情報(画の間の相対位置、相対的長短)と個別画情報(各画の形状・位置座標・動きの変化)を検出しそれを利用することにより、精度の高い認識が可能になることを示した。認識システムのシミュレーションによる認識性能評価のため、およそ120名程度の手書き文字データを収集した。これらのデータは自然にノートに書くような字として書くように指示し、液晶型のタブレットを使って、筆記者がその場で確認しながら書いた文字の2次元データを取り込む。次に、認識システムを構成した。認識システムは次の段階で行った。(1)入力処理:筆順・画数の制限のない条件で、タブレット上で人間の手で文字を書き、その平面座標の系列が入力される。大きさの正規化、スムージング、標本化を行う。(2)対応サーチと画間相互情報の評価:前処理で抽出した入力パターンと予め用意された標準パターンとのマッチングによって、標準パターンの最適な画対応を探索する。この相違度の計算では、個別画情報の評価にくわえて、画間相互情報の評価を行いながら、最適画対応をサーチする。これにより、筆順自由・画数自由で、変形パターン・回転パターン・類似パターンについても高精度な詳細識別が実現できる。(3)認識結果の判定:(2)の画対応サーチと画間相互情報の評価をすべての標準パターンについて行う。その結果、相違度のうち、最小の相違度を持った標準パターンを探索し、強制判定で認識結果とする。今後は、アルゴリズムの最適化を試みる。そのため、統計的な分析を行い、多画文字の総合的な環境での高性能の認識システムを開発する予定である。開発した認識アルゴリズムの最適化を行った。まず、標準パターン用の120人分のデータを用いて統計的な分析を行った。文字の幾何学的特徴である画間相互情報(相対的な長さ・相対的な位置・交点の有無など)と個別画情報(各画の形状・位置座標・動きの変化など)の分析を行った。分析した情報を提案した筆順自由・画数自由の枠組みに導入し、精度の高い認識が可能になることを示した。さらに標準パターンの改良を試みた。多画の文字の場合、同じ字素(または画)を持つものが多く存在する。逆に一つの文字にはいくつか異なる字素が存在し、それらを分ける必要があるものもある。これらの字素をK-meansクラスタリングアルゴリズムを基にしたベクトル量子化を行い、標準パターンの改良と圧縮を行った。これにより、標準パターンの辞書の大幅な空間圧縮(10%まで低減)が可能になった。次に、GLVQ(Generalized Learning Vector Quantization)アルゴリズムのを用いて標準パターンの最適化を行い、認識率の低減がなく、大幅な圧縮が出来ることを示した。この標準パターンの辞書はPDAなどの携帯機器における使用に対して効果的である。さらに筆順自由・画数自由の枠組みに対して改良した標準パターンをそのまま、導入できる。また、これらの情報は文字の質・ユーザの要求・システムの要求に応じて圧縮する量を設定することが可能である。今後は、開発した認識アルゴリズムを基にして、ペンを用いた実用的なアプリケーションシステムを開発する予定である。

本研究では、多画文字のオンライン認識において、手書きの筆順変動・画数変動・大幅な変形(形状・位置・回転)に対しても安定し、精度の高い認識を実現することを目的とした。今年度、本研究においてこの目的の達成に成功した。研究実績の概要は次のとおりである。まず、人間が書いた署名を自動に検定するアルゴリズムの開発することにより、高精度の認識の実現を試みた。署名の特徴の情報として(1)各ストロークで独立に定まる個別画情報:ストロークの形状、ストロークのXの座標、ストロークのYの座標、ペンの筆圧、ペンの速度、ペンの傾きなど、(2)ストロークの相互の間で相対的な関係により定まる画間相互情報:画間の相対的位置,相対的長短、交差の有無など、の分析を行い、その情報の有効性を確かめた。この画間相互情報を文字認識に導入することで、安定し、ロバストな認識が可能になることについて検討を行った。多画文字のオンライン認識の手法を踏まえで、本研究では個人の筆跡に基づいたフォント生成の斬新なシステムを提案した。フォント生成の手法は、参照文字データベースをベクトル量子化を用いて圧縮し、1対多のストロークの対応からストローク対応データベースを得ることで行われる。更に本システムはフーリエ記述子と続け字解析データベースを用いることで滑らかな続け字の生成が可能となる。本研究では、25名の被験者による主観的基準と客観的基準による評価実験を行った。評価実験により生成されたフォントのユーザの大域的個人性と局所的個人性及びストローク対応の有効性を示すことができた。
冗長な構造を有する人口ニューラルネットワークに関する研究

本研究代表者は、これまでに、「写像」と「緩和」という2つのパラダイムを統合した人工ニューラルネットワークモデルを提案し、連想記憶などのタスクを課することによってモデルの特性を調べてきた。擬記憶問題の改善など、標準的な緩和型ネットに比べて優れた特性を示すことが明らかになりつつある。一般に、連想記憶のタスクでは、記銘すべき点は状態空間内の1点(固定点アトラクタ)として場所が分かっており、写像能力のあるネットを導入することの効果はある程度予想することが可能であった。しかしながら一方、最適化問題の場合には、連想記憶タスクの場合とは異なりネットワークに記銘すべき点の位置は不明であり、むしろその点がどこに存在しているかを探索すること自体がタスクとなる。そのため、緩和プロセスの中に「写像」を導入することの意味付けは困難であり、最適化の際に遭遇するローカルミニマムの問題を解決するには、上述のモデルをそのまま応用することはできず、別なアプローチが必要であった。そのような状況のもと、本研究代表者は、自由度を上げるためではなく自由度を抑制するために「ネットワークの冗長さ」を利用することを考え、本研究において、「構造の冗長性」というこれまでにない全く新しい視点に立ったニューラルネットワークのモデルを構築した。そして、その基本的な振る舞いを、単純構造のモデルに絞って解析とシミュレーションの両面から調べたところ、モジュール数が増加するにつれ、その構造的冗長性によって初期値依存性が弱くなり、モジュール数が十分に多い場合には、ニューロンの状態は常に大局的な最小値に収束することが明らかとなった。冗長な構造を有する人工ニューラルネットワークは、最適化問題を解くのに適した構造をしている可能性があり、今後より規模の大きなネットワークを調べることが重要であると考えられる。本研究代表者は、これまでに、「写像」と「緩和」という2つのパラダイムを統合した人工ニューラルネットワークモデル(CCHN/Cross-Coupled Hopfield Nets)を提案し、連想記憶などのタスクを課することによってモデルの特性を調べてきた。スプリアスメモリの改善など、(写像能力を持たない)標準的な緩和型ネットに比べて優れた特性を示すことが明らかになりつつある。一般に、連想記憶のタスクは、記銘すべき点は、状態空間内の1点(固定点アトラクタ)として場所が分かっている場合であり、写像能力のあるネットを導入することの効果はある程度予想することが可能であった。しかしながら一方、最適化問題の場合には、連想記憶タスクの場合とは異なり、ネットワークに記銘すべき点(固定点アトラクタの位置)は不明であり、むしろその点がどこに存在しているかを探索すること自体がタスクとなる。そのため、緩和プロセスの中に「写像」を導入することの意味付けは困難であり、最適化の際に遭遇するローカルミニマムの深刻な問題を解決・改善するには、上述のモデルをそのまま応用することはできず、別なアプローチが必要であった。そのような状況のもと、本研究代表者は、自由度を上げるためではなく自由度を抑制するために「ネットワークの冗長さ」を用いることを考え、冗長な構造を有する緩和型ネットワークモデルを構築し、これに最適化問題をインプリメントすることを試みている。現在、複数のモデル(アーキテクチャ)を提案し、幾つかのサイズの最適化問題を用いてモデルの特性を調整中である。本研究においては、「モデルの検討」の他に「並列計算機による特性のシミュレーション」も重要課題であり、現在、疎結合並列計算機システムの構築と平行して、このシステムを用いて検討中のモデルを効率良く計算するための「並列性・冗長性の取り方」についても検討中である。