hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロービジョン者のためのホログラフィック光学素子を用いた拡張現実めがねの開発

また、HOEを用いたロービジョンディスプレイのプロトタイプの構築に向けて、システムを構築する予定である。「現在の達成度」においても記載したが、背景光カットフィルタHOEの回折効率のばらつきの原因について検討するために、作製時の環境(温度)、干渉露光後の後処理で行う、加熱、UV光照射条件についても調べ、集積型HOEのうちの背景光カットフィルタHOEの作成については見通しを立てたい。さらに、平成24年度において、集積型HOEのうちの結像用HOEを用いた撮像光学系により得られる画像を評価するため、Angular Spectrumに基づいたシミュレーターを構築する。Angular Spectrumでは2次元平面間を伝播する任意の光波を算出できる。シミュレーションでは、HOEの厚さ、屈折率分布の他、像からHOEまでの距離、HOEからカメラの撮像面までの距離をパラメータとしてカメラで得られる画像を算出する。そして、この画像のMTF(Modulation Transfer Function)を計算する。MTFは被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性で表したものであり、レンズの結像性能の指標の一つとなっている。MTFを算出することにより、集積型HOEの作製条件の最適化を図る。HOEを作製するのに使用するフォトポリマー及び作製光学系の光学部品を購入する予定である。また、HOEを用いた撮像光学系を搭載したロービジョンディスプレイのプロトタイプの構築に向けて、カメラやウェアラブルな形態で使用できるディスプレイ等の表示光学系に使用する部品についても購入する予定である。集積型HOEのうちの背景光カットフィルタHOEおよび結像用HOEの作製のための実験材料、機器等を購入して作製実験を行う予定である。一方、このようなウェアラブルタイプの撮像光学系の応用について調査を行いたいと考えている。
新規尋常性白斑モデルマウスの作製と白斑発症機序の解明

尋常性白斑は人口の12%が発症する発症率の高い皮膚疾患である。皮膚に白斑が形成されることが主症状であり,外見上の病変によって患者の生活の質が著しく低下してしまう。このような白斑は,皮膚に色をつける役割をしているメラノサイトが皮膚から消失しまうことによって起こる。しかし,なぜメラノサイトが消失してしまうのか,その原因については十分に解明されていない。本研究では、尋常性白斑を発症するモデルマウスを作製することともに,作製されたモデルマウスを用いて白斑が発症する仕組みを解明することを目指す。
完全静脈栄養管理下の短腸症候群における敗血症及び肝不全予防療法の開発

ラットの腸管を大量切除し、腸管を極端に短くしたモデルを作成した。さらに絶食かつ点滴管理とし、腸管と肝臓へのダメージがボンベシンという物質を投与することによって改善するかについて調べた。研究中、ラットに点滴を入れ長期間管理することが非常に難しかった。結果はボンベシンを投与することにより腸管から細菌が侵入するのが抑えられた。また肝臓に胆汁が溜まって肝機能が低下してしまうのをある程度予防できた。本研究では、大量小腸切除後、完全静脈栄養(TPN)管理下の短腸症候群モデルにおいてボンベシンがbacterial translocation (BT)を抑制する作用があるか、及びその作用が肝障害の程度を軽減させる効果を持つか検討することを目的とした。平成20年度においては、Lewis ratを用いて小腸80%大量切除し、同時に頚静脈より中心静脈カテーテルを挿入しTPN管理とする短腸症候群モデルを作成し、ボンベシン投与群、非投与群に分け、比較検討することが目的であったが、ラットの中心静脈カテーテル管理に難渋している。TPN管理ではないラット小腸大量切除モデルでのボンベシン投与群・非投与群の比較検討では、ボンベシン投与群の方が、体重減少が抑えられ、腸管粘膜上皮の増生も認め、またサイトカイン(IL-6,TNF-α)の発現も抑えられている。TPNモデルにおいても同様の結果が予想さるため、中心静脈カテーテル管理を安定化させることが現在の最も重要な課題である。現在我々が治療に難渋しているTPN管理下の短腸症候群患児達と同様のモデル作成を完成させ臨床に応用したい。本研究では、大量小腸切除後、完全静脈栄養(TPN)管理下の短腸症候群モデルにおいてボンベシンがbacterial translocation (BT)を抑制する作用があるか、及びその作用が長期TPN管理による肝障害の程度を軽減させうるかを比較検討することを目的とした。平成21年度においては小腸80%を大量切除したラット短腸症候群モデルを作成し、中心静脈カテーテルを頚静脈より挿入しTPNラットモデルを作成、ボンベシン投与群・非投与群に分け、bacterial translocationの程度と術後6ヵ月後の肝障害を比較検討する予定であったが、大量腸管切除後の中心静脈カテーテル管理を6ヵ月間続けることに難渋した。TPN管理ではないラット小腸大量切除モデルでのボンベシン投与群・非投与群の比較では、ボンベシン投与群の方が、体重減少が抑えられ腸管粘膜の増生も維持された。また、ボンベシン投与群の方がサイトカイン(IL-6、TNF-α)の発現も抑えられている。TPNモデルにおいても同様の結果が予測されるため、中心静脈カテーテルの管理を安定化させることが重要であった。現在我々が治療に難渋しているTPN管理下の短腸症候群患児と似たモデルを作成し、その結果を臨床に応用したい。
最小ＳＤ数表現を用いた長い語長の剰余べき乗演算システムの研究

長い語長を持つ剰余演算アルゴリズムの提案および剰余演算システムの設計評価を実施した。SD数表現の符号化を検討し、遅延時間の最適な剰余加算回路構成を考察した。そして、長い語長の剰余乗算について、新しい符号化を使用した直列型剰余乗算回路を構築した。最小SD数表現を用いることにより、ハードウェア規模と動作周波数との両方においても性能が大幅に改善された。これらの演算回路を用いた長い語長の剰余べき乗演算のRSA暗号化処理回路を設計した。計算回数を有効に減らすアルゴリズムを開発するため、SD数表現を最小SD数表現へ変換する回路の改良方法も行った。設計評価により提案の演算システムの高速性が確認できた。長い語長を持つ剰余演算アルゴリズムおよび剰余演算システムの高速化について、Signed-Digit(SD)数による演算回路の高速化、演算回数の最小化および演算の並列化を実現するため、アルゴリズム詳細の解析や実装を行い、問題点を解析した。まず、SD数表現の剰余加算の高速化のため、符号化などを検討し、回路コストと遅延時間の最適な剰余加算回路構成を考察した。具体的に、2進SD数の3値を2値符号の2ビットで表現することについて、符号化可能な組み合わせを行い、ハードウェア記述言語VHDLによる回路設計と性能評価を実施した。そして、長い語長の剰余乗算について、高速なSD数剰余加算アルゴリズムを用いることにより、新しい符号化を使用した直列型剰余乗算回路を構築した。従来の剰余加算回路の一部を使った構造となったため、ハードウェア規模と動作周波数との両方においても性能が大幅に改善された。さらに、これらの演算アルゴリズムおよび演算回路を用いた長い語長の剰余べき乗演算のRSA暗号化処理回路を設計した。2024ビットの語長でも、高速に暗号化処理を可能にし、1つのVLSIチップに実装できることが分かった。また、SD数表現から最小SD数を求めるアルゴリズムを提案し、改良のアルゴリズムを用いる回路構成を考察した。SD数表現を最小SD数表現へ変換する回路の改良方法も行った。長い語長をもつ演算システムに、最小SD数表現を有効に利用できることを明らかにしている。これらの研究結果は、研究会、ワークショップおよび国際会議にて発表された。長い語長を持つ剰余演算アルゴリズムおよび剰余演算システムの高速化について、Signed-Digit(SD)数による演算回路の高速化、演算回数の最小化および演算の並列化を実現する目的で、アルゴリズム詳細の解析により問題点の解析を行った。(1)回路の実装について、まず、SD数表現の符号化などを検討し、剰余加算の回路コストと遅延時間の最適な剰余加算回路構成を考察した。具体的に、2進SD数の3値を2値符号の2ビットで表現することについて、すべての符号化可能な組み合わせを行い、ハードウェア記述言語VHDLによる回路設計と性能評価を実施した。CSDという最小SD数表現を用いることより、ハードウェア規模と動作周波数との両方においても性能が50%に改善された。2024ビットの語長でも、1つのVLSIチップに回路を実装できることが分かった。(2)SD数表現から最小SD数を求めるアルゴリズムについて、最小SD数を用いると、計算回数を有効に減らすアルゴリズムの開発は可能である。本研究で、SD数表現を最小SD数表現へ変換する回路の改良方法も行った。長い語長をもつ演算システムに、最小SD数表現を導入することにより、高速処理システムの構築ができる。(3)SD数演算と剰余数演算システムについて、長い語長を有する算術演算を語長の短い剰余演算により実現することを考案している。剰余数系の数表現と重み数表現との相互変換について、最小SD数演算の符号化を用いて高速変換手法を提案した。また、乗算や平方演算の高速アルゴリズムの提案と回路実装を行った。研究成果は、学術雑誌、ワークショップおよび国際会議にて発表された。剰余演算アルゴリズムおよび剰余演算システムについて、今までの実現方法を調査し、アルゴリズム詳細の解析や実装を行うことにより高速化における問題点を解析した。Signed-Digit(SD)数表現の剰余加算の高速化のため、符号化などを検討し、回路コストと遅延時間の最適な剰余加算回路の実現方法を提案した。そして、長い語長の剰余乗算について、高速なSD数剰余加算アルゴリズムを用いて、新しい直列型の剰余乗算回路を構築した。以前に提案された剰余乗算回路に比べ、ハードウェアと動作周波数との両方においても性能が大幅に改善された。

さらに、これらの演算アルゴリズムおよび演算回路を用いた長い語長の剰余べき乗演算のRSA暗号化処理回路を設計した。動作確認や回路性能評価などを行った結果、従来の方法に比べ、2024ビットの語長でも、高速に暗号化処理を可能にし、ハードウェア実現が1つのVLSIチップにできることが分かった。また、SD数表現から最小SD数を求めるアルゴリズムを提案した。このアルゴリズムを用いることにより最小SD数表現が得られる証明方法を確立した。SD数表現を最小SD数表現へ変換する回路設計も実施した。剰余数系の最小SD数表現を求めるため、同アルゴリズムが有効に利用できることを明らかにしている。長い語長を持つ剰余演算アルゴリズムおよび剰余演算システムについて、Sined-Digit(SD)数を用いた演算の高速化、演算回数の最小化および演算回路の並列化を研究目的とした。SD数表現の符号化などを検討し、回路コストと遅延時間に最適な剰余加算回路構成を考察した。2進SD数の3値を2値符号の2ビットで表現することについて、すべての符号化可能な組み合わせの回路設計と性能評価を実施した。長い語長の剰余乗算について、新しい符号化を使用した直列型剰余乗算回路を工夫した。具体的に、以前提案した剰余SD数加算をさらに高速化するため、両方の演算数が最小SD数表現となるCSD数表現、または、片方の演算数がCSD数表現を用いた場合、演算回路の実現方法を検討した。最小SD数表現を用いることにより、ハードウェア規模と動作周波数との両方においても性能が最大50%に改善可能となる。さらに、これらの演算アルゴリズムおよび演算回路を、長い語長の剰余べき乗演算のRSA暗号化処理回路に適用した。2024ビットの語長でも、1つのVLSIチップ上で回路実装ができ、CSD数表現を用いた場合、一層高速の処理が得られる。SD数表現から最小SD数を求めるアルゴリズムを提案した。本研究で、SD数表現を最小SD数表現へ変換するアルゴリズムおよび演算回路の設計を行い、剰余数系に使われた場合でも、得られたSD数が最小SD数表現となることを証明した。長い語長を有する算術演算を語長の短い剰余演算により実現するため、剰余数系の数表現と重み数表現との相互変換アルゴリズムを提案した。また、CSD数表現を用いた剰余乗算や剰余平方演算の高速アルゴリズムの提案と回路実装を行った。高信頼算術演算システムのエラー検出回路を提案した。現在、長い語長の剰余乗算逆数を求めるため、CSD数表現を用いた高速剰余加算による実現方法を検討している。情報工学回路システム設計およびアルゴリズムの研究を順調に進展している。最小SD数表現を求める方法もほぼ確立している。最小SD数を長い語長演算への応用について検討中である。特に、RSA暗号処理のような剰余べき乗について、最小SD数表現を導入した場合、評価の方法などを検討する必要がある。現在、このような問題を解析している。
教材開発を通した子どもの創造性を育てる表現教育のあり方に関する体系的研究

保育・教育現場における「造形」と「音楽」を融合した教材開発を通して、子どもの創造性を育む保育・教育内容の提唱と実践研究を行った。「おりがみうた」などのオリジナルの教材研究を通して、これからの表現教育における保育現場と保育者養成機関が連携・意見交換を行うことにより、相互の共通理解による領域「表現」のあり方を検討していく必要性があることを導きだすことができた。本研究は、実際の保育・教育の現場における「造形」と「音楽」を融合した教材開発を通して、子どもの創造性を育む保育・教育内容の提唱と実践を行うことを目的とする。そこで、平成19年度は、認定こども園と保育所・幼稚園における表現教育の現状調査および新たな教材の検討と試行を行った。現状調査については、全国35か所のモデル事業を行った保育所・幼稚園を中心にアンケート調査を行い、表現教育における問題点の抽出と検討を行った。その結果、総合施設モデル事業の実施に関する各質問項目(施設の実施類型による比較、子どもの人数による比較、幼稚園教育と保育所保育との実施における規定因、園内で行われている表現)から、幼稚園と保育所との間の保育時間の違いや、教育・保育の内容や時間配分に困難さを感じているなかで、表現活動における時間配分や子どもへの働きかけに対する難しさを感じていることが明らかとなった。また、5領域の「表現」を取り上げた際、「造形」と「音楽」の融合における子どもの援助について難しさを感じていることも明らかとなった。ここから本研究が、これからの保育・教育の現場のなかで、どのように表現教育を捉え、どのように子どもとその取り巻く環境に働きかければいいのかという、福祉現場や教育現場からの要求に応えられる研究になり得ることが明らかとなった。また、新たな教材研究として、著書「幼稚園・保育園の毎日のおりがみ」(2008年)を発表するなかで「おりがみうた」の提案を行い、次年度のワークショップでの実践と検討を行う段階に入った。そこで、平成19年度に認定こども園と保育所・幼稚園における表現教育の現状調査をもとに、平成20年度は「造形」と「音楽」の融合における子どもの援助についての実践研究を中心に行った。まず、具体的に新たな教材開発として、著書「幼稚園・保育園の毎日のおりがみ」(2008年)を発表し、そのなかで「おりがみうた」の提案を行い、その検証として「音とかたち」をテーマとした8回のワークショップの実践に取り入れ、検討を行った。その結果、制作したものを楽しく音を出しながら歌って楽しむ子どもたちの様子がみられ、制作したもので歌うことや音を奏でることを楽しむことの重要性を見出すことができた。また、その親のアンケート調査から、音楽と造形を切り離して考えることなく制作を行うことの重要性を導き出すことができた。第二に、保育者が子どもに提供する教材開発として、モダンテクニックを取り入れた「うたの絵本」制作を提案し、実践を行った。その「うたの絵本」を保育の実践において、子どもの反応や保育者の要望などを調査したところ、「おりがみうた」と同様に音楽と造形を融合する教材を通して、子どもの創造性を育む保育・教育内容の提唱として意義のあることが導き出された。本年度は、平成19年度の認定こども園と保育所・幼稚園における表現教育の現状調査、平成20年度の「造形」と「音楽」の融合における子どもの援助についての教材提示と実践研究を踏まえ、「おりがみうた」の有効性について保育者へフィードバックし、保育者の視点を中心として考察を行った。200園に「おりがみうた」の実践依頼を行い、実践後に質問紙調査を実施した(有効回答129)。どの項目についても「おりがみうた」の平均値は高い結果となった。さらに、得点の平均値を保育経験年数により比較した結果、保育経験が短い保育者ほど「おりがみうた」に対して難しさを感じ、保育経験が短い保育者ほど「おりがみうた」を有効かつ必要な教材であると感じているとことが明らかとなった。今回の研究を通して、今後の表現教育のあり方の重要性が明らかとなった。(1)「造形」と「音楽」を切り離して考えるだけではなく、保育現場や保育者養成校では両者を関連づけた教材の提示が必要である。特に、保育現場では日々の活動の流れに沿って表現教育を捉える必要があり、保育者養成校においては、領域「表現」としての保育内容等の授業を展開していく必要性がある。(2)保育現場と保育者養成校とが連携することにより、今後の表現教育のあり方や教材開発に取り組んでいく必要がある。

そのためには、新たな領域「表現」のあり方について、研究者間や教員・保育者養成機関の立場からの一方的な提示ではなく、保育現場との意見交換による相互の共通理解による領域「表現」のあり方を検討していく必要性がある。
公立学校インターナショナルクラス展開に伴うプレ・コア連動型英語教育モデルの開発

本研究の成果として、1)ブレンディドラーニングにおけるe-ラーニングと教室内対面授業の連携をより密にしたプレ・コア連動型モデルの開発に着手したこと、2)ウェブ上に形成した学習コミュニティが予備教育の場として機能したこと、3)ムードルが成績不振者の学習活性化や学習支援に大きな役割を果たす可能性があることなどが揚げられる。特に第1点目に関しては、単なるe-ラーニングと対面学習とを組み合わせただけに留まらず、ウェブ・コミュニティを活用した知識探求型学習と教室内における発表を主体とした知識活用型学習との組み合わせにより、大きな学習効果が期待できる。また、ムードルを活用した成績不振者の学習サポートも、スマートフォンの本格的普及により大きな学習効果へとつながった。研究初年度となる本年度は、「ヴァーチャルフォーラム」(プレ部分)と教室内における対面授業(コア部分)との有機的連携を模索することが最優先課題であった。まず、プレ部分の研究推進に関しては、山下と前野が「中京女子大ムードル」上に本研究用サイトを新たに設置し、コア部分で扱った英単語やイディオムの理解確認問題を学生のPCと携帯に配信したところ、学生から好反応を得た。その後、学生のムードルインターフェイスへの親和性が十分に高まった頃を見計らい、3人を単位とする英語プレゼンテーションを課し、その準備のための情報交換をフォーラム機能を利用して各グループ内で行わせ、そのインタラクションの内容を分析した。また、コア部分においては、山下と淺間がそれぞれの本務校において、学生からできるだけ多くの発話を引き出すために、GDMに発見学習(heuristic learning)を組み合わせた展開を試みた。その過程で、淺間による授業リフレクション等を実施し、学生の積極的参加を促す授業運営方法を模索した。さらに教材内容に対応した「タスク必須言語(task-essential language)」に焦点を当てた収束型タスク活動中心の授業展開を導入し、学生間における意味交渉を多く生み出すよう配慮した。ここまでの研究経過は、7月11日愛知淑徳大学で行われた日本時事英語学会中部支部定例会で山下が研究発表するに至った。さらに本年度は、山下が9月下旬に英国バーミンガム大学のEnglish for International Students Unitを訪問し多国籍環境下における英語教育実践例及びEIAL(国際補助語としての英語)に関する理論面でのレビューを仰いだ。また、フィンランドのビヒティ市にあるクオッパヌンミ総合学校を訪問し、授業を参観すると同時に同校の英語担当教員とICTの教育活用に関して意見交換を行った。研究2年目となる今年度は、平成21年度の基礎研究成果を踏まえプレ・コア連動型サンプルユニットモデルを開発に取り組んだ。具体的には山下と前野が主となり、Moodle上にヴァーチャルフォーラムを立ち上げ、それぞれ「健康情報理論演習」と「英語I」の受講学生を匿名で登録させ、スレッド作成機能を活用した成員間における道具連関的情報の交換状況を観察した。その結果SNSの仕組みを自然に取り入れた効果的な学習の様子が見て取れた。今後こういったヴァーチャルなシステムが「実践共同体(Community of Practice)」へと成熟してゆけば、協調学習への応用の可能性も出てくることを示唆するものである。また、学生アンケートの結果からは、約80%の学生が「役に立った」という評価を下していることが分かった。今後、スマートフォンやタブレット型PCからのアクセスを視野に入れた調査を継続したい。これと並行して、山下と淺間は、浜松市立高校インターナショナルクラスと浜松市で唯一各種学校として認可されているペルー・ブラジル人学校を訪問し、それぞれの教育目標や英語教育の方向性に関する問題についてのヒアリングを敢行した。両校とも結局は大学受験の方便として英語を学ぶことになるため、従来型英語授業の枠を逸脱することができないといった問題点が浮き彫りとなった。また、沖縄宜野湾市のアメラジアンスクール理事で琉球大学野入直美准教授と東京外国語大学(前浜松市長)の北脇康之教授を訪問し、移住者に完全同化を求めることから脱却した新たな多文化共生の在り方についてのレビューを得た。研究最終年度となる本年は、ウェブ・コミュニティ上での意見交換と教室での対面授業とを相補的に組み合わせたプレ・コア連動型モデルを収敏することを主目標とした。Moodle上のウェブ・コミュニティ(ヴァーチャル・フォーラム)を利用して、対面授業におけるプレゼンテーションの準備として情報収集を行わせたところ、教室内では南米系の生徒に押され発言回数が少なかった韓国・中国などの東洋系外国籍生徒が、積極的にリーダーシップを発揮し学習の推進力となる例もあった。さらに、協調学習の萌芽が認められるなど、一定の成果を上げるに至った。

しかし、ヴァーチャル・フォーラムに蓄積された生徒間のやり取りの談話分析をしてみると、形式知レベルでの道具連関的情報交換に終始し、「興味関心のコミュニティ(Community of Interest)」が形成されたにとどまり、当初の目的であった、暗黙知レベルでのインタラクションが行われることを目指した「実践コミュニティ(Community of Practice)」の形成にまでは至っていなかったことが判明した。これは、本研究の対象となったのが高校生であり、英語学習ニーズが異なり、動機付けの度合いも異なっていたことに起因すると思われる。そうはいうものの、高校生の英語学習へのムードル導入は、スマートフォンの浸透やFacebookなどのSNSの流行もあって、機敏な反応も得られ、今後の学習効果が大いに期待できる。研究成果の発表に関しては、代表者の山下が、インドのプネ市において国際学術会議にて研究発表を実施した。また分担者の前野は、本研究で設定したヴァーチャル・フォーラムの管理運営から得た知識をもとに、情報活用術に関するテキストを出版した。同じく分担者の淺間は、海外の英語教育事情視察から得た知見をもとに学術書を出版した。
科学に対する公的支援システムの日米比較

当初計画では,本年度は,SSC計画に関係した日米双方の産官学諸セクターにおける意思決定過程を比較することによって,日本の科学技術政策の特異性を明らかにすることであった。ところが、今年度の研究実施計画にも述べた通り,平成13年度にSSC計画の分析を進めるにしたがって,科学技術支援システムという観点からのみでは,SSC計画の中止という事態は,十分に説明することができないのではないか,という問題が生じた。SSC計画という社会事象を虚心坦懐にみればみるほど,公的支援システムという特定の決まった形を想定することは難しくなっていったのである。そこで本年度は,アクターを基本的な分析単位とし,SSC計画という問題に関わったアクター間の相互作用として問題の誕生,展開,終結を描く方法で問題を捉えるという,従来の分析視角そのものを再検討することを中心に据えた研究を行った。アクター=人間という見方は社会科学一般に共通する見方であるが,科学社会学においては,人工物もアクターとして人間と対称に捉える,アクターネットワーク理論のような議論が存在する。しかし,アクターネットワーク理論は,そもそも社会における科学の強さを示すことを目的として構築されたものであること,また人工物の意図性の解釈に難点があることから,本研究のようにプロジェクトの中止の理由をさぐるにあたっては,そのままでは適用できないことは明らかである。そこで,行為者を中心とせず,行為者をとりまく制約条件に着目し,それら条件間関係の動態的変化において行為者がいかに組み込まれていくかという観点から,SSC計画の流れを探る新しい説明図式の構築を試みた。もとより,本説明図式はまだ体系的なものとはいえないものであるため,今後は他の既存の社会理論との比較を行いつつ,また他の事例に適用することで,その改鋳に努めていきたい。本年度の目標は、(1)SSC計画への資金協力に対して日本の各省庁が難色を示した理由、(2)アメリカ国内におけるSSC計画をめぐるポリティクスおよび戦後アメリカの科学技術政策におけるSSC計画の位置付けと日本との比較、の2点を一次史料に基づき具体的に明らかにすることであった。結論からいえば、これらの2つの目的は概ね達成することができた。本年度の研究で新たに得られた知見は、(1)SSC計画が中止になった理由は必ずしも冷戦の崩壊といった単純な理由のみで説明できるものではないことであり、むしろ(2)日本の国際科学協力の形態としては、従来二国間での協力協定方式が主流であったものの、実際に装置等を建設する多国間協力では、会計制度、所管事項の違いといった制度的側面の擦りあわせが各国間で必要であること、さらに(3)国内景気といった側面がとりわけ大型科学装置を用いる場合には顕著に影響を及ぼすこと(事実、アメリカ議会におけるSSC問題に関する発言記録をみても、こうした国内景気との関連から同計画の推進を疑問視する声が大部分を占めていた。逆に日本国内においては、バブル後期にあったことから、こうした観点からの批判というよりは、むしろファンディングの問題として議論されていた)である。こうした事実からもわかるように、科学に対する公的支援システムを長期的な観点から歴史的に捉えることだけでは無理がある。むしろシステム内部における漸進的変化の積み重ねという観点からそれを捉える必要ある。そしてこの点に関する考察が次年度の課題となる。
鋼トラス橋の冗長性・崩壊・振動解析と健全度モニタリング

鋼トラス橋のリダンダンシー解析を行い,損傷すると崩壊の危険性の高い部材と,床版耐力や斜材結合条件が橋の安全性に与える影響を解明した.また,トラス橋の振動特性を全体・局所・連成の3モードに分類して解明するとともに,斜材の局所的損傷が連成モードの減衰や,局所モードの高次振動数群に顕著な変化をもたらすことを実橋レベルで検証して,鋼トラス橋の構造健全度評価における供用時振動計測や打撃試験の有用性を示した.鋼トラス橋のリダンダンシー解析を行い,損傷すると崩壊の危険性の高い部材と,床版耐力や斜材結合条件が橋の安全性に与える影響を解明した.また,トラス橋の振動特性を全体・局所・連成の3モードに分類して解明するとともに,斜材の局所的損傷が連成モードの減衰や,局所モードの高次振動数群に顕著な変化をもたらすことを実橋レベルで検証して,鋼トラス橋の構造健全度評価における供用時振動計測や打撃試験の有用性を示した.鋼トラス橋について,斜材などが局所破壊した際の橋全体の構造冗長性や力学挙動,および橋全体・部材局所モードを含めた振動特性を解明すると同時に,構造健全度を供用時微動モニタリングにより評価する方法を確立することを目的とした.平成20年度の研究概要は以下のとおりである.1.鋼トラス橋の有限要素解析を行い,支持条件,格点部の接合条件,主構各部材・床版のモデル化が力学挙動にどのように影響するかを解明し,鋼トラス橋の解析モデルのあり方を検討した.2.上弦材,下弦材,斜材の破断を仮定し,死荷重+活荷重に対する線形解析を実施して,鋼トラス橋全体の構造冗長性を定量的に解明した.また,部材の損傷進展,破断の連鎖などによる橋全体の崩壊挙動と耐荷力を把握するため,複合非線形FEM解析について予備検討を行った.3.鋼トラス橋である最上川橋を対象として固有振動解析を行い,全体モード,部材の局所モード,および部材間の内部共振連成などを詳細に解明するとともに,部材補強を仮定した固有振動解析も実施して,局部剛性変化がもたらす固有振動特性の変化についても定量的に解明している.さらに,車両走行を模擬したシミュレーションの予備解析を行った.4.最上川橋の供用時微動計測,およびインパルスハンマーによる斜材打撃試験を行って,トラス橋の振動特性研究の成果を睨みつつ,振動センサーの種類と数,最適配置について検討した.5.最上川橋において実測した供用時微動データに対して,高精度モード同定法ERAを,相関関数法,RD法とともに適用し,時不変系として同定したモード減衰値の安定性についてStabilization Diagramを求めて詳細に検討した.鋼トラス橋について,斜材などが局所破壊した際の橋全体の構造冗長性や力学挙動,および橋全体・部材局所モードを含めた振動特性を解明すると同時に,構造健全度を供用時微動モニタリングにより評価する方法を確立することを目的とした.平成21年度の研究概要は以下のとおりである.1.鋼トラス橋の構造冗長性(リダンダンシー)評価の精度を高めるため,線形有限要素解析および非線形有限要素解析を行って比較検討するとともに,トラス格点部でのガセットプレートの板厚照査法とその力学挙動のモデル化の検討,さらには床版損傷の影響を考慮したリダンダンシー評価法の検討を行って有用な知見を得た.2.鋼トラス橋である最上川橋を対象とした実験モード解析(供用時微動計測からのモード同定)および理論モード解析(有限要素法による固有振動解析)のさらなる精緻化を試み,特に斜材の内部共振連成の定量的評価と健全度評価への適用検討を行った.その結果,斜材連成モードの減衰変化を同定することで,斜材損傷の有無を判断できる可能性のあることが明らかとなった.3.最上川橋のインパルスハンマーによる斜材打撃試験を平成20年度に引き続き行って,斜材損傷同定の可能性について詳細に検討するとともに,振動センサーの種類と数,最適配置,さらには打撃方法について検討した.その結果,高次局所モード(斜材の局所モード)の固有振動数を群として捉え,その固有振動数群の変化によって斜材損傷が同定できる可能性のあることが明らかとなった.鋼トラス橋について,斜材などが局所破壊した際の橋全体の構造冗長性や力学挙動,および橋全体・部材局所モードを含めた振動特性を解明すると同時に,構造健全度を供用時微動モニタリングにより評価する方法を確立することを目的とした.平成22年度の研究概要は以下のとおりである.1.解析的研究により,弦材,斜材,ガセットプレートが局所破断した際の鋼トラス橋全体の冗長性,およびRC床版の損傷を考慮した鋼トラス橋全体の崩壊挙動と耐荷力について知見を整理した.2.鋼トラス橋を構造部材の集合体として捉え,その振動特性を全体・局所・連成の3モードに分類して解明した上で,モニタリングの計測点数を必要最小限に限定し,局所モード連成を伴う橋全体モードの振動特性変化から部材レベルの局所的損傷を捉えた.また,最上川橋を対象として車両走行に関する刺激係数解析を行い,供用時の交通振動によって鋼トラス橋に生ずる振動特性を解明した.3.実験モード解析において減衰の同定と考察の精緻化を図った上で,局部的な疲労亀裂が連成モードの減衰に顕著な変化をもたらし得ることを実橋レベルで検証して,鋼トラス橋の構造健全度評価での有用性を示した.4.理論モード解析と実験モード解析とを系統立てて併用する,モニタリングデータをいかに判断するかの方法論は,多数の構造部材を有する橋梁の構造健全度評価法として有用であることを示した.

5.最上川橋の斜材に対して行ったインパルスハンマーによる打撃試験データを詳細に分析した結果,高次局所モード(斜材の局所モード)の固有振動数を群として捉え,その固有振動数群の変化の平均値を指標として用いることによって斜材損傷が定量的に同定できることが明らかとなった.
酸化ストレスに対応する新しいシグナル伝達制御機構の解析

Diacylglycerol(DAG)はprotein kinase C(PKC)の活性化を介して細胞応答反応に重要な役割を果たしている脂溶性情報伝達物質である。我々はDAGが過酸化されることによりnative DAGの約3倍のPKC活性化作用を持つ強力な活性化物質に変質することを証明した。また、過酸化DAGがこれら既存のPKCアイソザイムの中でもδ分子種を特異的に強く活性化するというユニークな特性を明らかにした。更に、アデノウイルスベクターを用いてPKCδ分子種を高発現させたラット胎児大脳皮質初代培養神経細胞では過酸化DAGによる傷害が著明に増強することが判明した。一方、過酸化DAGによる神経細胞傷害の機序を追求する過程で、われわれは脳組織中には過酸化DAGに強い結合性を有するがシグナル伝達特性の全く異なる2種の新しいPKC分子(PKC-X:シグナル伝達促進性、PKCδSV:シグナル伝達抑制性)が存在することを見いだした。本研究では、過酸化DAGによるPKCδ過剰活性化と引き続き誘導される神経細胞傷害を抑制しうる分子と考えられるPKCδSVの役割を、本分子の過剰発現系を用いて検討した。2006年度には、PKCδSVおよびコントロールとしてPKCδ、PKCαの遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを作製した。さらに、これらの発現ベクターを用いそれぞれの分子を高発現するPC12細胞系を確立した。2007年度には、PKCδSVを組み込んだ細胞にPKC活性化刺激(PMA:ホルボールエステル)を加えたところ、PMAにより誘導される増殖シグナルがPKCδSVの発現により抑制されることが明らかとなった。以上の結果から、DAG結合ドメインのみを有するPKCδSV分子(キナーゼドメインを持たない)はPKCδシグナル系を抑制する分子であることが強く示唆された。プロテインキナーゼC(PKC)は、イノシトール燐脂質情報伝達系のkey enzymeであり、種々のlipid mediatorの中でもジアシルグリセロール(DAG)によって活性化されることにより様々な細胞応答に重要な役割を果たしている。我々はDAGが過酸化されることによりnative DAGの約3倍のPKC活性化作用を持つ強力な活性化物質に変質することを証明し、機能性脂質(DAG)の過酸化によるPKC過剰活性化と蛋白リン酸化反応の異常亢進による病変発生の可能性を示唆してきた。一方、過酸化DAGによる神経細胞傷害の機序を検討する過程で、脳組織中には過酸化DAGに強い結合性を有するがシグナル伝達の特性の全く異なる2種の新しいPKC分子(PKC-X:シグナル伝達促進性、PKCδSV:シグナル伝達抑制性)の存在が強く示唆された。本研究では、過酸化DAGに応答する新しいPKC分子種(PKC-X、PKCδSV)によるシグナル伝達促進・抑制の分子機構を培養細胞系およびin vivoの脳組織中において厳密に検証し、酸化ストレス傷害におけるこれらの正負のシグナル伝達分子の役割を追求することを目的とした。平成18年度は、PKCδを高発現し過酸化DAGにより神経細胞死が誘導されるラット副腎髄質褐色細胞腫由来のPC12細胞に、シグナル伝達抑制性分子であるPKCδSV遺伝子導入実験を行った。PKCδSVのPCRクローニングを終え、現在、本分子を発現するstable cloneの作成の作成と過酸化DAG添加実験を行い、細胞傷害が抑制しうるか検討を行っている。プロテインキナーゼC(PKC)は、イノシトール燐脂質情報伝達系のkey enzymeであり、種々のlipidmediatorの中でもジアシルグリセロール(DAG)によって活性化されることにより様々な細胞応答に重要な役割を果たしている。

我々はDAGが過酸化されることによりnative DAGの約3倍のPKC活性化作用を持つ強力な活性化物質に変質することを証明し、機能性脂質(DAG)の過酸化によるPKC過剰活性化と蛋白リン酸化反応の異常亢進による病変発生の可能性を示唆してきた。一方、過酸化DAGによう神経細胞傷害の機序を検討する過程で、脳組織中には過酸化DAGに強い結合性を有するがシグナル伝達の特性の全く異なる2種の新しいPKC分子(PKC-X:シグナル伝達促進性、PKCδSV:シグナル伝達抑制性)の存在が強く示唆された。本研究では、過酸化DAGに応答する新しいPKC分子種(PKC-X、PKCδSV)によるシグナル伝達促進・抑制の分子機構を培養細胞系およびin vivoの脳組織中において厳密に検証し、酸化ストレス傷害におけるこれらの正負のシグナル伝達分子の役割を追求することを目的とした。平成19年度は、PKCδ、PKCδSVの遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを作成した。ラット副腎髄質褐色細胞腫由来のPC12細胞に作成したアデノウイルスベクターを用いPKCδおよびPKCδSV遺伝子の導入を行った後、細胞増殖を促進するPKC活性化物質であるホルボールエステルによる刺激実験を行った。その結果、PKCδを導入した細胞では細胞増殖が促進されたが、PKCδSVを導入した細胞では増殖が有意に抑制された。このことからPKCδSVはPKCδの活性を制御する分子であることが強く示唆された。現在、過酸化DAGによるPKCδを介した神経細胞傷害誘導をPKCδSVが抑制しうるか検討中である。
人工培養骨：骨膜シートがもたらす骨再生現象の経時的解析

培養骨膜シート等を用いて行った歯槽骨再生療法について、試料を採取し、細胞レベルでの解析を行った。再生された骨組織については、従来行われてきた自家骨細片を移植する骨増生手術よりも生理活性度の高い骨が形成されていることが示唆された。また、臨床症例において、骨再生現象の経時的変化をCT画像から評価し、有害事象がないことについても確認した。再生された骨には主として歯科インプラントを埋入することで、患者の咀嚼能率向上に寄与し、歯科インプラント埋入後も有害事象はほとんどなく、歯科インプラントが審美的・機能的に十分機能することで、患者のQOLの向上につなげることができた。骨再生現象(臨床の手術においてはサイナスリフトや顎堤形成術等)の術式について学会等で発表し、その知見を広めるとともに、治療効果の向上のため、総合的なアプローチで治療に臨んだ。学会等では、術後長期経過症例についての講演もなされ、よりよい術式や材料の研究も盛んであった。対象となる症例数が概ね当初の予定通りであることから、試料の採取をはじめとした当初の計画は順調に進んでいると言える。また、その解析についても、機器の故障等なく順調に遂行できている。試料について、細胞レベルでの解析は行っているので、今後は分子レベルでの解析も加え、治療効果の向上につなげたい。臨床症例においてはさまざまなファクターが治療結果に影響を及ぼすことから、個人の身体的特徴(身長や体重等)と細胞組織量等との関係をできるだけ一定とした割合で治療を行っていきたいと考える。主としてインプラント治療における顎堤形成を必要とする症例を対象とし、その症例登録を行った。顎堤形成時には、自家骨を採取後、術前の採血から調製したPRP(自己多血小板血漿)やPRF(自己多血小板フィブリン)、事前に採取した自家培養骨膜細胞等を混和して移植材として用いたが、この骨移植材については、各症例でその細胞組成等の条件が異なるため、それらについても記録した。また、顎堤形成時だけでなく、治療時の各所にポイントを設け、組織採取して染色等を行い、その標本を作製した。各所のポイントとは、顎堤形成時・インプラント埋入時・インプラント二次手術時であり、これらの各所にポイントを設けることは、治療に影響を与えずに組織形態等の経時的な解析を行うことができるため重要である。なお、組織採取には比較的細いトレフィンバーを用いて、治療に影響しないよう細心の注意を払った。このようにして得られた各標本の組織形態学的解析を行い、その特徴等について記録し、これらを評価した。前述の通り、採取した各組織・標本については細胞の組成等が異なっているため、その組織形態学的特徴を記録・解析することは、各種細胞の分子レベルでの挙動について解析するための手掛かりとなる可能性があり、非常に重要であると考えられる。今後は組織形態学的解析だけでなく、細胞の分子マーカー等の定量的解析も並行して行うことで、分子レベルでの挙動について知見を得て、自家培養骨膜細胞等の治療効果向上につなげたい。対象とする症例は事前の予測通り一定数存在し、その治療についても異常経過等なくプロトコル通りの期間に行えているため。対象となる症例について、同様に組織採取・標本の作製を行い、その組織形態学的解析を行う。今後はさらにバイオマーカーの定量的解析も加え、さらに解析をすすめる。当初計画より症例数が多く、予測より多くの組織標本を作製・解析する必要があったため前倒し請求を行った。次年度には同様に組織標本の作製・解析に使用する計画である。試料を試薬等で処理し、その細胞レベル・分子レベルでの解析を行う。研究成果について論文や学会発表等を行う。また、骨再生療法について、学会や講演等で知見を広める。
強スピン軌道結合系における劇的スピン応答の制御

物質中の相対論効果(スピン軌道結合)を利用すれば,磁石のミクロな起源である磁気モーメントを通常より500倍以上も大きくできると予想されている.しかし現状では,磁気モーメントの詳しい起源が解明されていないために,物質ごとに異なる劇的応答を制御できていない.我々は,相対論効果が磁気モーメントに及ぼす影響を明らかにすることで,制御への道が拓けると考えた.本研究では,独自に開発した量子振動と弱局在の解析法を駆使し,劇的スピン応答の制御法の確立を目指す.確立された制御法は,高速磁気メモリー開発など,巨大スピン応答を得るためのデバイス設計に応用できる.物質中の相対論効果(スピン軌道結合)を利用すれば,磁石のミクロな起源である磁気モーメントを通常より500倍以上も大きくできると予想されている.しかし現状では,磁気モーメントの詳しい起源が解明されていないために,物質ごとに異なる劇的応答を制御できていない.我々は,相対論効果が磁気モーメントに及ぼす影響を明らかにすることで,制御への道が拓けると考えた.本研究では,独自に開発した量子振動と弱局在の解析法を駆使し,劇的スピン応答の制御法の確立を目指す.確立された制御法は,高速磁気メモリー開発など,巨大スピン応答を得るためのデバイス設計に応用できる.
多接合型光電変換素子における発光結合効果の解明

高効率光電変換素子においては、非輻射再結合損失が抑制され輻射再結合が主要な損失要因となる。Laser power converterや集光型太陽電池などに用いられる多接合型光電変換素子は、多数のpn接合が直列接合された光電変換素子であり、pn接合における発光(輻射再結合)が異なるpn接合で再吸収される発光結合効果が光電変換特性に重要な役割を果たすようになる。多接合型光電変換素子の発光結合効果により、生成光電流が照射光強度に対し非線形に増大するなど、従来の光電変換素子にない新しい特性の発現が期待されている。本研究では、この発光結合効果の微視的物理機構を解明することが目的である。本年度は、実験的アプローチにより特徴的な多接合型光電変換素子における発光結合効果の特性解明をおこなった。多接合型太陽電池においては、通常の多接合型太陽電池において、光入射側に配置された高バンドギャップエネルギーpn接合から、隣接する低エネルギーバンドギャップpn接合への発光結合効果について時間分解電流電圧測定を行い、非線形発光結合効果の観測に成功した。また、2接合型laser power converterにおいて、隣接するpn接合間における発光結合効果について、光電流および電界発光の同時測定を行い発光結合効率に寄与する物理機構の解明を進めた。さらに、pn接合間の距離を制御したメカニカルスタック多接合太陽電池において、発光結合効率の制御に成功した。加えて、新規3端子型のメカニカルスタック多接合太陽電池を用いることで、発光結合効果をより直接的に精密に測定しえることを示唆する結果を得た。時間分解光電圧測定により、多接合太陽電池における非線形発光結合効果の観測に初めて成功した。メカニカルスタック多接合太陽電池において、pn接合間の距離を精密に制御することで発光結合効率の制御に成功した。発光結合効果の制御の研究を多接合太陽電池や多接合型のlaser powerconverterに適用するための重要な進展であると考えられる。加えて、新規3端子型のメカニカルスタック多接合太陽電池を作製し、発光結合効果をより直接的に精密に測定しえることを示唆する結果を得た。これらは、発現機構の理解の進展に貢献する、発光結合効果の新たな検出法として発展する可能性がある。研究期間を通して多くの進展が見られた。3端子型メカニカルスタック多接合太陽電池で発光結合効果の精密観測に成功したので、今後これをプローブとして、デバイス構造制御による発光結合効果の増強を目指して研究を展開していく。発光結合効果の動的特性を種々の分光法を駆使して明らかにしていく。当該年度に予定していた消耗部品交換の発生頻度が低く、次年度使用額が生じた。当該助成金は、次年度に発生する消耗部品の交換に使用する。
マイクロせん断層の時間スケールに適合した燃料ガス非定常噴射による超混合高速燃焼

燃焼により生ずる熱エネルギーを高効率で力学仕事に変換し、究極の熱機関であるカルノーサイクルに近づけるためには、等温膨張過程の実現が不可欠である。しかし従来の燃焼法は、オットーサイクルでは等積燃焼、ディーゼルサイクルまたはーゼル機関)またはゼル機関)またはブッレイトンサイクルでは等圧燃焼となり、何れの場合も等温で燃焼することはない。等温で燃焼する過程を実現するためには、膨張による温度低下に見合う分の発熱を燃焼により生じさせることが必要であるが、このような燃焼制御技術は、従来形の拡散燃焼では困難拡散燃焼では困難である。なぜなら、拡散燃焼では燃料と酸化剤の混合過程が律速となっており、たとえ乱流火炎により反応面積を著しく拡大しようとしても、エネルギーを含む分子レベルの混合にいたる時間遅れは、膨張過程における時間に比較して依然として大きい。そこで本研究では、燃料ガスと空気のせん断層をマイクロ化し、さらに燃料ガス導入時に、このマイクロせん断層のタイムスケールに適合した非定常性を重畳させることにより、液滴燃焼ならぬ"気滴"燃焼を実現し、これまで概念上のものでしかなかった超混合高速燃焼を図ることを目的として基礎的な検討を行った。その第一段階として、空間スケールが1mmオーダーのマイクロノズルから噴出した燃料に、音響励起を与えて共鳴現象により混合を促進することを試みた。まず非燃焼流において、空気中に二酸化炭素を噴出し、熱線流速計・シュリーレン写真から共鳴現象が生じることを確認し、最大共鳴がおこる周波数を明らかにした。次いで、都市ガスを噴出させた場合の燃焼状態につき、シュリーレン・熱電対・ガスクロ測定から、混合が著しく促進され、その結果として燃焼も高速化することを確かめ、2000年4月に開催される国際シンポジウムでの論文として取りまとめた。しかし従来の燃焼法は、オットーサイクルでは等積燃焼、ディーゼルサイクルまたはブレイトンサイクルでは等圧燃焼となり、何れの場合も等温で燃焼することはない。等温で燃焼する過程を実現するためには、膨張による温度低下に見合う分の発熱を燃焼により生じさせることが必要であるが、このような燃焼制御技術は、従来形の拡散燃焼では困難である。そこで本研究では、燃料ガスと空気のせん断層をマイクロ化し、さらに燃料ガス導入方法に、このマイクロせん断層のタイムスケールに適合した非定常性を重畳させることにより、液滴燃焼ならぬ“気滴"燃焼を実現し、これまで概念上のものでしかなかった超混合高速燃焼を図ることを目的として基礎的な検討を行った。次いで、都市ガスを噴出させた場合の燃焼状態につき、シュリーレン・熱電対・ガスクロ測定から、混合が著しく促進され、その結果として燃焼も高速化することを確かめ、今後の研究展開の指針を得た。しかし従来の燃焼法は、オットーサイクルでは等積燃焼、ディーゼルサイクルまたはーゼル機関)またはゼル機関)またはブレイトンサイクルでは等圧燃料となり、何れの場合も等温で燃焼することはない。

等温で燃焼する過程を実現するためには、膨張による温度低下に見合う分の発熱を燃焼により生じさせることが必要であるが、このような燃料制御技術は、従来形の拡散燃焼では困難拡散燃焼では困難である。なぜなら、拡散燃焼では燃料と酸化剤の混合過程が律速となっており、たとえ乱流火炎により反応面積を著しく拡大しようとしても、エネルギーを含む分子レベルの混合にいたる時間遅れは、膨張過程における時間に比較して依然として大きい。そこで本研究では、燃料ガスと空気のせん断層をマイクロ化し、さらに燃料ガス導入方法に、このマイクロせん断層のタイムスケールに適合した非定常性を重畳させることにより、液滴燃焼ならぬ"気滴"燃焼を実現し、これまで概念上のものでしかなかった超混合高速燃焼を図ることを目的として基礎的な検討を行った。その第一段階として、空間スケールが1mmオーダーのマイクロノズルから噴出した燃焼に、音響励起を与えて共鳴現象により混合を促進することを試みた。まず非燃焼流において、空気中に二酸化炭素を噴出し、熱線流速計・シュリーレン写真から共鳴現象が生じることを確認し、最大共鳴がおこる周波数を明らかにした。次いで、都市ガスを噴出させた場合の燃焼状態につき、シュリーレン・熱電対・ガスクロ測定から、混合が著しく促進され、その結果として燃焼も高速化することを確かめ、2000年4月に開催される国際シンポジウムでも論文として取りまとめた。
連携技能の制御・学習を支援する練習道具

複数の他者の状況変化を敏感に察知し,自己を調整する能力は,様々な社会場面で重要となる社会技能である.本研究では,社会技能のうちでもスポーツにおける連携技能に着目し,連携動作の制御・学習を支援する練習道具の効果を検証することを目的とした.まず,連携技能において個人が多様な環境の変化にどのように対応しているのかを検証するために,社会行動の数理モデル(social force model)を援用して個人の行動を定式化し,連携動作の再現を試みた.具体的には,プレイ領域や敵・味方との位置関係の変化に応じて誘引・反発する作用を含ませて,空間力,敵からの回避力,味方との協調力により個人の行動をシミュレーションしたところ,三者の連携した動き(リズム同期)を再現することができた.またさらに,3つの力の強度を変更した際のデータと実際のプレイヤーの動きのデータを比較したところ,味方との位置関係を調整する協調力の強度の違いが,熟練者と初心者を決定する要因であることが明らかとなった.さらに,この協調力を張力によって再現した練習道具を2つの側面から開発し,その効果を小学生の初心者を対象に検証した.その結果,練習道具には,三者の陣形の崩れを補正する効果がみられたが,リズム同期の増加について有意な効果は認められなかった.一方で,大学生を対象に2日間の学習実験を実施した結果,道具の利用がパフォーマンスの向上に寄与する可能性が考察された.スポーツ科学や身体運動科学ではこれまで,個人技能の制御・学習が中心に検討されてきたが,複数人からなる連携技能の制御・学習については,不明な点が多い.本研究では,数理モデルを用いて連携技能の制御を検討し,練習道具を独自に開発して連携技能の学習を検討した研究であり,身体的なヒトの社会技能の理解に繋がると考えられる.複数の他者の状況変化を敏感に察知し,自己を調整する能力は,様々な社会場面で重要とされる社会技能である.本研究課題の目的は,社会技能のうちでも,集団スポーツ場面で要求される連携技能に注目し,その練習道具の効果を検証することである.本年度は,熟練者の巧みな連携動作を成り立たせる要因と,初心者が練習道具を利用した際に得られる即時的な効果について,実験データと数理モデルによるシミュレーションデータを用いて検討を行った.実験課題は,サッカーの3対1ボール保持課題とした.熟練者の実験データは,サッカー熟練者による課題実施中における各プレイヤーのコート上の位置座標変化である.初心者の実験データは,小学生のサッカー初心者による各プレイヤーのコート上の位置座標変化であり,申請者が開発した練習道具(三者をゴム紐で繋ぐ道具)を利用した場合と,利用しなかった場合の2つの条件を比較した.数理モデルでは,歩行者の動きに影響を与える力を,ヒトや物体からの距離を用いて定式化した社会的な力モデル(social force model)を3対1ボール保持課題に適用した.実験データとシミュレーションデータを比較したところ,熟練者は,敵,味方,プレイ空間という3つの要因からの力を同時に知覚することで,巧みな連携動作を実現していることが確認された.また初心者は,練習道具の利用によって,味方からの社会的な力を知覚できるようになることが確かめられた.当初に予定していた実験計画とは異なるものの,数理モデルによるシミュレーション手法を用いることで,本研究課題の1つ目の仮説(連携技能の熟練者は初心者よりも「見え」が優れている)をおおむね検証できたため.複数の他者の状況変化を敏感に察知し,自己を調整する能力は,様々な社会場面で重要とされる社会技能である.本研究課題の目的は,社会技能のうちでも,集団スポーツ場面で要求される連携技能に注目し,その練習道具の効果を検証することである.本年度は,洗練されたチームワークにみられる連携した動きを,社会行動の数理モデル(social force model)を用いた再現することに成功した.社会行動の数理モデルは,環境や他者から個人に働く「見えない力」を定式化したもので,これまで主に,群集の避難行動のシミュレーションなどで用いられていた.本研究では,このモデルがチームワークの再現に応用できると考え,サッカーの3対1ボール保持課題を行う三者の連携動作に援用したところ,熟練者は「空間力」「回避力」「協調力」といった3種類の「見えない力」を敏感に察知して行動していることが明らかになった.また,「協調力」をサポートする道具として,3者のプレイヤーをゴムバンドで繋ぐ練習道具を開発し,初心者に適用した結果,熟練者に類似した動きを確認することができた.このことから,練習道具が「協調力」を見える化することができた可能性がある.また,異なる結合タイプの2種類の練習道具を初心者に当てはめた実験データの検証を行ったところ,パス回しの回数というパフォーマンス自体には効果がないものの,熟練者にみられた同期パターンの出現頻度に関しては,道具の効果がどちらのタイプについても確認された.当初に予定していた実験計画とは異なるものの,実験データの解析と数理モデルによるシミュレーションを用いることで,本研究課題の2つの仮説(連携技能の熟練者は初心者よりも「見え」が優れている,初心者が道具を利用すると「見え」が変わる)をおおむね検証できたため.複数の他者の状況変化を敏感に察知し,自己を調整する能力は,様々な社会場面で重要となる社会技能である.本研究では,社会技能のうちでもスポーツにおける連携技能に着目し,連携動作の制御・学習を支援する練習道具の効果を検証することを目的とした.まず,連携技能において個人が多様な環境の変化にどのように対応しているのかを検証するために,社会行動の数理モデル(social force model)を援用して個人の行動を定式化し,連携動作の再現を試みた.