hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代手術ナビゲーションにおける大規模医用画像のPCクラスタ並列処理に関する研究

医用画像処理において重要な次の処理を,分散メモリ型並列計算実行環境(PCクラスタ:64台(1台に2つのPentium3(1GHz),2GB主記憶掲載)のPCを高速ネットワークMyrinet-2000で接続したもの)で高速に計算する並列プログラムを開発した.(1)3次元剛体画像位置合せ/3次元非剛体画像位置合せ:3次元画像の位置合せは,同一部分に関する撮影時刻などが異なる2つの3次元画像における,同一箇所の対応関係を求めるものであり,医用画像処理において重要な要素技術である.内臓を対象とする場合は,画像が変形しているという想定の元での位置合わせ(非剛体位置合わせ)と呼び,1024×1024×590画素からなる肝臓部分に対して,データ分散も行い実行時間を18時間から10分強まで短縮した.一方,骨を対象とする場合は,画像が変形しないという想定の元の位置合せ(剛体位置合せ)と呼び,10分から20秒弱に短縮した.(2)ボリュームレンダリング:この処理は,3次元医用画像を任意に視点から描画するための可視化技術である.1024×1024×896画素規模の3次元画像は,一般的な1台のPCの主記憶に格納することが難しい.このような場合は,データを複数PCで分割保持し,並列処理する必要がある.データ分散,並列処理,負荷分散の技術により,毎秒1回の描画を実現できた.これらの処理時間は,医療の段階にもよるが,ある程度の実時間処理を実現したと言える.医用画像処理において重要な次の処理を,分散メモリ型並列計算実行環境(PCクラスタ:64台(1台に2つのPentium3(1GHz),2GB主記憶掲載)のPCを高速ネットワークMyrinet-2000で接続したもの)で高速に計算する並列プログラムを開発した.(1)3次元剛体画像位置合せ/3次元非剛体画像位置合せ:3次元画像の位置合せは,同一部分に関する撮影時刻などが異なる2つの3次元画像における,同一箇所の対応関係を求めるものであり,医用画像処理において重要な要素技術である.内臓を対象とする場合は,画像が変形しているという想定の元での位置合わせ(非剛体位置合わせ)と呼び,1024×1024×590画素からなる肝臓部分に対して,データ分散も行い実行時間を18時間から10分強まで短縮した.一方,骨を対象とする場合は,画像が変形しないという想定の元の位置合せ(剛体位置合せ)と呼び,10分から20秒弱に短縮した.(2)ボリュームレンダリング:この処理は,3次元医用画像を任意に視点から描画するための可視化技術である.1024×1024×896画素規模の3次元画像は,一般的な1台のPCの主記憶に格納することが難しい.このような場合は,データを複数PCで分割保持し,並列処理する必要がある.データ分散,並列処理,負荷分散の技術により,毎秒1回の描画を実現できた.これらの処理時間は,医療の段階にもよるが,ある程度の実時間処理を実現したと言える.(1)分散メモリ実行環境で医用ボリュームデータ(VD)画像を対象とした剛体レジストレーションおよび非剛体レジストレーションの高速計算を実現した.ただし,計画通り平成14年度はレジストレーションの対象画像は同一解像度として行った.平成15年度は異なる解像度のレジストレーションを行う.VDを分割してレジストレーションを行うが,処理が進むと計算負荷が不均等になる.これをリストスケジューリング法で解決し,1台のPCで約10時間半かかる処理を,64台dual CPUのPCで約11分に高速化した.これで手術中に3次元非剛体レジストレーションを実行可能となり,手術の質を格段と向上させることができる.この結果は国際会議CARS2003で発表する.(2)分散メモリ実行環境でボリュームレンダリング(VR)の高速計算を実現した.VRでは,VDの大きさと投影面の大きさに計算量が依存する.本研究では,次世代に要求される2048×2048×2048のボクセルという膨大なVD(64GB)を処理することを目標としている.この膨大なデータを処理するには,複数のPCにこのVDを分割しておき,それらを並列に計算する必要がある.このとき,VRの処理は2つのフェーズからなる.第1は分割した部分データごとのVRで,第2はそれらの一つの画面に統合するマージである.第1はPC数を増やせば増やすほど高速に計算できるが,第2は逆でPC数が増えるとマージに時間がかかる.したがって,第2フェーズを高速化することが重要であり,負荷分散をインタリーブ分割で解決し,画像データの空白部分の無駄な処理をmultiple bouding rectangleとランレングスコーディングにより解決した.この結果は国際会議SAC2003で発表する.医用画像処理において重要な次の処理を,分散メモリ型並列計算実行環境(PCクラスタ:64台(1台に2つのPentium3(1GHz),2GB主記憶掲載)のPCを高速ネットワークMyrinet-2000で接続したもの)で高速に計算する並列プログラムを開発した.(1)3次元剛体画像位置合せ/3次元非剛体画像位置合せ:

3次元画像の位置合せは,同一部分に関する撮影時刻などが異なる2つの3次元画像における,同一箇所の対応関係を求めるものであり,医用画像処理において重要な要素技術である.内臓を対象とする場合は,画像が変形しているという想定の元での位置合わせ(非剛体位置合わせ)と呼び,1024×1024×590画素からなる肝臓部分に対して,データ分散も行い実行時間を18時間から10分強まで短縮した.一方,骨を対象とする場合は,画像が変形しないという想定の元の位置合せ(剛体位置合せ)と呼び,10分から20秒弱に短縮した.(2)ボリュームレンダリング:この処理は,3次元医用画像を任意に視点から描画するための可視化技術である.1024×1024×896画素規模の3次元画像は,一般的な1台のPCの主記憶に格納することが難しい.このような場合は,データを複数PCで分割保持し,並列処理する必要がある.データ分散,並列処理,負荷分散の技術により,毎秒1回の描画を実現できた.これらの処理時間は,医療の段階にもよるが,ある程度の実時間処理を実現したと言える.
リアル-タイムPCRを応用したVHL遺伝子診断法の新規開発

Von Hippel-Lindau病(VHL)は中枢神経血管芽腫、網膜血管腫、淡明細胞腎癌、褐色細胞腫等を好発する遺伝性の腫瘍症候群で、ヒト染色体3番短腕に存在するVHLがん抑制遺伝子の胚細胞変異により発症することが知られている。VHL遺伝子が1993年に単離された後、遺伝子変異の検出に基づく家系の遺伝子診断が広く行われ標準的な診断法の一つとして普及しつつある。これまでVHL家系の遺伝子内変異は約70%の家系に検出されるが、残りの約30%はシークエンス法では検出不可能な比較的大きなゲノム欠失を持つと考えられている。これらの変異検出には、現在定量的サザン法が標準法として用いられることが多いが、RIを使うことや検査の煩雑性があり一般的にはあまり普及していない。そこでこの問題点を解決すべく、我々はVHL遺伝子内変異が検出できない家系で、定量的リアルタイムPCR法を応用した遺伝子欠失の新規検出法を考案、開発した。対象・方法:シークエンス解析で遺伝子内変異がない本邦のVHL26家系・36検体(type1:22家系、type2A:3家系、type2B:1家系)、正常および久夫の明らかなコントロール群30、10検体ずつ。VHL遺伝子Exon13,5'promotorと3'UTR領域に対応するprimerとinternal controlとしてalbuminのprimerを作成し、TaqMan probeを用いて定量的リアルタイムPCR法を施行し、各Exonとalbuminのシグナルを比較することでVHL遺伝子の量的変化をみた。遺伝子解析のICは金側取得済みである。結果:VHL遺伝子内に複数のTaqMan primer/probeを設計、これらのPCRの条件を様々に検討後、検出に最適な条件設定をcontorolサンプル群で決定した。この条件下で、26家系中24家系(type1:21家系、type2A:2家系、type2B:1家系)に遺伝子欠夫を確認することができた。考察:本方法は微量のDNA検体から簡便、迅速にVHL遺伝子欠夫の検出が可能であり、現在標準法と考えられる定量的サザン法に今後置き換わる新規診断法になるものと考えられた。Von Hippel-Lindau病(VHL)は中枢神経血管芽腫、網膜血管腫、淡明細胞腎癌等を好発する遺伝性の腫瘍症候群で、ヒト染色体3番短腕に存在するVHLがん抑制遺伝子の胚細胞変異により発症することが知られている。これらの変異検出には現在定量的サザン法が用いられることが多いが、RIを使うことや検査の煩雑性があり一般的にはあまり普及していない。そこでこの問題点を解決すべく、今回、我々はVHL遺伝子内変異が検出できない家系で、定量的リアルタイムPCR法を応用した遺伝子欠失の新規検出法を考案、開発した。対象・方法:シークエンス解析で遺伝子内変異がない本邦のVHL26家系/36検体(type1:22家系、type2A:3家系、type2B:1家系)、正常および欠失の明らかなコントロール群30、10検体ずつ。遺伝子解析のICは全例取得済みである。結果:VHL遺伝子内に複数のprimer/probeを設計、これらのPCRの条件を様々に検討後、検出に最適な条件設定をcontorolサンプル群で決定した。この条件下で、26家系中24家系(type1:21家系、type2A:2家系、type2B:1家系)に遺伝子欠失を確認することができた。考察:本方法は微量のDNAから簡便、迅速にVHL遺伝子欠失の検出が可能であり、現在標準法と考えられる定量的サザン法に今後置き換わるものと考えられた。VHL

遺伝子Exon13,5'promotorと3'UTR領域に対応するprimerとinternal controlとしてalbuminのprimerを作成し、TaqMan probeを用いて定量的リアルタイムPCR法を施行し、各Exonとalbuminのシグナルを比較することでVHL遺伝子の量的変化をみた。遺伝子解析のICは金側取得済みである。結果:VHL遺伝子内に複数のTaqMan primer/probeを設計、これらのPCRの条件を様々に検討後、検出に最適な条件設定をcontorolサンプル群で決定した。この条件下で、26家系中24家系(type1:21家系、type2A:2家系、type2B:1家系)に遺伝子欠夫を確認することができた。考察:本方法は微量のDNA検体から簡便、迅速にVHL遺伝子欠夫の検出が可能であり、現在標準法と考えられる定量的サザン法に今後置き換わる新規診断法になるものと考えられた。
義歯性カンジダ症in vitroモデルによるラッカー型ミコナゾールの開発

抗真菌薬ミコナゾール(MCZ)にコラーゲンを配合し,有効濃度のMCZを長期的に義歯粘膜に維持する義歯性口内炎治療薬の開発を目的とする基礎的研究を行った.1,菌剤感受性試験法によるMCZ,薬剤最小有効濃度(MIC)の測定日本医真菌学会標準化委員会が提案する,NCCLS提案法を一部修正して行った結果,C,albicance JCM1542に対するMCZのMICは0.01μg/mlであった.またMCZを義歯に保持するための基材として用いた,コラーゲンはC,albicanceの致死活性に影響を及ぼさないことが確認された.2,コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の抗菌性試験(1)コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の作製(2)加熱重合型アクリルレジンプレートの作製(3)抗菌性試験:レジンプレートの表面にコラーゲンを用いたMCZ塗布剤を塗布後,37°Cに保った滅菌生理食塩水中に20stroke/minで3060分振盪させながら浸漬した.浸漬後,滅菌生理食塩水中から取り出したレジンプレート上にCandida菌液を滴下し,培養した。培養後,生残菌を洗い出し,この洗い出し液を平板培養法により培養した後コロニー数を計測した結果,MCZ1μg/ml含有塗布剤ではコロニーの形成は認められなかった.またMCZ 0.01,0.1μg/ml含有塗布剤でも75%のコロニー数の減少が認められた.3,コラーゲンを用いたMCZ塗布剤と,抗真菌剤(フロリードゲル経口用)との抗菌性の比較実験2と同様の抗菌性試験を用い,抗菌性の比較を行ったところ,コラーゲンを用いたMCZ濃度1μg/ml塗布剤は,MCZ濃度1μg/mlに調整した抗真菌薬より強い発育阻止を示した.本研究より,コラーゲン用いたMCZ塗布剤は抗真菌剤よりも低濃度のMCZで同等の作用を示すと考えられ,コラーゲンをMCZ塗布剤の基材として用いる方法はMCZの使用量を減少させるという点で非常に有益であると考えられる.しかしながら,プレート表面にミコナゾールを保持する時間が短いため,今後は長時間保持できるように,コラーゲンの改良が必要であると考えられる.抗真菌薬ミコナゾール(MCZ)にコラーゲンパウダーを配合し、有効濃度のミコナゾールを長期的に義歯粘膜に維持する義歯性口内炎治療薬の開発を目的とする基礎的研究を行った。1,菌剤感受性試験法によるMCZ、薬剤最小有効濃度(MIC)の測定日本医真菌学会標準化委員会が提案する、NCCLS提案法を一部修正して行った結果、C, albicance JCM1542に対するMCZのMICは0.01μg/mlであった。MCZを義歯に保持するための基材として用いた、コラーゲンパウダーがC, albicanceの致死活性に及ぼす影響を調べた。その結果、メルシーコラーゲンが真菌の致死活性に影響を及ぼさないことが確認された。2,コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の抗菌性試験(1)コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の作製メルシーコラーゲン0.5gを滅菌生理食塩水に溶かした溶液1mlにMCZ 1 μ1(各々DMSOにて0.01,0.1,1μg/mlに希釈したもの)を加え作製した。(2)レジンプレートの作製加熱重合型アクリルレジンを用いて直径10mm、厚さ1mmに作製した。なお残留モノマーによる細胞毒性の影響を排除するために、1週間蒸留水中に浸漬した後、実験に供した。(3)抗菌性試験レジンプレートの表面にコラーゲンを用いたMCZ塗布剤を塗布後、37°Cに保った滅菌生理食塩水中に20stroke/minで30分振盪させながら浸漬した。滅菌生理食塩水中から取り出したレジンプレート上にCandida菌液を滴下し、培養した。培養後、生残菌を洗い出し、この洗い出し液を平板培養法により培養した後コロニー数を計測した結果、MCZ 1μg/ml含有塗布剤ではコロニーの形成は認められなかった。またMCZ 0.01,0.1μg/ml含有塗布剤でも75%のコロニー数の減少が認められた。本研究により、コラーゲンパウダーを用いてレジンプレートにMCZを塗布し、レジンプレート上のC.albicansの生長を抑制することができた。抗真菌薬ミコナゾール(MCZ)にコラーゲンを配合し,有効濃度のMCZを長期的に義歯粘膜に維持する義歯性口内炎治療薬の開発を目的とする基礎的研究を行った.1,菌剤感受性試験法によるMCZ,薬剤最小有効濃度(MIC)の測定日本医真菌学会標準化委員会が提案する,NCCLS提案法を一部修正して行った結果,C,albicance JCM1542に対するMCZのMICは0.01μg/mlであった.またMCZを義歯に保持するための基材として用いた,コラーゲンはC,albicanceの致死活性に影響を及ぼさないことが確認された.2,コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の抗菌性試験(1)コラーゲンを用いたMCZ塗布剤の作製(2)加熱重合型アクリルレジンプレートの作製(3)抗菌性試験:レジンプレートの表面にコラーゲンを用いたMCZ塗布剤を塗布後,37°Cに保った滅菌生理食塩水中に20stroke/minで3060分振盪させながら浸漬した.

浸漬後,滅菌生理食塩水中から取り出したレジンプレート上にCandida菌液を滴下し,培養した。培養後,生残菌を洗い出し,この洗い出し液を平板培養法により培養した後コロニー数を計測した結果,MCZ1μg/ml含有塗布剤ではコロニーの形成は認められなかった.またMCZ 0.01,0.1μg/ml含有塗布剤でも75%のコロニー数の減少が認められた.3,コラーゲンを用いたMCZ塗布剤と,抗真菌剤(フロリードゲル経口用)との抗菌性の比較実験2と同様の抗菌性試験を用い,抗菌性の比較を行ったところ,コラーゲンを用いたMCZ濃度1μg/ml塗布剤は,MCZ濃度1μg/mlに調整した抗真菌薬より強い発育阻止を示した.本研究より,コラーゲン用いたMCZ塗布剤は抗真菌剤よりも低濃度のMCZで同等の作用を示すと考えられ,コラーゲンをMCZ塗布剤の基材として用いる方法はMCZの使用量を減少させるという点で非常に有益であると考えられる.しかしながら,プレート表面にミコナゾールを保持する時間が短いため,今後は長時間保持できるように,コラーゲンの改良が必要であると考えられる.
図形アニメーションを基盤とした並列プログラミングの学習支援システムの研究

本研究は視覚効果を体感できる図形アニメーションに着目し,並列プログラミングへの学習意欲を高く維持できる学習環境と学習教材を明らかにすることを目的としている.平成30年度は,Processing言語を用いた並列描画処理手法の実装に取り組んだ.Processingでマルチスレッドによって単純に描画処理を並列化した場合,競合が発生して意図通りの描画がされないことがある.これは,各スレッドが描画領域を表すオブジェクトを共有しており,描画処理において競合が発生するためである.この問題に対処するために,スレッド毎に描画領域を割り当て,描画後に各スレッドの描画結果の画像を重ね合わせることで意図通りの描画結果になる手法を構築した.本手法ではProcessingのblend関数を用いて画像の重ね合わせを行っている.また,上記の取り組みとは独立に,大学のプログラミング演習における私有ノートPC上の開発環境の構築にも取り組んだ.これは,近年大学において学生の私有ノートPCを用いてプログラミング演習を行う事例が増えてきており,本研究課題において今後並列プログラミングの学習環境を使用させる際に学生の私有ノートPCで動作させる必要があると考えられるためである.この取り組みでは,まずC言語による基本的なプログラミングを対象に,Windows上で開発でき,かつプログラミングの初学者が容易に導入して安定的に利用できるプログラミング環境を構築した.また,本学の初年次Cプログラミング演習において使用した.この研究成果は学会で発表した.今年度の取り組みで実装したProcessing言語の並列描画処理手法により,描画メソッドをスレッドセーフな形で呼び出して図形を描画することが可能となった.しかし,そのプログラムの書き方はJavaのマルチスレッド関連のクラスを直接使用するものであり,十分に抽象化されているとは言えない.そのため,並列プログラミングの初学者にとってはまだ負荷が高いと言える.また,並列に描画した部分画像を重ね合わせる処理に多くの時間がかかっており,並列処理による高速化の効果が低い状態である.そのため,現状ではまだ不十分な状態である.平成31年度は,平成30年度に取り組んだProcessingにおける並列描画手法を精錬し,より高速に描画するための画像の重ね合わせの手法を確立する.Processingで用意されている重ね合わせ処理を解析し,より単純な処理に置き換えるといった方法を検討する.また,重ね合わせの処理自体を並列に処理する方法についても検討し,高速化を図る.また,並列プログラムを書きやすくするための抽象化手法についても検討する.これは,マルチスレッドを用いた並列処理の煩雑な記述を隠蔽し,並列処理の本質的な部分のみを記述させるようなクラスを設計することで実現を目指す.さらに,並列処理の実行状況の可視化についても検討を始める.本研究は視覚効果を体感できる図形アニメーションに着目し,並列プログラミングへの学習意欲を高く維持できる学習環境と学習教材を明らかにすることを目的としている.平成30年度は,Processing言語を用いた並列描画処理手法の実装に取り組んだ.Processingでマルチスレッドによって単純に描画処理を並列化した場合,競合が発生して意図通りの描画がされないことがある.これは,各スレッドが描画領域を表すオブジェクトを共有しており,描画処理において競合が発生するためである.この問題に対処するために,スレッド毎に描画領域を割り当て,描画後に各スレッドの描画結果の画像を重ね合わせることで意図通りの描画結果になる手法を構築した.本手法ではProcessingのblend関数を用いて画像の重ね合わせを行っている.また,上記の取り組みとは独立に,大学のプログラミング演習における私有ノートPC上の開発環境の構築にも取り組んだ.これは,近年大学において学生の私有ノートPCを用いてプログラミング演習を行う事例が増えてきており,本研究課題において今後並列プログラミングの学習環境を使用させる際に学生の私有ノートPCで動作させる必要があると考えられるためである.この取り組みでは,まずC言語による基本的なプログラミングを対象に,Windows上で開発でき,かつプログラミングの初学者が容易に導入して安定的に利用できるプログラミング環境を構築した.また,本学の初年次Cプログラミング演習において使用した.この研究成果は学会で発表した.今年度の取り組みで実装したProcessing言語の並列描画処理手法により,描画メソッドをスレッドセーフな形で呼び出して図形を描画することが可能となった.しかし,そのプログラムの書き方はJavaのマルチスレッド関連のクラスを直接使用するものであり,十分に抽象化されているとは言えない.そのため,並列プログラミングの初学者にとってはまだ負荷が高いと言える.また,並列に描画した部分画像を重ね合わせる処理に多くの時間がかかっており,並列処理による高速化の効果が低い状態である.そのため,現状ではまだ不十分な状態である.平成31年度は,平成30年度に取り組んだProcessingにおける並列描画手法を精錬し,より高速に描画するための画像の重ね合わせの手法を確立する.Processingで用意されている重ね合わせ処理を解析し,より単純な処理に置き換えるといった方法を検討する.また,重ね合わせの処理自体を並列に処理する方法についても検討し,高速化を図る.また,並列プログラムを書きやすくするための抽象化手法についても検討する.これは,マルチスレッドを用いた並列処理の煩雑な記述を隠蔽し,並列処理の本質的な部分のみを記述させるようなクラスを設計することで実現を目指す.さらに,並列処理の実行状況の可視化についても検討を始める.申請額からの減額に伴い,当初予定していた機材の購入台数を削減したことにより使用額を低額に抑えた.また,当初聴講する予定であった学会への参加日数がスケジュールの都合により予定よりも短くなったため,予定よりも使用額が低額となった.今回生じた次年度使用額は,次年度購入予定の機材の高性能化,研究成果を保管するための記憶装置の購入,および,聴講・発表する学会の数と参加日数の増加などに割り当てる.
フランスにおける地域文化振興と社会構造に関する社会学的研究

平成16年度10月に本研究は開始された。平成16年度は各自の担当地域の先行研究から地域の特徴について知識を共有し、「文化」の概念について検討し、具体的調査対象と内容について検討した。文化的な活動について(1)経済活動を担う組織、(2)経済活動における「売られる商品」としての地域文化を検討し、地域振興の「文化」が多様であり、地域ごとに差があることが明らかになった。「地場産品」あるいは文化・言語・音楽などの「ソフト」を売る行為において、そこにはローカルな市場とグローバルな市場開拓戦略がある。平成17年度は、文化をテーマとしたフェスティバルに絞り、各自担当地域において半構造化インタビューを行った。平成18年度はそれぞれ私費やその他の研究費を使用して追跡調査を行った。こうした作業によって、1960-70年代の地域主義運動との脈絡をたもちつつも、「地域」が政治・制度としての「行政地域」にもなりえ、「混淆の場」、「ナショナルな枠をこえていろいろなものと関わる場」という意味としても「地域」が使用されていることが確認された。領域的概念とみなすのか、非領域的とみなすのかはそれぞれの地域の歴史性と経済的要件が関連していることがわかった。コルシカ(定松担当)のポリフォニー・フェスティバルでは民族主義的地域主義運動を源泉としたが、現在ではナショナリズムとは距離があること、ブルターニュ(鶴巻担当)のFestival Interceltique de Lorientでは領域的なケルトを越えたイメージの創出、モザイク化するエスニシティ、オクシタニー(佐野担当)のRodezのEstivada(夏祭り)、B6zicrsのFcstad'Ocではオクシタニー概念を動員することによる行政の地域おこし、アルザス(中力担当)のFestiva1Babel(1999,2000,2001)では歴史の重みから非領域、開放性のメタファーとして地域概念が確認された。これらの成果については、2006年10月28日第79回日本社会学会大会(立命館大学)学会で「地域文化活動にみる『地域』概念の形成」としてそれぞれのケース発表し、3月に5章からなる成果報告書としてまとめた。各自の担当地域の先行研究から地域の特徴について知識を共有し、「文化」の概念について検討し、具体的調査対象と内容について検討した。その中で明らかになったこと、および来年度の課題は以下のことである。文化的な活動について(1)経済活動を担う組織(公的・行政的活動、私企業の活動、Associationの活動、第三セクター的な活動)、(2)経済活動における「売られる商品」としての地域文化を検討し、地域振興の「文化」が多様であり、地域ごとに差があることが明らかになった。1)ブルターニュではグローバル戦略の成功・出版の流通・ケルトブームという事例から地域主義運動(Militantisme)から「アイデンティティをまとう若者世代」への担い手の変化が指摘された(鶴巻)。2)アルザスでは相対的なローカル市場の安定と衰退・Militantisme世代中心で、地域文化を表に出すことへの躊躇は第二次世界大戦下の被害者意識と加害者意識の問題性の表れと推察された(中力研究協力者)。

3)コルシカでは1968年世代よりむしろ80年代からコルシカのテロリスムの変化(秩序の崩壊)という地域運動の変化に伴い、地域文化の振興の担い手が地方名望家中心から若手Uターン組へ徐々に移行していることが考察された(定松)。4)オクシタニーにおいては地方ごとの大きな違いがあり、人くくりにしては分析に適さないこと、68年世代中心の「オクシタニー主義」(Occitanisme)=ラングドック帝国主義、極左のイメージなど内部に対立があることが示された(佐野)。人口規模や経済状況、歴史の異なる多様な地域を比較研究するために、具体的に対象を「文化的祭典・活動」(Festivalに絞り、地域アイデンティティを売る/あえて売らない戦略、売れない社会的背景を次年度調査する。本年度は、昨年度の研究で調査対象を絞り込んだ各地域の文化をテーマとしたフェスティバルについて、各自担当地域において半構造化インタビューを行った。調査から得た知見は以下のようになる。コルシカ(定松担当)のポリフォニーをテーマとした文化活動・フェスティバルは、1970年代にコルシカ語と同様に地域アイデンティティのよりどころとなる文化として「発見され」、再構築された。そして、地域主義運動と連動したことで盛隆を見せるものの、地域内部の政治的分断も示している。ブルターニュ(鶴巻担当)、のFestival Interceltique Lorientでは、ブレイス語を使用することは中心的テーマではなく、地域主義からビジネスへと展開されたケースに当たる。幅広い層を取り込む組織作りと90年代以降のケルトブーム、固有性を求める際に「私たちの伝統楽器はとてもグローバルな起源をもつ」など他の文化との連続性を重視して他の地域をも巻き込むことに成功している。オクシタニー(佐野担当)のRodezのEstivada(夏祭り)、BeziersのFesta d' Ocでは、オック語は非常に大きな要素であるが、それのみを主張しているわけではなく、行政側主導の「村おこし」の要も強い。したがって、そこには住民の意識との乖離が見られ、「トルバドールの寛容の精神」といった寛容、開放性、混合を特徴として持つオクシタン文化の散逸、疲弊がしばしば見られる。アルザス(中力担当)のFestival (Babel-1999,2000,2001)においては、政治的事情による市長(社会党)の創設であり、終わったのも市長の任期修了による政治的事情である。アルザス語を絶対的には重視しておらず、「アルザスとは、そもそもが混淆、通り道」であるというコンセプトを元に展開されたが、それが「アルザス文化を無視している」という批判をも起こした。以上の調査結果から、それぞれの地域が、地域文化を語りながら、かならずしも同じ様相を示していないのは、各地域の政治的・歴史的文脈が強いことが確認された。また、「地域」をメタファーとして定義する可能性、非領域的な概念として使用する可能性も見出せた。政治・制度としての「行政地域」にもなりえ、「混淆の場」、「ナショナルな枠をこえていろいろなものと関わる場」という意味としても「地域」が使用されていることが確認された。さらなる地域の違いの要素の分析と「地域」概念の考察を来年度の課題とし、学会にて報告する予定である。
テクスチャー表面の濡れの印象派物理学

表面の濡れ性(親水性・撥水性)制御や少量液体の輸送は、我々の日常生活に身近であると同時に、産業・応用面からも関心の高い問題である。特に、近年の微細加工技術の進歩により、微細加工表面(テクスチャー表面)の濡れは、国際的にホットなトピックスとなっている。本研究の目的は、液体に濡れ及び関連現象の物理的本質を、“印象派物理学"の精神でシンプルな実験と理論から包括的・系統的に理解することであった。本年度は、微細加工表面への浸透現象について前年度までに筆頭著者として発表した2報の論文(“フナムシの脚とその模倣表面への浸透現象"および“open-capillary(開毛管)への浸透現象")の内容を、国際会議で発表、参加者と有意義な議論を行った。また、撥水性テクスチャー表面上の水滴の振動による形状変化について実験を進め、水滴の最終形状は振動起因の慣性力により整理されることがわかった。高電場下における擬2次元セル中の液中液滴の融合・非融合(液滴と液相界面が一度融合後、再び分離する現象)についても、自己相似性および動力学について解析を進めた。以上、2つの研究に対し、現在投稿論文準備中である。さらに、切り紙構造からのアプローチにより、弾性基板上に微小な架け橋構造を作製、同表面での液滴形状を調べた。本研究に対し、国内外の会議で発表、論文を投稿した(平成29年4月6日付でApplied Physics Lettersに掲載決定)。また、本年度は当該研究者が多くいるフランスにも滞在し、関連現象に対して“印象派物理学"の精神でシンプルな実験と理論から研究を行った。より具体的には、潤滑化された弾性体チューブ内で球の引きずり抵抗を測定、潤滑膜内での粘性抵抗が支配的である領域を発見した。この研究について国際会議で発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。表面の濡れ性(親水性・撥水性)制御や少量液体の輸送問題は、我々に身近であると同時に、産業・応用面からも関心の高い問題である。特に、近年の微細加工技術の進歩により、微細加工表面の濡れは国際的にホットなトピックスとなっている。本研究の目的は、“印象派物理学"の精神で、シンプルな実験と理論から、液体の濡れ・浸透現象及び関連現象の物理的本質を包括的・系統的に理解することである。本年度は片面が開放されている毛管“Open-capillary(開毛管)"への浸透現象において、ある高さで上昇が停止する“バルク"と、その先端に上昇し続ける“先行薄膜"を発見、バルクの静力学(最終高さ)・動力学の初期(粘性)と後期(粘性・重力)領域、“薄膜"伸長の動力学を明らかにした。特に、バルクの動力学の初期(粘性)領域において、広いパラメータ範囲で成り立つシンプルなスケーリング法則の実験的・理論的に確立した。このようなシンプルなスケーリング法則は、マイクロ流路を使用したデバイス作製時等の応用的場面において、指導原理としての役割を果たし得る。すなわち、スケーリング法則を活用することで、トライアル&エラーを減らすことができる。我々は2つのデモンストレーション実験を通して、開毛管のデバイスとしての有用性も示した。また、撥水性テクスチャー表面上での液滴の形状変化、高電場下における擬2次元セル中の液中液滴の融合現象についても研究を行った。さらに、両研究内容を博士学位論文にまとめ、平成28年3月23日に博士号(理学)取得、博士後期課程総代として学位を授与された。

撥水性のテクスチャー表面上での液滴形状変化に関して、更に実験を重ねる。特に、与えた振動による慣性力と、液滴の形状変化の関係に着目する。また、高速カメラの使用や拡大撮影等により、形状変化を視覚的に捉えることを目指す。高電場下における擬2次元セル中の液中液滴の融合現象に関して、電場が大きい場合に、液滴と液相界面が一度融合した後、再び分離する現象(「非融合」と呼ぶ)が観察されている。この融合・非融合と電場の関係、融合・非融合時の界面形状の自己相似性に特に注目して解析を進める。また、融合・非融合の動力学(ネックの成長則)を明らかにする。その他、濡れ現象および関連現象について、“印象派物理学"の精神でシンプルな実験と理論から研究を行う。また、研究をより発展させるために、当該分野の専門家が多くいるフランスに滞在しての研究活動も行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
鮮魚の色彩と熟練的品質評価に基づく品質推定システムの開発

本研究では水産物の流通における品質管理に役立てることを目的として,魚市場の競り人による鮮魚の外観評価ついてモデル化を試みた。試料魚には熟達した競り人により5段階に外観評価された3種類の彩度の低い魚種(体表の平均彩度C ab<7.0)を用いた。競り人による外観評価,魚体体表の色彩および魚肉鮮度の関係について統計解析を行った結果,競り人の彩度の低い魚種に対する評価には魚体体央の色彩等が共通して反映すること,またそれらの色彩は魚肉鮮度とも関連することが明らかとなった。これらの色彩を説明変量に用いた統計モデルにとファジィモデルよる品質推定は,競り人の外観評価と70%以上が一致する結果を得た。このことにより,競り人の知識を水産物の品質評価システムの設計に活かす手法の有用性が確認された。本研究は「食の安全」を守りかつ「水産業(特に,水産物卸売市場)の技術・技能の空洞化」を防ぐ手段・手法を提案することを目的として,"鮮魚の熟練的品質評価モデルと魚肉鮮度(K値)-魚体体表の色彩の数理モデルとを組み込んだ品質推定システム"のプロトタイプを構築するものである。平成21年度は,卸売市場の競り人による単色相系低彩度魚種と複数の色相が混在する魚種等に対する外観評価と,下関老舗フグ仲卸業者のふぐ処理士によるトラフグ身欠きに対する品質評価を解析対象としてモデル化を図った。併せて,魚肉鮮度(K値)と魚体体表の色彩との経時的関係を統計的手法により調査し,K値-色彩の数理モデルの作成を試みた。その結果,競り人による低彩度魚種(マアジ,サワラ,カワハギ等)の外観評価には主に体央部の色彩が反映されること,またこれらの色彩はK値との相関が高いことが確認された。各魚種ともこれらの色彩4個を前件部変数に用いたファジィ推論モデルを設計した。モデルの推定結果と競り人の外観評価とが一致する割合は約95%程度となった。ふぐ処理士によるトラフグ身欠き(養殖,未凍結品)の品質評価には主に腹部の色彩が反映されること,またこれらの色彩もK値との高い相関が確認された。これらの色彩4個を前件部変数に用いたファジィ推論モデルの推定結果とふぐ処理士の品質評価とが一致する割合は約90%程度であった。以上の結果より,競り人及びふぐ処理士による鮮魚(身欠きも含む)の評価は,共に計4個の色彩の指標を組み合わせることでモデル化が可能であることが示された。水産物卸売市場(魚市場)の競り人や仲買人等の熟練者が有する水産物の知識は長年の豊富な経験から培われており,鮮魚の品質を的確に見積もる貴重な知的財産として見なすことができる。本研究ではこれを品質管理に積極的に活用するという観点から,平成22年度は品質の劣化が体表の色彩に表れにくい低彩度魚種(マアジ,サワラ,ウマズラハギ,ケンサキイカ)と無彩色のトラフグの身欠きに解析対象を広げて,競り人や仲買人による品質評価,魚体体表の色彩及び魚肉の生鮮度(K値)との関係を経時的に調査した。更に,統計的手法により各魚種についての品質評価の特徴と傾向を解析するとともに,モデル化に有用となる変量の抽出を試みた。また,検索した変量間の関係を基に品質推定のためのファジィ推論モデルのプロトタイプ(言語規則,メンバーシップ関数の構成)を作成し,シミュレーションと実験により有用性を評価した。以上により,次のことを明らかとした。1魚市場の競り人の低彩度魚種の品質評価のポイントは,体表の彩度の低下に伴って品質劣化の特徴が表れやすい腹部から尾部方向へと移る2フグ仲買人トラフグ身欠きの品質評価は,腹部周辺を中心とした僅かな色彩の差異に基づいてなされると共に,身欠き処理の丁寧さなども反映する3低彩度魚種及びトラフグ身欠きの品質評価は,体表の4個の色彩の組合せにより精度の高いモデル化が可能となる4作成したプロトタイプは,色彩データを入力した後1分以内に品質推定結果を出力可能であり,有用性が期待できる本研究は「食の安全」を守りかつ「水産業(特に,水産物卸売市場)の技術.技能の空洞化」を防ぐ手段・手法を提案することを目的として,"鮮魚の熟練的品質評価モデルと魚肉鮮度(K値)-魚体体表の色彩の数理モデルとを組み込んだ品質推定システム"のプロトタイプを構築するものである。

平成23年度は,魚市場の競り人による彩度の低い魚種(マアジ,サワラ,カワハギ等)及び市場が指定する重要魚種(天然マダイ等)に対する外観評価と,下関老舗フグ仲卸業者のふぐ処理師よるフグ類(トラフグ,マフグ等)の身欠き品に対する品質評価を対象として解析,モデル化及びモデルの高精度化を図った。併せて,シロサバフグ(鮮魚)とトラフグ(身欠き品)を対象として魚体体表の色彩から魚肉鮮度K値を推定する数理モデルと競り人やふぐ処理師の品質評価を推定するファジィ推論モデルを作成し,これらのモデルを組み込んだパソコンと色彩計とから成る品質推定システムのプロトタイプを構築した。競り人による鮮魚の外観評価については,魚体全体の彩度の低下に伴って品質評価のポイントが頭部寄りから尾鰭方向に移行することを確認した。また,ふぐ処理師による品質評価のポイントは腹部周辺に集中すること,品質評価では魚肉鮮度と身欠き処理の丁寧さの両面を重視していることを明らかとした。構築した品質推定システムによる推定精度は,シロサバフグ(鮮魚)では競り人の評価(5段階)とシステムの推定結果が一致した割合が95%程度,魚肉鮮度K値の推定誤差は±10%以内となった。トラフグ(身欠き品)ではふぐ処理師の評価とシステムでの推定結果が一致した割合は85%程度,魚肉鮮度K値の推定誤差は±15%以内となった。システムの推定結果が魚体の彩度の低下に伴って悪くなる傾向を示したが,試料数を増してシステムに組み込むモデルを改良ことで精度の向上が期待できるものと判断した。
シャッターシーケンス変調によるMBE成長Zn0の高品質化の研究

RFセルによりプラズマ化した酸素を用いてZnO薄膜の結晶成長を行った。酸素供給量を一定とし、亜鉛供給量を変化させることで亜鉛と酸素の供給比(II/VI比)を変化させた。II/VI比の増加に伴い、はじめ成長速度は増加するが、やがて飽和する。このII/VI比と成長速度の関係から成長条件を以下の三通りに分類した。すなわち、成長速度が増加する領域を酸素リッチ条件、成長速度が飽和する領域を亜鉛リッチ条件、これらの境界領域をストイキオメトリ条件と考えた。酸素リッチ条件において作製したZnO結晶の表面を原子間力顕微鏡により観察したところ、ZnOの原子層ステップが観察され、表面平坦性が非常に優れていることが分かった。それに対してストイキオメトリおよび亜鉛リッチ条件にて作製したサンプルの表面には多数のピットが観察され、平坦性は良くない。一方、ホール効果測定により残留キャリア濃度、移動度を測定したところ、ストイキオメトリで最小のキャリア濃度、最大の移動度が得られた。この結果はストイキオメトリからの組成ずれがキャリア濃度に大きな影響を与えていることを示唆しており、酸素空孔などの真性欠陥が高残留キャリア濃度の主要な源因として考えられる。酸素リッチでは表面平坦性が良好、ストイキオメトリでは電気特性が良好であることが分かったので、酸素リッチ、ストイキオメトリの成長を短時間の内に切り替えて、両方の特性を取り込むことを考えた。具体的には、酸素供給量一定の元で、二本の亜鉛供給セルを用い、一本を固定供給とし、残り一本のシャッターの開閉を制御することで亜鉛供給量を変化させた。このようにして約3原子層毎に酸素リッチ、ストイキオメトリの成長を交互に繰り返した。その結果、酸素リッチ条件で成長を行ったサンプルと同程度の平坦性、ストィキオメトリで成長を行ったサンプルよりも低残留キャリア濃度、高移動度を持つ結晶の作製に成功した。GaN基板上にZnOテンプレートの形成を試みた。GaN基板表面の酸化を防ぐ目的で、ZnO成長に先立ち薄いZn層を形成するため、Znの供給を行った。反射高電子線回折(RHEED)法を用いて基板表面を観察したところ、120°Cの辺りでRHEEDパターンがスポットからストリークに変化した。このパターンの変化はZnが基板表面に付着したことを示しているが、長時間Znを供給し続けてもZnパターンには変化しなかった。そこでテンプレートの形成を行わずGaN上にZnOの結晶成長を行った。低温ZnOバッファ層を導入し、アニールを行うことにより、表面平坦性に優れたZnO薄膜を得ることに成功した。しかし、残留キャリア濃度は1018/cm3台と高い値を示しており、キャリアの更なる低減が必要である。また、X線回折測定結果から、ZnO薄膜は予期せぬ大きな引張り応力を受けて成長していることが分かっており、これと残留キャリア濃度の関係を調査中である。その他に、現有の分子線エピタキシー成長装置を、MEE法におけるシャッターシーケンス制御が可能となるように改良を進めている。コストが安く、一般的に用いられているサファイア基板上にシャッターシーケンスを用いてZnOの作製を試みた。成長時の基板上へのZnの供給量を一定時間ごとに切り替えることにより、一定量を供給した場合に比べて残留キャリア濃度が低く、表面平坦性の良い結晶を得ることに成功した。
人間動作の多視点動画像追跡

人間の動作を測定しコンピュータグラフィックス上で再現するシステムは,モーションキャプチャーと呼ばれている.モーションキャプチャーは,ゲームやアニメーションなどでのキャラクタの動作生成,スポーツにおけるトレーニングの評価,リハビリテーションにおける治療の評価など広い領域で使用されている.しかし,それらの多くは人体に特殊な装置を取りつけたり,予めマーカーを貼りつけることが多く,自然な状態で人間の動作を測定することが難しい.そのため,非接触に人間の動作を測定できる装置が望まれている.本研究では,市販のビデオカメラを使用することにより,人体に接触することなく自然な動作を測定する手法を提案した.一つのカメラからでは,人体全体を観測することが難しいため,複数のカメラを使って身体動作を測定するシステムを構成した.このシステムを使って野球の投球動作のような素早い動きの測定に成功した.さらに,この測定システムの応用を試みた.一つは動作認識である.測定した人体全体の運動パラメータを動作の特徴を失うことなく2個に圧縮した.これは動作を2次元平面上に視覚化して表せることを意味し,文字認識の技法を用いて動作の認識を行うことが狩野である.実際,ラジオ体操第1に含まれる9種類の動作の認識に成功した.もう一つの応用は,パフォーマンスアニメーションである.この動作測定装置を組み込んだアニメーションシステムを構成し,代表的な演技を測定し動作データベースを作成した.動作をこのデータベースから引用することによりアニメーションを楽に作成することができる.実際,グリム童話の一つを題材に4分程度のコンピュータアニメーションを楽に作成することができる.実際,グリム童話の一つを題材に4分程度のコンピュータアニメーションを制作した.このシステムでは,キャラクタのモデルを動作の測定とアニメーションの作成に共用しているので,動作データのフォーマット変換が不要である.人間の動作を測定しコンピュータグラフィックス上で再現するシステムは,モーションキャプチャーと呼ばれている.モーションキャプチャーは,ゲームやアニメーションなどでのキャラクタの動作生成,スポーツにおけるトレーニングの評価,リハビリテーションにおける治療の評価など広い領域で使用されている.しかし,それらの多くは人体に特殊な装置を取りつけたり,予めマーカーを貼りつけることが多く,自然な状態で人間の動作を測定することが難しい.そのため,非接触に人間の動作を測定できる装置が望まれている.本研究では,市販のビデオカメラを使用することにより,人体に接触することなく自然な動作を測定する手法を提案した.一つのカメラからでは,人体全体を観測することが難しいため,複数のカメラを使って身体動作を測定するシステムを構成した.このシステムを使って野球の投球動作のような素早い動きの測定に成功した.さらに,この測定システムの応用を試みた.一つは動作認識である.測定した人体全体の運動パラメータを動作の特徴を失うことなく2個に圧縮した.これは動作を2次元平面上に視覚化して表せることを意味し,文字認識の技法を用いて動作の認識を行うことが狩野である.実際,ラジオ体操第1に含まれる9種類の動作の認識に成功した.もう一つの応用は,パフォーマンスアニメーションである.この動作測定装置を組み込んだアニメーションシステムを構成し,代表的な演技を測定し動作データベースを作成した.動作をこのデータベースから引用することによりアニメーションを楽に作成することができる.実際,グリム童話の一つを題材に4分程度のコンピュータアニメーションを楽に作成することができる.実際,グリム童話の一つを題材に4分程度のコンピュータアニメーションを制作した.このシステムでは,キャラクタのモデルを動作の測定とアニメーションの作成に共用しているので,動作データのフォーマット変換が不要である.ビデオカメラからの動画像を利用すれば,人体の動作を接触することなく自然な状態で測定することができる.動画像を利用した測定法では,人体の3次元モデルの利用が一般的となっている.これは,人体のモデルを予め作成しておき,モデルと人体を画面上で一致させることにより姿勢を測定し,この処理を画像毎に行うことにより動作を測定するものである.問題点として,手や足が自身の胴体等によって隠される場合があることが指摘されてきた.そこで,異なる位置に置かれた複数のカメラからの動画像を用いれば,隠れを始めとした種々の問題の解決が期待できる.今年度は実際に多視点カメラシステムを構成し「多視点動画像」による動作測定を試みた.成果は次の通りである.(1)多視点カメラシステムの構成:最大4台までのビデオカメラからの映像を監視カメラ用の4画面分割ユニットにより1枚のテレビ映像に合成するシステムを構成した.カメラは全て同じ同期信号により駆動されている.したがって,全く同じ撮影時刻を持つ多視点動画像が得られた.(2)モデルと人体の3次元照合:単眼画像からではモデルを人体に3次元的に一致させることが困難であった.他方向のカメラからの照合により3次元的一致が可能となった.(3)隠れの解消:人体の前後左右に4台のカメラを配置させることにより,少なくとも1台のカメラに手足が撮影されていることになり,隠れが解消された.(4)動きの縮退の解消:カメラ光軸方向の動きは,見かけの動きが小さいので測定の信頼性が低い.他のカメラからの観測により信頼のある測定が可能となった.本年度は人体と人体モデルとの3次元照合をステレオカメラを使って行った.本研究では、動作の追跡に人体の3次元モデルを使用している.追跡開始フレームでモデルを人体像に一致させておけば,フレーム間での姿勢の変化を測定しそれを初期姿勢に累積するだけで追跡が行える.この変化の測定は線形連立方程式を解くだけで動画像から直接得られる.ところが,測定誤差も累積するために長時間の追跡は困難であった.

そこで,人体モデルをステレオカメラから測定された人体表面の3次元座標値に常に一致させることによりモデルと人体のずれを解消することを試みた.経過と成果は次の通りである.(1)人体の周囲に4台のカメラを配置した.それぞれのカメラのパラメータ(外部・内部パラメータ)を形状が既知の対象を観測することにより測定した.(2)人体モデルをあらかじめ作成しておく.このモデルは人体を多数の平面パッチの組み合わせにより表現している.(3)モデルをステレオカメラから見て人体像とほぼ重なるように配置する.しかし,これは正確な一致ではない.(4)ステレオ画像間で対応付けを行う.このとき人体の近くに置かれたモデルを利用することにより,対応点探索の効率と正確さが増した.(5)ステレオ画像から測定された3次元座標値にモデルの平面パッチを一致させた.一致の計算は3回程度の繰り返しで十分であった.(6)約500フレームの間,ずれのない追跡が可能であった.本年度は,多視点動画像追跡システムを構成し,スポーツとエンターテインメントの分野を対象に様々な動作の測定,認識及び再構成を行った.(1)追跡システムは4個のCPUを搭載したマルチプロセッサ構成のコンピュータを中心に,最大4台までのカメラからステレオ映像を同じに入力可能である.約10m四方の測定室に演技のための空間と追跡システムを配置した.(2)スポーツの分野から対象動作として,ラジオ体操を選んだ.ラジオ体操第1には9種類の体操運動が含まれるが,8名の演技者の動作追跡を行った.このとき,同一演技者の同じ種類の動作に対して複数回の演技の追跡も行っている.(3)追跡の結果,動作が姿勢パラメータの時系列で得られた.この姿勢パラメータを使って予め動作を教示し未知動作の認識を行った.その結果,高い認識率を得ることができた.(4)エンターテインメントの分野から,パフォーマンスアニメーションのためのモーションキャプチャーとして追跡システムの使用を試みた.その結果,アニメーションキャラクタが追跡のための人体モデルとして利用できること,測定された動作をデータベース化しておけばアニメーション化の効率が良いことなどが明らかになった.(5)試作した追跡システムは,追跡ミスの修正等にまだかなり時間を要する.しかし,種々の分野で有効であることが確認されたので,システムの自動化・高速化を行いさらに発展させたい.