hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半溶融成形加工された傾斜機能材料の摩耗特性

本研究で扱う材料はAl-Al_3Ni傾斜機能材料であり,遠心鋳造法により作製された傾斜機能材料に対して半溶融状態下において成型加工が施される.半溶融加工を用いると,傾斜機能材料の成形以外にも傾斜分布する金属間化合物粒子が微細化され,耐摩耗性も向上することが実験により明らかになりつつある.本研究は,半溶融加工温度により変化する材料の耐摩耗特性を,摩耗試験システムから得られるAEデータのウェーブレット解析の結果から検討した.本研究で扱う材料はAl-Al_3Ni傾斜機能材料であり,遠心鋳造法により作製された傾斜機能材料に対して半溶融状態下において成型加工が施される.半溶融加工を用いると,傾斜機能材料の成形以外にも傾斜分布する金属間化合物粒子が微細化され,耐摩耗性も向上することが実験により明らかになりつつある.本研究は,半溶融加工温度により変化する材料の耐摩耗特性を,摩耗試験システムから得られるAEデータのウェーブレット解析の結果から検討した.本研究では,新しい材料として注目されている金属-金属間化合物系傾斜機能材料の特性や品質を制御し,より望ましい性質をもつ安定した材料を供給することを見据え,半溶融加工下における加工温度を適切に制御することを目的とする.しかし,傾斜機能材料そのものの性質のほとんどが未知であることから,従来知られている測定方法や解析方法の改良が必要であるし,半溶融加工後の材料特性も併せて検討する必要がある.平成21年度は,傾斜機能材料の要素・構成材料としての実用化を見据え,材料の接触部に発生する摩擦・摩耗現象を明らかにすることを目的として,現有の摩耗試験装置の改修すると共に,交付金で購入した高精度2次元レーザ変位計等を取り付け,調整を行った.予備実験より,改修した装置で摩耗面を動的に計測できることが確認できた.試供材として利用するAl-Al3Ni傾斜機能材料の半溶融加工温度制御器のパラメータをチューニングし,より,ばらつきの少ない傾斜機能材料を作成できるようになってきている.本研究では,新しい材料として注目されている金属-金属間化合物系傾斜機能材料の特性や品質を制御し,より望ましい性質をもつ安定した材料を供給することを見据え,半溶融加工下における加工温度を適切に制御することを目的とする.しかし,傾斜機能材料そのものの性質のほとんどが未知であることから,従来知られている測定方法や解析方法の改良が必要であるし,半溶融加工後の材料特性も併せて検討する必要がある.平成22年度は,傾斜機能材料の要素・構成材料としての実用化を見据え,材料の接触部に発生する摩擦・摩耗現象を明らかにすることを目的として実験を実施してきたが,老朽化による計測機器の故障と計測データの転送に使用していたコンピュータのバス(ISAバス)が利用できなくなり,現在のバス規格に対応するようにプログラムを改良した.改良した半溶融加工制御によって,ばらつきの少ない試供材としての傾斜機能材料を作成できるようになってきている.本研究では,新しい材料として注目されている金属-金属間化合物系傾斜機能材料の特性や品質を制御し,より望ましい性質をもつ安定した材料を供給することを見据え,半溶融加工下における加工温度を適切に制御することを目的とする基礎研究であった.傾斜機能材料そのものの性質のほとんどが未知であることから,従来知られている測定方法や解析方法の改良が必要であるし,半溶融加工後の材料特性も併せて検討する必要があった.平成23年度は,故障した計測機器の修理とデータ収集用コンピュータのプログラムの改良の後,傾斜機能材料の要素・構成材料としての実用化を見据え,材料の接触部に発生する摩擦・摩耗現象を明らかにすることを目的として実験を実施してきた.現有していた摩耗試験機に対して,購入した2次元レーザ変位センサを取り付けることによって,耐摩耗性の評価となる摩耗面の表面粗さを動的に計測できるようになっただけでなく,同時に試料の形状(動画像)と摩耗量(変位と質量)も測定できるようにシステムを改良した.
高濃度付活蛍光体の高輝度化

本研究は、発光イオンが一元鎖や二次元面に配置された特異な結晶構造を持つ化合物において高い輝度を持つ化合物を探索するとともに、発光イオン間の励起エネルギー移動に関する基本的な知見を得ることを目的としている。まず、モデル化合物として、希土類イオンが二次元面を形成している層状ペロブスカイト化合物における発光の濃度依存性を研究した。これらの化合物における濃度消光を、Eu^<3+>サイト間のパーコレーションモデルで説明し、励起エネルギー移動の機構を最隣接サイトの間の多極子位ー多極子相互作用であることを結論づけた。これらの結論より、アパタイト構造を持つGe化合物を合成した。この化合物における発光イオン間の距離はエネルギー移動の臨界距離に近く、それにより濃度消光を抑制し、市販の高輝度蛍光体を上回る輝度が得られた。また、我々が合成に成功した層状ペロブスカイトおよびGe酸化物の単結晶を育成し、その物性の評価を行った。単結晶は、構造決定および光学測定に利用可能な質の高いものであり、これは新規化合物群のレーザー材料など各種の光学材料としての潜在的な可能性を示すものである。また、発光イオンの低次元配置という対策が、一般的な設計指針としてすべてのタイプの蛍光体に適用できるかどうかを確認するために、結晶構造を構成する格子自体が発光する自己付活型蛍光体のAVO_3(A=K、Rb、Cs)に対して研究を行った。この化合物は、VO_4四面体の一次元鎖から形成されており、その鎖の間をアルカリ金属イオンが占めている。その結果、アルカリ金属のイオン半径が大きくなり鎖間の距離が遠ざかるにつれてバナジン酸塩からの発光輝度が高くなることから、この化合物においても低次元化が有効であることが確認された。このような分子設計の立場からの材料開発は、従来の蛍光体の研究には存在しなかった新しい考え方である。本研究は、発光イオンが一次元鎖や二次元面に配置された特異な結晶構造を持つ化合物において高い輝度を示す化合物を探索するとともに、高輝度の発現に有効な低次元配置と励起エネルギー移動の機構に関する基本的な知見を得ることを目的としている。まず、モデル化合物として、代表的な発光イオンである希土類のEu^<3+>イオンが二次元面を形成している層状ペロブスカイト化合物であるSrRE_2AL_2O_7,BaRE_2Ti_3O_<10>,RETa_3O_9そしてRbRETa_2O_7(RE=希土類)におけるEu^<3+>発光の濃度依存性を研究した。最も高い蛍光強度は、二つのタンタル化合物RETa_3O_9およびRbRETa_2O_7において観察された。これらの化合物における濃度消光は、ホスト格子註のEu^<3+>サイト間の二次元的な相互作用を持つパーコレーションモデルで説明できる。このモデルから、Eu^<3+>サイト間のエネルギー移動は、希土類副格子における再隣接サイトの間で多重極子-多重極子相互作用により起きるということが結論付けられた。この結果は、超交換相互作用が作用すると考えられていた従来の定説を覆すものであり、蛍光物質における励起エネルギー移動の機構の解明に寄与する重要な知見である。また、これらの結論より、VO_4四面体の一次元鎖からなるアルカリ金属バナジン酸塩AVO_3(A=K、Rb、Cs)を新しい高い輝度蛍光体の候補として選択し、蛍光特性を調査した。その結果、これらの化合物が優れた緑色発光を示すことを確認した。

本研究は、発光イオンが一元鎖や二次元面に配置された特異な結晶構造を持つ化合物において高い輝度を持つ化合物を探索するとともに、発光イオン間の励起エネルギー移動に関する基本的な知見を得ることを目的としている。まず、モデル化合物として、希土類のEu^<3+>イオンが二次元面を形成している層状ペロブスカイト化合物SrRE_2Al_2O_7、BaRE_2Ti_3O_<10>、RETa_3O_9そしてRbRETa_2O_7(RE=希土類)における発光の濃度依存性を研究した。これらの化合物における濃度消光は、Eu^<3+>サイト間のパーコレーションモデルで説明できる。このモデルから、Eu^<3+>サイト間のエネルギー移動は、最隣接サイトの間で多極子一多極子相互作用により起き、臨界距離は45Å程度であるということが結論づけられた。これらの結論より、アパタイト構造を持つゲルマニウム酸塩を合成した。この化合物における発光イオンのサイトにおける隣接距離は3.6および4.0Åと臨界距離に近く、励起エネルギーの回遊を抑制することができる。それにより濃度消光を抑制し、市販の高輝度蛍光体を上回る輝度が得られた。また、発光イオンの低次元配置という対策が、一般的な設計指針としてすべてのタイプの蛍光体に適用できるかどうかを確認するために、結晶構造を構成する格子自体が発光する自己付活型蛍光体のAVO_3(A=K、Rb、Cs)に対して研究を行った。この化合物は、VO_4四面体の一次元鎖から形成されており、その鎖の間をアルカリ金属イオンが占めている。その結果、アルカリ金属のイオン半径が大きくなり鎖間の距離が遠ざかるにつれてバナジン酸塩からの発光輝度が高くなることから、この化合物においても低次元化が有効であることが確認された。このような分子設計の立場からの材料開発は、従来の蛍光体の研究には存在しなかった新しい考え方である。本研究では、発光イオンが一次元鎖や二次元面に配置された特異な結晶構造を持つ化合物において高い輝度を持つ化合物を探索するとともに、発光イオン間の励起エネルギー移動に関する基本的な知見を得ることを目的としている。まず、モデル化合物として、希土類イオンが二次元面を形成している層状ペロブスカイト化合物における発光の濃度依存性を研究した。これらの化合物における濃度消光をEu^<3+>サイト間のパーコレーションモデルで説明し、励起エネルギー移動の機構を最隣接サイト間の多極子-多極子相互作用であることを結論づけた。これらの結論より、アパタイト構造を持つGe化合物を合成した。この化合物における発光イオン間の距離はエネルギー移動の臨界距離に近く、それにより濃度消光を抑制し、市販の高輝度蛍光体を上回る輝度が得られた。また、我々が合成に成功した層状ペロブスカイトおよびGe酸化物の単結晶を育成し、その物性の評価を行った。単結晶は、構造決定および光学測定に利用可能な質の高いものであり、これは新規化合物群のレーザー材料など各種の光学材料としての潜在的な可能性を示すものである。また、発光イオンの低次元配置という対策が、一般的な設計指針としてすべてのタイプの発光体に適用できるかどうかを確認するために、結晶構造を構成する格子自体が発光する自己付活型蛍光体のAVO_3(A=K,Rb,Cs)に対して研究を行った。
生体試料内の超微量の薬物および代謝物の分析のためのプラスチック抗体の調整と応用

粒子径単分散モレキュラーインプリントポリマーの調製は、テンプレート分子として(S)-ナプロキセンおよび(S)-プロプラノロールを用い、機能性モノマーとしてそれぞれ4-ビニルピリジンおよびメタクリル酸、架橋剤としていづれもエチレンジメタクリレートを用い、多段階膨潤重合法により行った。重合は、アゾビスジメチルバレロニトリルを開始剤として用い、50°Cで行った。表面親水化は、重合開始4時間後に過硫酸カリウム、グリセリンモノメタクリレート(GMMA)およびグリセリンジメタクリレート(GDMA)を70°Cで添加して行った。GMMA : GDMA=5:5において、BSAの回収率はほぼ100%であった。表面親水化を行った充填剤は、表面親水化を行わない充填剤と比較して、種々の化合物の保持時間が短くなる傾向を示したが、(S)-プロプラノロールは選択的に保持された。これらのことから、表面修飾によって粒子表面が選択的に親水化されていることが明らかとなった。さらに、(S)-ナプロキセンおよび(S)-プロプラノロールをインプリントしたポリマーをプレカラムとして用い、血清中のこれら薬物の直接注入分析を検討した。しかしながら、微量のこれら薬物の分析においては、テンプレート分子のポリマーからの溶出がおこり、微量のこれら薬物の分析には適用できなかった。そこで、類縁化合物である(S)-イブプロフェンあるいは(S)-ピンドロールをインプリントしたポリマーを用いる選択的濃縮を検討したところ良好な結果が得られた。現在、これら薬物および代謝物を含めた一斉分析を検討中である。粒子径単分散モレキュラーインプリントポリマーの調製は、テンプレート分子として(S)-ナプロキセン、機能性モノマーとして4-ビニルピリジン、架橋剤としてエチレンジメタクリレート、希釈剤としてトルエンを用い、多段階膨潤重合法により行った。また、比較のために表面親水化を行わないポリマーも同様に調製した。その結果、架橋剤であるエチレンジメタクリレートと希釈剤であるトルエンの量比を5:5(充填剤1)から7;3(充填剤2)に変化させることにより細孔径の異なる充填剤の合成を行った。表面親水化を行わない充填剤1および2からのBSAの回収率は10%および40%であった。次に、BSAの回収率の増加を目的として表面の選択的親水化を行った。表面親水化は、添加するGMMAおよびGDMAの割合を変化させて行った。GMMA:GDMA=5=5において、BSAの回収率はほぼ100%であった。表面親水化を行った充填剤は、表面親水化を行わない充填剤と比較して、種々の化合物の保持時間が短くなる傾向を示したが、(S)-ナプロキセンは選択的に保持された。さらに、(S)-ナプロキセンを添加した血清の直接注入分析を行った結果、血清由来のピークと(S)-ナプロキセンは良好に分離されており、血清試料の直接注入による(S)-ナプロキセンの分析の可能性が示唆された。以上の結果から、得られた充填剤は血清中の(S)-ナプロキセンの直接注入分析に適用可能であることが明らかとなった。粒子径単分散モレキュラーインプリントポリマーの調製は、テンプレート分子として(S)-プロプラノロール、機能性モノマーとしてメタクリル酸、架橋剤としてエチレンジメタクリレート、希釈剤としてトルエンを用い、多段階膨潤重合法により行った。

重合は、アゾビスジメチルバレロニトリルを開始剤として用い、50°Cで行った。表面親水化は、重合開始4時間後に過硫酸カリウム、グリセリンモノメタクリレート(GMMA)およびグリセリンジメタクリレート(GDMA)を70°Cで添加して行った。表面親水化は、添加するGMMAおよびGDMAの割合を変化させて行った。GMMA:GDMA=5:5において、BSAの回収率はほぼ100%であった。表面親水化を行った充填剤は、表面親水化を行わない充填剤と比較して、種々の化合物の保持時間が短くなる傾向を示したが、(S)-プロプラノロールは選択的に保持された。これらのことから、表面修飾によって粒子表面が選択的に親水化されていることが明らかとなった。さらに、前年度に調製した(S)-ナプロキセンおよび今回調製した(S)-プロプラノロールをインプリントしたポリマーをプレカラムとして用い、血清中のこれら薬物の直接注入分析を検討した。しかしながら、微量のこれら薬物の分析においては、テンプレート分子のポリマーからの溶出がおこり、微量のこれら薬物の分析には適用できなかった。そこで、類縁化合物である(S)-イブプロフェンあるいは(S)-ピンドロールをインプリントしたポリマーを用いる選択的濃縮を検討したところ良好な結果が得られた。現在、これら薬物および代謝物を含めた一斉分析を検討中である。
３Ｄエコーガイドによる心拍動下心臓内手術の基盤技術の確立

3Dエコーを用いて、心臓が拍動したまま心臓内の修復を行う技術を確立するための基礎研究として、3Dエコーで可視化しやすい手術器械の表面性状について検討を行った。11種類の素材を用いて、エコー画像の明瞭さ(斜めの場合も含め)を表面形状の顕微鏡画像と比較検討した。その結果、平滑な素材より、凹凸が多く粗造な表面形状の素材が、超音波の入射角度にかかわらず描出されやすいこと、同時にアーチファクトが少ないことがわかった。●3Dエコーの目としての役割3Dエコーによる描出の質を高めるために、どのような表面素材が適しているかを検討するため、さまざまな材質と表面性状のマテリアルを3Dエコーで観察しながら、超音波の入射角を変化させたときの結像の程度を評価した。また各素材をプレパラートとし、微細構造を撮影し、画像解析を行っている。これまでに、布様の表面性状の場合、入射角にかかわらず明瞭に描出され、しかもサイドローブアーチファクトが著しく減弱して盲点が最小限になることが判明している。一方、同じマテリアルであっても表面の形状により見え方が異なることを検証するため、最終的に手術器具として用いる可能性が最も高いステンレスを用いて検討することとし、平坦、一方向のみの矩形の溝構造、半円形の溝構造、2方向の溝構造などの形状を有するプレートを作成するため、現在3Dプリンター用に設計図を作るところまで進んでいる。これらのステンレスプレートが完成した段階で、エコーによる可視化の検討を行い、エコーを目とした操作に適した表面素材を決定する予定である。●モーターを用いた手術用アームの作成高知工科大学において、アームの作製に入っており、プロトタイプでモーターの大きさと出せる力との関係を評価し、その上で実現可能という確証を得た上で、小型化に向かって新たなアームを試作していく予定としている。体外循環を用いず、心臓を拍動させたまま心臓内の構造異常に対して修復操作を行うシステムを開発するための研究である。研究を2つの側面から進めている。まず、手術操作に用いる器具が3Dエコーで明瞭に描出できることが、手術操作を行うために必須である。明瞭に描出できる条件を探るため、種々の表面性状の素材を用いて、超音波ビームの入射角を90°0°に変化させたときの輝度の変化を測定した。素材により、また同一素材でも表面性状により輝度の変化が大きく異なることが判明した。この理由を明らかにするため、素材の顕微鏡用プレパラートを作製し、表面の形状を解析した。その結果、表面の凹凸が存在し、入射角が変化しても超音波ビームとの角度が90°近い部分の面積が入射角によって大きく変化しないものでは輝度の低下は少なく、逆に表面が比較的平坦で、入射角が変化すると90°近い反射面が著減するものでは、角度を変えると輝度が大きく低下することがわかった。後者では、3Dエコーで描出する際に、斜めになる部分の陰影が消失してしまう可能性が高く、手術操作のエラーを招きやすい。もう一つの研究は、対象を操作する際に抵抗がある場合、それを手元で感じることのできるシステムの開発である。共同研究者のグループでは、マスター・スレーブシステムを手術用の鉗子に適用して、試作品を作製した。まだサイズも大きく心臓内の操作で使用できるほどのコンパクトなものではないが、マスター側の操作が正確にスレーブ側に伝わること、スレーブ側で抵抗をかけたときにマスター側で抵抗を感じることができる、ということがわかった。エコーガイドで描出しやすい表面性状を決定するため、7種類の素材、11種類の表面性状の試料を用いて、エコーによる描出とその表面形状の分析を行った。その際、音響陰影については金属を用いる手術器械では宿命的なものであるため、入射角によって陰影が失われるecho dropoutおよびアーチファクトであるside lobeについての検討を行った。11種類の表面性状が示すエコー描出の程度はさまざまであり、echo dropoutと表面形状の関連を検討した結果、入射角が小さいときの有効反射面が急速に小さくなる形状においてecho dropoutが起こりやすいことが明らかとなった。また、side lobeについては、反射強度が主たる因子と予想していたが、結果はそれとは異なり、上記と同様に入射角が小さくなるときの有効反射面の減少の程度がside lobeの面積に影響することが明らかとなった。一方、side lobeの輝度は、すべての素材、すべての表面性状を通じてほぼ一定であり、これは当初の予想とは異なる新たな治験であった。これらの結果をまとめ、論文化し、現在投稿中である。また、上記の結果を受け、今後上記条件に適った表面性状を3Dプリンターで作製して、それを手術機会の表面にコーティングすることにより、エコーガイドの手術操作の実施にステップを進める予定である。研究を進めるにあたり、研究のみの単独活動ではなく学生教育の一環としての研究コースの学生のテーマとしてこの研究を進めてきた。研究者のペースで無理やり牽引して単なるラボランチンとすることを避け、学生からのアイデア、発案も交えながら、また測定に関しても極力彼ら自身の手によって工夫しながら行うことを優先したため、ペースが遅くなってしまった面は否めない。ただ、このことによって卒前から学部学生がこのような研究において自ら考え、自ら手を動かす経験をしたことで、将来彼らがリサーチマインドを持った時点で研究を遂行する能力を若いうちから少しでも高めることができたのではないかと考えている。3Dエコーを用いた心臓内手術を行うにあたって、エコーで描出されやすい(エコードロップアウトやサイドローブが軽微)

な表面素材、性状を決定するための基礎研究を行った。11種類の素材を用いて3Dエコーで描出しながら入射角を0度から90度に増やしたときの、3D画像における輝度の低下を測定した。同じ素材を用いて、表面形状を調べるためプレパラートを作製して、光学顕微鏡画像を撮影し、各入射角における有効な反射面の大きさの変化を測定した。加えて、各素材における入射角10度のときのサイドローブの輝度と大きさを検討した。エコー輝度は、入射角度の増大に伴っていずれの素材においても低下を示したが、その程度は、大きく1急峻型、2中間型、3緩徐型の分類された。表面形状における有効反射面積の変化をこのデータと比較検討したところ、1、2、3の順に有効反射面積の減少度合いが相関していた。すなわち、入射角度が大きくなっても超音波を有効に反射する面積が減少しない表面形状(なめらかで深い凹凸がある形状)が、大きな入射角でもエコーで明瞭に描出できる輝度を保つことがわかった。具体的には、和紙やフェルトの素材であった。また、3Dエコーで描出するときに毛羽立ちを起こして不明瞭な描出の原因となるサイドローブに関しては、当初入射角0度のときの輝度の絶対値に相関すると考えていたが、予想に反し、3緩徐型の素材がもっともサイドローブの面積が小さく、2急峻型の素材では面積が多いことがわかった。これらの結果から、3Dエコーで描出しながら心臓手術を行うための手術器械の表面の素材としては、大きな入射角度まで有効反射面積の減少しにくい形状のものがよいと考えられた。今後、その結果をもとに、3Dプリンターで形状を作製していく予定である。3Dエコーを用いて、心臓が拍動したまま心臓内の修復を行う技術を確立するための基礎研究として、3Dエコーで可視化しやすい手術器械の表面性状について検討を行った。11種類の素材を用いて、エコー画像の明瞭さ(斜めの場合も含め)を表面形状の顕微鏡画像と比較検討した。その結果、平滑な素材より、凹凸が多く粗造な表面形状の素材が、超音波の入射角度にかかわらず描出されやすいこと、同時にアーチファクトが少ないことがわかった。手術器具の可視化に関する研究では、予想に近い結果が得られ、理論的な裏付けを得ることができた。この結果を踏まえて、最終段階に進めたい。マスター・スレーブシステムを用いた手術器械の開発は、試作品を作成する段階まで進めることができ、これからそれを改良する段階に入る。少し遅れ気味ではあるが、かなり明瞭な結果を得ることができ、現在それをまとめて英文の原著論文として投稿中である。これを一つのステップとしながら、さらに、これまでの結果から得られた情報を元に、エコー描出に適した表面素材の条件をもつコーティング材料を3Dプリンターで作製して、それを貼付した機械を用いて実際の手術操作をex vivoで行う段階に移りたいと考えている。研究で得られた知見は、現在原著論文(英文)を作製して投稿し、査読中である。心臓血管外科3Dエコーによる描出に適した表面性状が明らかになったため、3Dプリンターを用いて適した表面性状の膜を作製し、それを従来の手術機械に貼り、3Dエコーガイド下で種々の手術操作を試みる。
世界遺産地域における自然と文化の統合とコミュニティの役割に関する研究

20162017年度に聞き取り調査を行った世界自然遺産地域(屋久島、白神山地、知床、小笠原諸島)について、テープ起こしをもとに、それぞれの地域で、世界遺産とコミュニティとの関係に関して何が問題となっているかを分析した。1993年に世界遺産に登録された屋久島、白神山地においては、原生林の保護をはじめとする自然保護に重点がおかれてきた一方で、地域コミュニティが育んできた伝統的文化の喪失が課題となっており、自然遺産における文化的価値をどのように位置付け、いかに自然と文化の両立を図るかが課題となっていた。2005年に世界遺産となった知床、2011年に世界遺産となった小笠原諸島では、登録時の課題(知床ではダムの撤去など海と陸との生態系の連続性、小笠原諸島では固有種を脅かす侵略的外来種の駆除や新たな侵入・拡散防止)が引き続き問題となっていたほか、知床では昆布漁をはじめとする人の営みと世界遺産との関係、ヒグマをはじめとする野生生物と人との共存、小笠原諸島では飼い猫をはじめとするペットの適正管理への島民の参加、また両方の地域で国立公園の適正利用のためのビジターコントロールなどの課題がコミュニティの関心事となっていた。また世界遺産管理にあたっては、1993年に登録された屋久島、白神山地では国、県、町村などの行政が中心となっているのに対して、2005年以降に登録された知床、小笠原諸島においては、行政のみならず、観光、農林水産業、自然保護団体など、様々なセクターが参加した会議体が、コミュニティの参加にとって重要な役割を果たしていることが明らかとなった。国内の世界自然遺産地域4箇所(屋久島、白神山地、知床、小笠原諸島)のうち、1993年に世界遺産に登録された屋久島、白神山地に重点を置いて、行政関係者、自然保護団体、自然ガイド、地域住民等への聞き取り調査を行った。知床、小笠原諸島については、行政関係者、自然ガイド等に予備的な聞き取り調査を実施した。また合わせて、世界自然遺産に登録されていない国立公園(上高地、日光、箱根)についても、世界自然遺産地域と比較するための調査を実施した。屋久島については、2016年12月2127日の7日間、屋久島の永田、一湊、宮之浦、安房の各集落において、行政関係者等4名、世界遺産地域科学委員3名、自然保護団体等5名、自然ガイド3名、合計15名から聞き取りを行った。屋久島における人と自然との関係性について時系列的に整理するとともに、世界遺産地域における利用調整・保全協力金、世界遺産及び周辺地域における岳参り・里めぐりツアー、シカ対策、世界遺産登録後の意識の変化等について課題整理を行った。白神山地については、2017年3月2029日の10日間、青森県津軽郡西目屋村、鰺ヶ沢町において行政関係者2名、自然保護団体1名、自然ガイド(マタギ)2名、地域住民130名に聞き取り調査を行った。主に世界遺産周辺地域において、世界遺産登録後の住民の関心の変化、自然的価値と文化的価値の双方に対する関心などについて課題を整理した。知床については、2016年10月610日の5日間、北海道斜里町、羅臼町において、行政関係者、自然ガイドに予備的な聞き取り調査を行った。小笠原諸島については、2016年8月2328日の6日間、東京都小笠原村において。行政関係者、自然保護団体、自然ガイドに予備的な聞き取り調査を行った。日光、箱根、上高地については、2016年9月10月に、ビジターセンターを訪れる利用者に聞き取り調査を行った。国内の世界自然遺産地域については、1993年に登録された屋久島、白神山地に重点を置いた聞き取り調査を行い、世界遺産登録以前の自然保護問題から世界遺産登録後の人と自然の関係の変化に至る時系列的な課題整理ができた。知床、小笠原諸島については予備的な調査を通じて、ステークホルダーの整理ができたことから、平成29年度において屋久島、白神山地と同様の調査が可能であると考えている。国内の世界自然遺産地域4箇所(屋久島、白神山地、知床、小笠原諸島)のうち、1993年に世界遺産に登録された白神山地、2005年に登録された知床に重点をおいて、行政関係者、自然保護団体、地域住民等への聞き取りを行った。白神山地については、平成29年6月16日18日の3日間、昨年度実施できなかった秋田県側の八峰町において行政関係者、自然ガイド、地域住民等への聞き取り調査を行った。知床については、平成29年7月17日8月18日の32日間、斜里町の行政関係者、自然ガイド等の聞き取り調査を行うとともに、羅臼町では行政関係者の他、観光協会、昆布漁師に重点をおいて聞き取り調査、参与観察を行った。平成29年9月30日、10月23日筑波大学つくばキャンパスにおいて、岩井雪乃(早稲田大学)、鬼頭秀一(星搓大学)等の専門家を招いて、世界遺産地域をはじめとする保護地域とコミュニティの関係に関する研究会を開催した。11月24日筑波大学東京キャンパスにおいて、知床、白神山地、屋久島、奥日光、伊豆沼・内沼ラムサール湿地、綾・みなかみユネスコエコパーク、伊豆大島・筑波ジオパーク、牛久自然観察の森、東京港野鳥公園等において、保護地域とコミュニティとの間に立っている実務家を招聘し、地域に根ざした自然保護ワークショップを開催した。

研究結果は、論文として関連学会の学会誌への投稿を予定しており、また地域に根ざした自然保護ワークショップの結果は、冊子として印刷し、出席者をはじめとする関係者に配布した。国内の世界自然遺産地域においては順調に聞き取り調査が実施された。また、国内の世界自然遺産地域をはじめとするさまざまな保護地域関係者を招き、保護地域とコミュニティとの関するワークショップが開催できたことから、本研究は、おおむね順調に進捗していると判断される。20162017年度に聞き取り調査を行った世界自然遺産地域(屋久島、白神山地、知床、小笠原諸島)について、テープ起こしをもとに、それぞれの地域で、世界遺産とコミュニティとの関係に関して何が問題となっているかを分析した。1993年に世界遺産に登録された屋久島、白神山地においては、原生林の保護をはじめとする自然保護に重点がおかれてきた一方で、地域コミュニティが育んできた伝統的文化の喪失が課題となっており、自然遺産における文化的価値をどのように位置付け、いかに自然と文化の両立を図るかが課題となっていた。2005年に世界遺産となった知床、2011年に世界遺産となった小笠原諸島では、登録時の課題(知床ではダムの撤去など海と陸との生態系の連続性、小笠原諸島では固有種を脅かす侵略的外来種の駆除や新たな侵入・拡散防止)が引き続き問題となっていたほか、知床では昆布漁をはじめとする人の営みと世界遺産との関係、ヒグマをはじめとする野生生物と人との共存、小笠原諸島では飼い猫をはじめとするペットの適正管理への島民の参加、また両方の地域で国立公園の適正利用のためのビジターコントロールなどの課題がコミュニティの関心事となっていた。また世界遺産管理にあたっては、1993年に登録された屋久島、白神山地では国、県、町村などの行政が中心となっているのに対して、2005年以降に登録された知床、小笠原諸島においては、行政のみならず、観光、農林水産業、自然保護団体など、様々なセクターが参加した会議体が、コミュニティの参加にとって重要な役割を果たしていることが明らかとなった。平成29年度は、知床、小笠原諸島において、平成28年度、屋久島、白神山地で行ったような調査を実施するとともに、平成30年に世界自然遺産登録を目指している、奄美・徳之島・沖縄北部・西表島においても、登録前の地域住民の意識調査を実施する予定である。国立公園、ユネスコエコパークとの比較に関しては、平成29年11月に筑波大学において、シンポジウムを開催し、それぞれの関係者との意見交換を実施する予定である。2018年7月に世界自然遺産に登録される予定である奄美・徳之島・沖縄北部・西表島における聞き取り調査を実施するとともに、知床等の既存の世界自然遺産においても補足的な調査を実施する。2016-2018年の3年間の調査結果をもとに、世界遺産地域における自然的価値と文化的価値の統合、世界遺産地域におけるコミュニティの役割に関する研究結果を、関連学会において発表するとともに、論文として学会誌に投稿する。平成29年3月末に実施した白神山地における住民意識調査が順調に進んだため、調査日程が1日短くなり旅費に余剰が生じたため。(理由)平成29年度に予定していた奄美・徳之島・沖縄北部・西表島の聞き取り調査が、平成30年度にずれ込んだため。(使用計画)平成30年度には、予定していた聞き取り調査を実施し、繰り越し額を使用する計画である。平成29年度、知床、小笠原諸島について再調査を行うとともに、奄美・徳之島・沖縄北部・西表島世界自然遺産候補地の調査を行うため、それに充当する。
地域社会型農業の形成展開に関する比較研究-日本・ヨーロッパ・アジアを対象に-

日本、アジア、ヨーロッパの地域社会型農業の形成と展開に焦点を当て、現代社会の質的転換の中での農業や農村のそれ自体の変質とその役割と可能性について分析を行った。1.日本について。近年の食をめぐるさまざまな問題と関連付けながら、産業型農業から生活型農業への転換を展望し、同時に食品安全に関する政策の転換についても分析を行った。食品の安全性に関する事件の発生は時代的な必然としつつ、従来の政策の枠組みの中に位置づけられてこなかった生活型農業の今後の展開が、女性、新規就農者、高齢者の取組みなどの形で農業生産の現場では見られることを指摘した。また、農薬問題と関連付けながら、食の安全を守る際の、農業生産と食品消費とのつながりが重要であることを指摘した。そこから産消提携の取組みや地産地消活動を分析し、その役割の重要性を指摘した。2.東アジア、特に中国と韓国について。中国東北部や韓国における稲作と日本の稲作の歴史的関連や近年の貿易をめぐる動き、中国黒龍江省でみられる朝鮮族による自生的な稲作農業の発展などを分析し、これら地域では地域自給の基礎として、稲作が重要であることを示した。3.ヨーロッパについて。日本の中山間地域政策との比較の中で、ヨーロッパの条件不利地域政策について分析した。そこでは、ヨーロッパで新しい農村ガバナンスのあり方が生まれつつあり、公的部門、私的部門とコミュニティーとの間で形成されるパートナーシップシステムが鍵となっており、持続的で活力ある農業と内発的地域発展のため、それぞれのセクターのメリットを融合し、欠点を補完していく試みが行われていることを明らかにした。現代社会の質的転換の中での農業や農村のそれ自体の変質とその役割と可能性について、調査・分析を行った。1.日本について。循環型社会のあり方と関連付けながら、農業・農村のあり方について分析した。特に、生ごみのリサイクルをめぐる都市と農村との関係に着目し、皮相な運動を批判し、事後モニタリングの実施・継続など、解決しなければならない課題を指摘した。また、近年の食の安全性や食文化に関する議論とのかかわりの中で、同じく今後の農業・農村の役割について分析を行った。そこでは原産地などの表示や農薬の問題、食と農業・自然のあるべき姿について論じた。さらに、地産地消の動きについて、地方自治体農政との結びつきに着目し、その背景と意義を明らかにした。そこでは、新基本法のインパクト、産業主義的農政推進の行き詰まり、地域社会における地産地消への機運の高まりなどが重要な役割を果たしていると指摘した。加えて、日本の中山間地域を対象とした政策に関する分析も行い、さらに、協同組合との関連の中で今後の農業・農村の可能性やあり方を探るため、会津地方などをフィールドとして現地調査を行った。2.ミャンマーについて。現地調査を行い、当地の農業・農村の実態や、その住民の生活や地域社会のありようについて資料・情報を収集した。それをもとに今後分析を進めていく。3.イギリス・フランスについて。本年度は、主として、文献やインターネットによって、地域社会と農業・農村の関連やその役割と可能性について情報を広く収集した。これをもとに、来年度、現地調査を行う予定である。まず、日本について。地域農業・地域生活のあり方と関連付けながら、農業協同組合の役割と今後の展望について分析した。特に農業組合の、事業、運動、組織のそれぞれのあり方が、かなり明確に社会と不接合になり、しかもその不接合は急速に広がり深まっているという点を指摘し、組合員と地域住民の共同活動の場として、組織として再生を図っていくことの必要性と、そうしたことが、農協が存亡の危機から脱し、経済事業についても活力を取り戻していく本道であることを明らかにした。加えて、協同組合と今後の農業・農村の可能性やあり方を探るため、鹿児島、愛媛などをフィールドとして現地調査を行い、さらに、日本の中山間地域を対象とした政策に関する分析も行い、農業・資源管理の担い手問題などについて明らかにした。ドイツについて。自然環境保全、農業振興、生活環境整備、地域経済の発展を統一的に行った総合的な農村構造改善事業の事例を取り上げ、わが国の農村地域の開発・整備に対する示唆を示した。フランスについて。右派政権への交代により、地域農業と地域環境の調整のための重要なツールとして期待されていたCTEの停止と現在の状況、新しく登場するべき制度の構築状況について、情報を収集し、特にそこでは手続きの簡略化が重要視されているとともに、地域環境保全の観点からは、こうした政策の変更は好ましくないであろうことを明らかにした。1.日本について。

中国東北部や韓国における稲作と日本の稲作の歴史的関連や近年の貿易をめぐる動き、中国黒龍江省でみられる朝鮮族による自生的な稲作農業の発展などを分析し、これら地域では地域自給の基礎として、稲作が重要であることを示した。3.ヨーロッパについて。日本の中山間地域政策との比較の中で、ヨーロッパの条件不利地域政策について分析した。そこでは、ヨーロッパで新しい農村ガバナンスのあり方が生まれつつあり、公的部門、私的部門とコミュニティーとの間で形成されるパートナーシップシステムが鍵となっており、持続的で活力ある農業と内発的地域発展のため、それぞれのセクターのメリットを融合し、欠点を補完していく試みが行われていることを明らかにした。
マルチキャスト指向次世代超高速光ネットワークの構成方式

1.光マルチプレクサ設計出力バッファ付きのN対1光マルチプレクサをエミュレートするために,光バッファのないSDL(Switch and Switch and fiber Delay Lines)を用いたマルチステージ・フィードフォワード型ネットワークの構成を研究した.最初に,光信号の競合が発生しない条件を満たすSDL数の上界値を導出した.次に,SDL数の下界値を導出するフレームワークを開発した.さらに,これらの結果を,出力バッファスイッチのN対Nフィードフォワード構成に適用した.シミュレーションと性能比較により,フィードフォワード型のSDLマルチプレクサと出力バッファスイッチの両方において新たに導出した上界,下界値を用いることにより,従来と同レベルの性能を保ちながら,ハードウェアコストを大幅に削減可能なことを明らかにした.2.光スイッチ設計AWG(Arrayed waveguide grating)は,スイッチ速度が速く,大規模スイッチにも拡張可能で,消費電力も小さいため,高速・大容量の波長分割多重スイッチを構成する有望な技術である.AWGの高速性を十分に活かすために,AWGを用いる大規模スイッチのルーティング制御はできるだけ単純である必要がある.我々は,0(1)の自己ルーティングが可能なAWGスイッチ構成を研究し,波長から波長,および,波長からファイバの両リクエストモデルに対して,ノンブロッキング特性を保証可能な新たな自己ルーティング型AWGスイッチ構成を提案した.さらに,提案したスイッチ構成に対して,ブロッキング特性,ハードウェアコスト,クロストーク性能などを解析し,従来のスイッチ構成と比較した.これにより,提案したスイッチ構成は,近未来の超高速全光パケット/バーストスイッチの実装と設計に非常に有用であることを示した.近年,動画配信やユビキタス情報通信などの普及により,刻一刻と増大する膨大な通信要求のため電子的スイッチによるパケット処理の限界が見えてきており,次世代高速オプティカル・ネットワークの実現が望まれている.本研究では,光スイッチによる光クロスコネクトOXC,波長多重伝送方式WDM,光バースト通信やマルチキャスト通信からなる次世代超高速光ネットワークの構成方式の詳細な検討を行った.先ず,クロストークフリーを実現する再帰構造型多段結合型スイッチ方式について性能評価を行い,スイッチ数や少ないロスで大規模光スイッチを実現できることを明らかにした.また,実用化を考慮したLogN型スイッチ方式のブロック率,クロストーク,スイッチ損失やルーティングの性能評価を行い,非常に小さいブロック率やスイッチ損失で自己経路選択が可能になることを示した.更に,クロストークフリーを実現するため複数のLogN型スイッチをスタック化したマルチLogN型スイッチ構成方式において,負荷分布解析によるハードウェアコストの評価を行い,接続要求に対する負荷分散に着目することにより,従来方式よりハードウェアコストを少なくできる方式を見出した.次に,次世代超高速ネットワークとして期待されている光パケットスイッチ方式について検討した.本研究では,多段光スイッチとファイバ遅延線FDLを基本構成とする共有バッファ方式の光パケットスイッチ構成方式を考案し,その性能について詳細に検討した.その結果,光スイッチや総ファイバ遅延線を少なくできる方式であり,パケット伝送順序を変更しないでスイッチングでる光パケットスイッチであることを明らかにした.1.光マルチプレクサ設計出力バッファ付きのN対1光マルチプレクサをエミュレートするために,光バッファのないSDL(Switch and Switch and fiber Delay Lines)を用いたマルチステージ・フィードフォワード型ネットワークの構成を研究した.最初に,光信号の競合が発生しない条件を満たすSDL数の上界値を導出した.次に,SDL数の下界値を導出するフレームワークを開発した.さらに,これらの結果を,出力バッファスイッチのN対Nフィードフォワード構成に適用した.シミュレーションと性能比較により,フィードフォワード型のSDLマルチプレクサと出力バッファスイッチの両方において新たに導出した上界,下界値を用いることにより,従来と同レベルの性能を保ちながら,ハードウェアコストを大幅に削減可能なことを明らかにした.2.光スイッチ設計AWG(Arrayed waveguide grating)は,スイッチ速度が速く,大規模スイッチにも拡張可能で,消費電力も小さいため,高速・大容量の波長分割多重スイッチを構成する有望な技術である.AWGの高速性を十分に活かすために,AWGを用いる大規模スイッチのルーティング制御はできるだけ単純である必要がある.我々は,0(1)の自己ルーティングが可能なAWGスイッチ構成を研究し,波長から波長,および,波長からファイバの両リクエストモデルに対して,ノンブロッキング特性を保証可能な新たな自己ルーティング型AWGスイッチ構成を提案した.さらに,提案したスイッチ構成に対して,ブロッキング特性,ハードウェアコスト,クロストーク性能などを解析し,従来のスイッチ構成と比較した.これにより,提案したスイッチ構成は,近未来の超高速全光パケット/バーストスイッチの実装と設計に非常に有用であることを示した.
歯の移動時の歯根吸収発現に対する歯髄組織反応の影響と抗炎症剤の抑制作用の検討

ヒト培養歯髄細胞に機械的な負荷を加えると、炎症性サイトカインや破骨細胞分化誘導因子が出現することが明らかとなった。7週齢雄性ラットを用いた実験では、有髄群と歯内療法処置群において歯の移動量・歯根吸収量・破歯細胞数の発現について検討を行った。歯の移動量は両群間で差は認められなかった。歯根吸収量・破歯細胞数の発現についてはいずれも有髄群が優位に大きな値を示した。さらに、有髄群において抗炎症剤投与群と非投与群において歯の移動量・歯根吸収量・破歯細胞数の発現について検討を行った。実験1では、矯正歯科治療により抜去を行った小臼歯より歯髄組織を摘出し、培養後Flexercell stain unitを用いて、1分間に30のサイクルで10kPaの陰圧を24時間負荷した。伸展刺激負荷後、炎症性サイトカイン(IL-1β, TNF-α)および、吸収性細胞分化誘導因子(RANKL, M-CSF)の遺伝子およびタンパク発現様相の観察を行った。また、当初の計画にはなかったが、動物実験を行う前段階として、同様の条件下で抗炎症薬を付加したものの上記サイトカインにおける遺伝子およびタンパク発現様相の観察を行い、付加していない場合との比較を行った。結果、炎症性サイトカインおよび吸収性細胞分化誘導因子の遺伝子およびタンパク発現はいずれも陰圧を負荷することで発現が上昇した。さらに、その発現は抗炎症剤を投与することで有意に抑制された。また、抗炎症剤の濃度依存的に発現抑制が確認された。現在、実験2を行っており、7週齢Wistar系雄性ラットの上顎第一臼歯をクローズドコイルスプリングを用いて、右側を歯内療法処置群、左側を有髄群とし、10gおよび50gの力で近心に移動させている。実験期間は一か月間とした。加えて、抗炎症薬を投与する群を設定し、同様に10gおよび50gの力で上顎第一臼歯を近心に移動させている。実験期間終了後、各々の群の根尖部における歯根吸収率、歯の移動状況、破歯細胞の発現様相および炎症性サイトカインおよび、吸収性細胞分化誘導因子の発現様相を観察する予定である。また、実験3の歯の移動時における歯根吸収に及ぼす抗炎症剤の効果を検証するため、広島大学病院を受診し、マルチブラケット装置により治療を行う患者を対象として調査を行うよう準備を進めている。実験1で使用する抜去歯より得た歯髄組織の培養に時間を要し、加えて、当初の計画にはなかった実験項目を追加したため、細胞実験は当初の計画よりやや遅れてしまっている。しかしながら、実験2の動物実験においては、計画どおり進んでおり、順調に成果が得られるものと推測している。平成28年度は実験2の動物実験を主に行った。実験には7週齢雄性ラットを用いた。上顎切歯-第一臼歯間にクローズドコイルスプリングをセットし(10gおよび50g)、切歯を固定源として第一臼歯を近心に傾斜させ、実験モデルとした。片側を実験群(歯内療法処置群)、反対側を対照群(有髄群)とし、実験期間は1か月間とした。脱灰後ミクロトームにて厚さ5μmの矢状断連続切片を作製し、染色を施した。1歯の移動量については、各群における第一臼歯の移動距離を、矯正用ノギスを用いて計測した。10g群・50g群いずれも実験群、対照群ともに有意な変化は認められなかった。2歯根形態の変化について検討を行ったところ、10g群・50g群いずれも対照群では実験群に比べて優位に大きな歯根吸収が認められた。また、対照群においては50g群が10gに比べ優位に大きな歯根吸収量を示したが、実験群では力の差による吸収量の差は認められなかった。3破歯細胞数の計測では、切片にTRAP染色を施し、光学顕微鏡にて根尖部1/3に存在するtrap陽性の多核細胞を破歯細胞とし、破歯細胞数を算定した。10gと50g、いずれの牽引力においても対照群に出現する破歯細胞数が有意に大きな値を示した。4骨吸収マーカーであるRANKL、M-CSF及び炎症性サイトカインであるIL-1β、TNF-αの免疫染色の結果では、いずれにおいても根尖部周囲に発現が認められたのに対し、歯根中央部、および歯冠部歯髄組織ではその発現は認められなかった。根尖部を強拡大にしてさらに詳しく観察したところ、対照群では発現している細胞が認められたが、実験群には認められなかった。10g群においては根尖部においてもあまり発現は認められなかったが、50g群では多数の陽性細胞が認められた。

歯の移動量は両群間で差は認められなかった。歯根吸収量・破歯細胞数の発現についてはいずれも有髄群が優位に大きな値を示した。実験2の歯髄組織の有無が、実験的な歯の移動時における歯根吸収に及ぼす影響についての検討で、抗炎症薬を加えた群における歯の移動量、歯根吸収量および炎症性サイトカイン(IL-1β, TNF-α)、吸収性細胞分化誘導因子(RANKL, M-CSF)についての検討を行うよう準備を行っている。矯正歯科実験1の細胞培養に時間を要したため、実験を行うのに必要な抗体等の購入が当初の計画より遅れたため、次年度使用額が生じた。現在、実験1で使用する抗体やタンパク発現を検出するのもを発注し、経費を使用していく予定である。
感覚運動情報と言語間の相互変換モデルによる行為知能と対話知能の融合

ロボットが人間と協調してタスクを遂行するためには,センサ情報を認識し適切にアクチュエータを駆動するための行為を司る知能と,状況に応じて質問・確認・提案などを行う対話を司る知能の統合が必要となる.本研究では感覚運動パターンを幾何学的な位相空間で抽象化する手法と,タスクを遂行可能な可能性を確率的に評価する確率モデルを統合することで,動作の計画問題と対話の制御問題を融合して解決できる知能アーキテクチャを実現した.ロボットが人間と協調してタスクを遂行するためには,センサ情報を認識し適切にアクチュエータを駆動するための行為を司る知能と,状況に応じて質問・確認・提案などを行う対話を司る知能の統合が必要となる.本研究では感覚運動パターンを幾何学的な位相空間で抽象化する手法と,タスクを遂行可能な可能性を確率的に評価する確率モデルを統合することで,動作の計画問題と対話の制御問題を融合して解決できる知能アーキテクチャを実現した.1)連続量の感覚運動情報と離散的言語表現の相互変換モデルの構築従来までに提案してきている,運動パターン情報を原始シンボル空間と呼ばれる幾何学的抽象化空間に射影する数理手法を利用して,「歩行と走行の中間的な動作」「歩いていたが次第に走り出した」というように動作情報と言語的表現の相互変換モデルを構築した.具体的には,具体的には運動パターンだけでなく,視覚,視線圧触覚,聴覚などの多種多様な感覚情報を含めた複雑な感覚運動パターンのシンボル表現を確立するための拡張を行った,また,原始シンボル空間内での状態点の内分・外分操作によって,感覚運動パターンの内挿・外挿操作を行う数理手法を開発することで,限られた個数の有限の基本動作パターンから半無限の種類の動作パターンを表現することが可能となる手法を提案した.2)ユーザからロボットへの指示に基づくリアルタイムで効率的な行動学習法の確立ロボットが実世界を理解するための画像情報や対象物までの距離等の不確実なセンサ情報と,ユーザから教示される適切な行動をベイジアンネットと呼ばれる確率的情報モデルを用いて表現し,逐次的学習に基づいてセンサ情報から適切な行動をリアルタイムに推定する手法を提案した.特に,刻一刻と変化していく環境条件の変動やユーザの意図の変動に素早く追従して逐次学習を遂行するために,学習サンプルデータの重要性をベータ分布およびディリクレ分布を用いて評価する手法を考案し,重要な学習サンプルのみを採用することで効率性の高い,リアルタイムの逐次学習を実現した.さらにこの学習法を効率よく開発・評価するための仮想環境モデルの構築を行った.言語表現と全身運動動作パターンの相互変換モデルの有効性を確認するための評価実験として、ロボットが人間に対して動作パターンを教示するタスクをターゲットとし、動作パターンの直接提示および言語表現による説明、の二つの情報が果たす役割を考察することとした。そのための準備として、360度の周囲をスクリーンで囲まれ、かつ、その空間内で被験者の動作計測を行うことのできるデバイスを構築した。この空間内でテニスのスイング動作を対象として動作教示を行い、初心者の動作と対象となる手本動作の違いを原始シンボル空間法と呼ばれる、時系列動作パターンの幾何学的抽象化表現を用いて表現した。その結果、動作の差異は原始シンボル空間の中の空間的位置の差として表現され,修正するべき動作の差分を空間内におけるベクトルとして表現することが可能となった.初心者にとって習得が難しい動作が対象となった場合には,このベクトルと反対方向のベクトルを対象動作の点に作用させることで,習得が難しい動作の差分を協調するような動作提示が可能となった.また一方で,複数のロボットエージェントがお互いに動作を行いつつ,言語表現でコミュニケーションを行う身体的・社会的な相互作用を行う仮想実験を通じて,大規模・長時間のインタラクションに基づく言語表現と身体運動のマッピングの獲得実験を行うために,身体運動の力学,視聴触覚の感覚,物理的制約に支配された限定的なコミュニケーション,の3点を融合可能なシミュレータを開発した.このシステムで2体のロボットがコミュニケーションする実験を行うための基本システムの実装を行った.このシミュレータを利用し,言語と動作を融合した動作の教示が有効であることを確認した.行為知能と対話知能の融合に向けて,ユーザの取る行動の観察に基づいてその行動戦略を学習するロボットにおいて,ユーザへの質問や確認などの発話行為と,ロボット自身の行動決定の双方を同時にプラニングすることのできる手法をBayesian Networkに基づいて構築した.具体的には,移動ロボット上での複数のセンサ情報とロボットの移動方向の間の関係をBayesian Networkで表現し,センサ情報に応じて取るべき移動方向の推論を,確率値と確信度の双方で評価した.確信度の高低による発話行為の制御し,確率値の高低による移動方向の制御で行為知能と対話知能の融合に対する基盤を構築した.特に,ユーザとの対話経験が十分に蓄積されていない際には,確信度が低い傾向が高く,自律行動の決定より先に質問や確認が出力されてしまう問題点があったため,これを防ぐためにディリクレ分布によって確信度を評価する手法を導入し,学習が開始された直後の経験が不足している状況においても,適切に発話行為と自律行動の決定が融合されることを,実際の移動ロボットを遠隔操作するアプリケーションを通じて確認した.

一方で,人間の全身運動パターンと言語表現との相互変換モデルでは,運動パターンの変化とその言語的な表現を,原始シンボル空間法と呼ばれる手法で1つのパラメータで記述する手法を考案した.この手法では,時系列運動パターンを位相空間上の状態点として表現し,複数の運動パターン間の関係を位相構造で表現する.ロボットが人間にある動作を教示する際に,動作の提示と言葉による二つの表現を統合させて教示する状況を設定し,人間の行った実演に間違いがあった場合に,その問題の箇所を強調して修正すべき度合いを位相空間上の実演動作と目標動作間の距離で計測し,その距離を,「もっと」や「ちょっと」という修正度合いを表す言語表現の生成と,修正に必要となる強調運動の生成の双方に用いる手法を提案し,被験者実験を通じてその有効性を確認した.