hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低酸素腫瘍に対する新たな治療戦略の構築

この研究は、多種の担癌モデル動物においてエリブリンが腫瘍内低酸素状態の改善に寄与する薬剤であるとのProof of Concept(POC)取得を行う「1小動物PET、オートラジオグラフィー(ARG)、病理との対比によるPOC取得」と患者を対象に腫瘍の低酸素状態を評価し、エリブリンが腫瘍内低酸素状態の改善に寄与する事を探索的に評価する「2臨床でのPOC取得の為の探索的検討」の2つのサブ研究に分かれており、それぞれの進捗状況につき記述する。1小動物PET、ARG、病理との対比によるPOC取得エリブリンと放射線の治療評価のための乳がんモデルとしてMDA-MB-231移植腫瘍モデルを樹立した。本モデルにおいて[18F]FMISOによる低酸素描出が可能かどうかを検討し、小動物用PET-CTにより腫瘍への[18F]FMISO集積が認められたことを確認した。エリブリンについては、製薬会社との原体提供契約を締結し、動物実験に必要な量を確保できた。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討平成30年10月16日研究開発振興課事務連絡事項や共同研究者・臨床研究事務局との話し合いの結果、まず、エルブリンの薬事承認が下りている再発乳癌・悪性軟部腫瘍で臨床研究非該当のいわゆる観察研究を行うこととなった。本臨床研究の実施・管理に関する標準業務手順書(モニタリングに関する標準業務手順書・データマネジメントに関する標準業務手順書・統計解析計画書等)の作成・整備を行った。また、低酸素イメージングPETプローブ、[18F]FMISOを北海道大学病院にて製造し、臨床試験に用いるため、[18F]FMISO注射液標準書、及び[18F]FMISOの製造・品質試験に関する標準操作手順書・記録書類(「[18F]FMISO注射液製造」標準操作手順書、[18F]FMISO注射液試験成績書など、22種)を作成、または改訂した。1小動物PET、ARG、病理との対比によるPOC取得平成30年度の計画は以下の通りである:乳がんおよび膵臓がん等の移植モデルを作成する。エリブリンを処理した後の腫瘍縮小の程度から、評価に適したエリブリンの濃度を決めた上で、低酸素領域の変化を[18F]FMISOを用いたPETにより評価を開始する事であった。今年度は、乳がんモデルとしてMDA-MB-231移植腫瘍モデルを樹立できた。本モデルにおいて[18F]FMISOによる低酸素描出が可能かどうかを検討し、小動物用PET-CTにより腫瘍への[18F]FMISO集積が認められたことが確認できた。エリブリンは、動物実験に必要な量を確保できた。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討平成30年度の計画は以下の通りである。;研究計画のブラッシュアップおよび規制当局への対応、認定臨床研究審査委員会の対応を行い、早期の臨床試験実施を目指す事であった。今年度は、本研究の臨床研究法における扱いを決めることができ、本臨床研究の実施・管理に関する標準業務手順書(モニタリングに関する標準業務手順書・データマネジメントに関する標準業務手順書・統計解析計画書等)の作成・整備を行う事ができた。また、低酸素イメージングPETプローブ、[18F]FMISOを北海道大学病院にて製造し、臨床試験に用いるため、[18F]FMISO注射液標準書、及び[18F]FMISOの製造・品質試験に関する標準操作手順書・記録書類(「[18F]FMISO注射液製造」標準操作手順書、[18F]FMISO注射液試験成績書など、22種)を作成、または改訂ができた。以上より上記の区分とした。1小動物PET、ARG、病理との対比によるPOC取得前年度に開始した担癌動物においてコントロール群とエリブリン投与群における、腫瘍体積、[18F]FMISO集積、病理組織学的所見(低酸素、細胞増殖、細胞死、血管新生等)に関する評価を継続する。また、得られた画像所見と病理組織学的所見との比較検討を開始する。低酸素状態を改善する他の薬剤(ベバシツマブ、スニチニブ)を処理した後の低酸素領域の変化を[18F]FMISOを用いたPETによる評価を開始する。エリブリン投与群とその他の低酸素状態を改善する薬剤での結果を比較することで、エリブリンの持つ新しい薬効メカニズムを明らかにし、前臨床におけるPOCを取得する。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討倫理審査委員会での承認を得て臨床試験を開始する。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討

平成30年10月16日研究開発振興課事務連絡事項や共同研究者・臨床研究事務局との話し合いの結果、まず、エルブリンの薬事承認が下りている再発乳癌・悪性軟部腫瘍で臨床研究非該当のいわゆる観察研究を行うこととなった。本臨床研究の実施・管理に関する標準業務手順書(モニタリングに関する標準業務手順書・データマネジメントに関する標準業務手順書・統計解析計画書等)の作成・整備を行った。また、低酸素イメージングPETプローブ、[18F]FMISOを北海道大学病院にて製造し、臨床試験に用いるため、[18F]FMISO注射液標準書、及び[18F]FMISOの製造・品質試験に関する標準操作手順書・記録書類(「[18F]FMISO注射液製造」標準操作手順書、[18F]FMISO注射液試験成績書など、22種)を作成、または改訂した。1小動物PET、ARG、病理との対比によるPOC取得平成30年度の計画は以下の通りである:乳がんおよび膵臓がん等の移植モデルを作成する。エリブリンを処理した後の腫瘍縮小の程度から、評価に適したエリブリンの濃度を決めた上で、低酸素領域の変化を[18F]FMISOを用いたPETにより評価を開始する事であった。今年度は、乳がんモデルとしてMDA-MB-231移植腫瘍モデルを樹立できた。本モデルにおいて[18F]FMISOによる低酸素描出が可能かどうかを検討し、小動物用PET-CTにより腫瘍への[18F]FMISO集積が認められたことが確認できた。エリブリンは、動物実験に必要な量を確保できた。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討平成30年度の計画は以下の通りである。;研究計画のブラッシュアップおよび規制当局への対応、認定臨床研究審査委員会の対応を行い、早期の臨床試験実施を目指す事であった。今年度は、本研究の臨床研究法における扱いを決めることができ、本臨床研究の実施・管理に関する標準業務手順書(モニタリングに関する標準業務手順書・データマネジメントに関する標準業務手順書・統計解析計画書等)の作成・整備を行う事ができた。また、低酸素イメージングPETプローブ、[18F]FMISOを北海道大学病院にて製造し、臨床試験に用いるため、[18F]FMISO注射液標準書、及び[18F]FMISOの製造・品質試験に関する標準操作手順書・記録書類(「[18F]FMISO注射液製造」標準操作手順書、[18F]FMISO注射液試験成績書など、22種)を作成、または改訂ができた。以上より上記の区分とした。1小動物PET、ARG、病理との対比によるPOC取得前年度に開始した担癌動物においてコントロール群とエリブリン投与群における、腫瘍体積、[18F]FMISO集積、病理組織学的所見(低酸素、細胞増殖、細胞死、血管新生等)に関する評価を継続する。また、得られた画像所見と病理組織学的所見との比較検討を開始する。低酸素状態を改善する他の薬剤(ベバシツマブ、スニチニブ)を処理した後の低酸素領域の変化を[18F]FMISOを用いたPETによる評価を開始する。エリブリン投与群とその他の低酸素状態を改善する薬剤での結果を比較することで、エリブリンの持つ新しい薬効メカニズムを明らかにし、前臨床におけるPOCを取得する。2臨床でのPOC取得の為の探索的検討倫理審査委員会での承認を得て臨床試験を開始する。
チューナブルバンドギャップ及び電界発光を示す非鉛系強誘電体フォトニック結晶の開発

本研究の目的は、実用レベルのフォトニックバンドギャップ(PBG)光学特性を持つチューナブル非鉛系強誘電体フォトニック結晶(PC)の作製を目指し、(1)BaTiO_3ナノ結晶を用いた逆オパール型強誘電体PC(厚さ10μm)の作製、(2)レジストモールドを用いた無欠陥オパール結晶パターンの作製、(3)逆オパールPCへの低屈折率電界発光(EL)材料の充填、(4)電極形成及び作製した逆オパールEL型PCのチューナブル特性を含めたPBG光学特性の評価、に関する研究を行うことである。初年度である平成18年度は、受入研究者がこれまでに確立してきた高濃度ゾルーゲル法を用いたナノ結晶合成法と特別研究員の持つ逆オパールPCの作製技術を組み合わせた、新しい強誘電体逆オパール型PC作製技術の確立のための基礎研究として、以下の実験項目を実施し、所期の目的を十分に達する成果を得た。1.高濃度ゾルーゲル法を用いたBaTiO_3ナノ結晶の合成とナノ結晶サスペンションの作製:合成技術を習得し、研究員がBaTiO_3および(Ba, Sr)TiO_3ナノ結晶粒子の合成を行った。2.ポリスチレン球を用いたオパールの作製:逆オパールPC用テンプレートとして、目的とするポリスチレン球オパールの作製を行った。3.BaTiO_3ナノ結晶浸漬法を用いた逆オパール型BaTiO_3PCの作製:浸漬法によるポリスチレン球PCテンプレートへのBaTiO_3ナノ結晶の充填を行い、逆オパール型BaTiO_3PCの作製に成功した。(国際学術誌に論文投稿中)4.逆オパール型BaTiO_3PCの構造及び光学特性の評価:作製した逆オパール型BaTiO_3PCの反射光学スペクトルを測定した。(論文投稿中)本研究の目的は、実用レベルのフォトニックバンドギャップ(PBG)光学特性を持つチューナブル非鉛系強誘電体フォトニック結晶(PC)の作製を目指し、(1)BaTiO_3ナノ結晶を用いた逆オパール型強誘電体PC(厚さ10μm)の作製、(2)レジストモールドを用いた無欠陥オパール結晶パターンの作製、(3)逆オパールPCへの低屈折率電界発光(EL)材料の充填、(4)電極形成及び作製した逆オパールEL型PCのチューナブル特性を含めたPBG光学特性の評価、に関する研究を行うことである。(論文投稿中)
ソースプログラムの収集・分類・解析を行う統合システムに関する研究

本研究では、ソースプログラムを対象とした収集・分類・検索システムの構築を目指した。まず、世界中で開発され、公開されているソフトウェアのソースコードやそれらに関するドキュメント等のソフトウェアプロダクトの自動収集を行う。次に、収集したプロダクトを解析モデルに従って解析、分類し、ソフトウェアプロダクトアーカイブを構築する。ユーザはネットワークを通じてこのアーカイブに対し、システムの仕様や機能、ライブラリ名、プログラムパターンなど種々の問合せを与えることにより、類似のシステムやライブラリ、プログラムのパターンなどの関連するソフトウェアプロダクトの情報を容易に入手することが期待できる。対象ソフトウェアプロダクトをJavaに限定し、Java部品検索システムSPARS-Jを実装した。SPARS-Jは、インターネット上からJavaの部品(クラスファイル)を収集し、部品間の利用関係を解析することにより部品の順位付けを行い、ユーザから入力されたキーワードに一致する部品を順位に基づいて出力するシステムである。インターネット上から収集した約16万個のJavaクラスをSPARS-Jシステムを用いて解析し、検索実験を行った。その結果、ユーザが期待するJava部品の情報が効率良く検索できることが確認できた。既に、我々の研究成果を知った幾つかのソフトウェア組織から、ソフトウェア部品の再利用性の評価、あるいは、再利用部品検索システムとして実際の開発現場で利用したいという問い合わせも来ている。実際の開発現場への適用を通じて、SPARS-Jシステムの改良、応用を今後とも続けていく予定である。本年度は、ソースプログラムを効率良く分類、保存するためのプロダクトモデルの構築とそれに基づく解析方法の考案を行った。これには、メトリクスデータに基づいたソースプログラムの定量的な分類方法と、我々が以前、提案したシステムの類似度による分類方法が考えられる。後者は、それぞれのプログラムの間の文字列間対応の計算を行うため、詳細な分類は可能であるが計算量が大きく、我々が目指す大規模なシステムの分類、保存には適応しにくいことが判明した。従って、ソフトウェアメトリクスを用いた方法を採用することにした。本研究では、Javaを対象とし、トークン数、演算子数、サイクロマティックス数、メソド定義数、メソド呼出数、クラス宣言数、ネストの深さ、インターフェースの宣言数などをメトリクスとして選び、それらを用いて類似プログラムを効率良く検索する方法を考案した。これらのすべてのメトリクスを同様に用いて比較するのではなく、特定の一部のメトリクスを種メトリクスとして選び、それをキーにしてハッシュ検索することにより、高速で実用的な類似ソフトウェア分類、保存システムを構築することができた。作成したシステムを用いて、ソフトウェア部品の重要度計算システムSPARS-Jのプロトタイプを作成することができた。このプロトタイプでは、インターネットなどから入手できるJavaプログラムを、本分類、保存システムで、それぞれの類似度を計り、分類する。そして、ユーザーが適当なキーワードを与えることによって、最も良く利用され重要とみなされたソフトウェア部品が、ユーザーに提示される。本年度は、ソースプログラムの分類を効率よく行う方式の検討、およびシステムの試作を行った。提案するソフトウェア分類手法では、ソフトウェアが持つそれぞれの側面を抽出するために、プログラムに含まれる変数名や、関数名などの識別子に着目する。これら識別子は、それらが使われている文脈での動作を表しているものと考える。例えばwindowという識別子は何らかのウィドウを表しており、この識別子が使われているプログラム文の近傍ではなんらかのGUIに関する動作が行われている可能性が高い。関連の高い識別子群を特定するために、自然言語の分野で利用されている潜在的意味解析手法Latent Semantic Analysisを応用した。LSAは、直接連した単語がなくとも、類似した単語を抽出することができる。この方式を用いてシステムを構築した。システムでは、まず、各ソフトウェアからトークンの抽出を行い、共起行列を作成する。次に、分析に不要なトークンを取りのぞき、LSAを適用する。その結果を用いて識別子間の類似度を計測し、その類似度に基づいてクラスタ分析を行う。その結果得られたクラスタ一つ一つをカテゴリとして、ソフトウェアの分類を行う。本システムを用いて、実際にソフトウェアの分類を行い、既存の分類と比較して適正な分類が可能かどうか確認を行った。その結果、既存の分類と比較した場合、得られたクラスタの多数は既存の分類に従っていることがわかった。

本手法を用いることにより、対象ソフトウェアに対する詳細な知識が無くとも自動的に分類が行えるようになった。平成15年度,16年度において開発を行ってきたJava部品検索システムとソフトウェア自動分類システムの統合を行い,より実用的なJava部品分類検索システムの試作を行った.一般に検索システムでは,検索者が入力したクエリとの適合度によって目的とする対象物を検索する.このような検索システムの利点は,適切なクエリを入力すれば検索者の意図通りの結果が得られるという点にある.逆にクエリを入力しない検索システムとして,カテゴリ検索システムがある.これは,あらかじめ用意されたツリー状のカテゴリから文書を探す形式のもので,その特徴は段階的に対象を絞り込める点である.カテゴリ検索のカテゴリは,その性質上,手作業で維持されることが多く,多大な時間と手間を要する.ソフトウェア部品に適用する場合を考えると,部品に対して適切なカテゴリを人間が選択することは困難であり,作業量は膨大になることから,自動化は不可欠といえる.そこで,開発してきたJava部品検索システムに対して,部品の自動分類機能を追加し,カテゴリ検索を実行可能とすることを目的とした.自動分類では,部品のソースコードの特徴語を用いて部品をツリー状のカテゴリに分類する手法を実現した.特徴語とは「そのソースコードを特徴づける重要な語」のことを指し,1つのカテゴリを形成するものである.本手法では特徴語の候補として,ソースコード中に出現する識別子,コメント中の単語といった語を用いた.部品ごとに,これらの全ての語に対して重みを求め,重みの大きい上位の語をその部品の特徴語と決定する.そして,カテゴリ(特徴語)間にツリー状の関係を生成し,カテゴリ検索を実現させる.提案する分類手法をもとにソースコードを分類するシステム,及び,その分類結果を利用した検索システムを実現した.さらに,分類結果が正しく特徴を表しているかの評価を行ったところ,高い適合率が得られた.
木曽馬による心身障害児の乗馬セラピー関するリハ工学的研究

本研究では,木曽馬を用いた心身障害児の乗馬を実施し,その治療効果を工学的計測,解析法を用いて心身両面にわたって客観的,定量的に評価し,科学的な乗馬セラピーの確立をめざすことを目的とした。そこでまず,乗馬セラピーの実態を調査,1960年代から現在までの国際学術誌に掲載された論文を検索した。しかし,その数は10数編を検索できたにすぎず,乗馬セラピーの研究は内外とも発展途上にあると思われた。これらの文献は一般に入手することは容易でなく,本研究ではそのうち9編を邦訳し,今後の乗馬セラピー研究の資料として残すことにした。また,乗馬セラピーの研究において,乗馬時の人および馬からの生体信号の収集は不可欠である。しかし,乗馬時のヒトと馬からの生体信号を使って乗馬セラピーの評価を行った研究はほとんどみられない。そこには計測技術上の問題が多いためと考えられる。そのため,計測にともなうアーチファクトやテレメータ技術など計測方法に関する検討や改善を行い,実験的な乗馬場面での生体信号を収集する技術開発を行った。次いで,実際に木曽馬を用いて実験研究を行った。具体的には,重症心身障害児に試行的な乗馬を行って,セラピーの可能性を追究した。また,乗馬セラピーの効果を定量的に評価するために,生体力学および電気生理学的方法(加速度,筋電図)を検討した。その結果,筋電図記録は,乗馬というダイナミックな動きによるアーチファクトが当初より大きく,さらなる技術的検討を必要とすることを示した。一方,加速度記録は,ヒトと馬の振動の大きさとタイミングといった運動の特徴を巧く把握できた。本研究では,木曽馬を用いた心身障害児の乗馬を実施し,その治療効果を工学的計測,解析法を用いて心身両面にわたって客観的,定量的に評価し,また,障害児乗馬用の支援用具や環境整備を行い,科学的な乗馬セラピーの確立をめざすことを目的とした。乗馬セラピーは欧米で約50年の歴史をもつが,わが国では10年にもみたない。現在,各団体や個人がセラピーに実施方法,馬具,馬の調教などの解説書や指導書を苦心して作成し,実践している。本研究ではそうした各種の資料を入手し,乗馬セラピーの実態を調査した。また,インターネットを始め色々な方法を用いて1960年代から現在までの国際学術誌に掲載された論文を検索した。その数は10数編を検索できたにすぎず,その内9編を入手し,邦訳した。こうした現状を考えると,乗馬セラピーの研究は内外とも発展途上にあるかもしれない。乗馬時の人および馬からの生体信号の収集は乗馬セラピーを評価する上で不可欠である。しかし,人,馬ともダイナミックな動きをすることから,特に大きなアーチファクトの混入が予想され,通常の生体信号を計測する方法を援用することができない。そこで,心電図,筋電図,加速度計測を中心に,乗馬時に発生するアーチファクトを低減させる方法を検討した。また,これらの計測は屋外で実施されるため,全ての計測データは無線によって収集する。そこでは行動範囲が広いために通常の生体用テレメータの送受信能力を超えることがある。このため,アンテナの配置など様々な工夫を行い,技術的な対応を試みた。次年度は心身障害児を対象に乗馬時の生理的反応を計測・解析し,また,乗馬支援用具の開発に着手する予定である。そこで,昨年度は乗馬セラピーの実態を調査,1960年代から現在までの国際学術誌に掲載された論文を検索した。

乗馬セラピーの研究において,乗馬時の人および馬からの生体信号の収集は不可欠である。しかし,乗馬時のヒトと馬からの生体信号を使って乗馬セラピーの評価を行った研究はほとんどみられない。そこには計測技術上の問題が多いためと考えられる。そのため,計測にともなうアーチファクトやテレメータ技術など計測方法に関する検討や改善を行い,実験的な乗馬場面での生体信号を収集する技術開発を行った。次いで,実際に木曽馬を用いて実験研究を行った。具体的には,重症心身障害児に試行的な乗馬を行って,セラピーの可能性を追究した。また,乗馬セラピーの効果を定量的に評価するために,生体力学および電気生理学的方法(加速度,筋電図)を検討した。その結果,筋電図記録は,乗馬というダイナミックな動きによるアーチファクトが当初より大きく,さらなる技術的検討を必要とすることを示した。一方,加速度記録は,ヒトと馬の振動の大きさとタイミングといった運動の特徴を巧く把握した。
集積化マイクロチャンネルチップを用いた新規分析システムの構築

マイクロチャンネルチップ内に機能を集積するために、金属ナノ構造体による局在表面プラズモンを用いた分析システムの構築を行った。ガラス基板上に電子線リソグラフィー/リフトオフ技術を用いることにより数10nm数100nmサイズの金属のナノ構造体を作製した。局在表面プラズモンの光学特性は、構造体のサイズや形状、あるいは周囲の誘電率や構造間距離などによって鋭敏に変化する。そこで、本研究では、この原理を利用することによる分析システム構築の一例としてDNAチップの創製を試みた。構造体上にDNA分子を固定してハイブリダイゼーションを誘起することにより、反応に基づく誘電率変化から局在表面プラズモンのスペクトルがシフトし、高感度にDNAを検出可能な新しい発想のマイクロアレイチップを構築すること可能である。実験では、構造体へのDNA分子の固定化は3'末端にチオール基を有する合成ヌクレオチドを金構造体との共有結合により行い、一本鎖DNAを固定化した構造体上にターゲットDNAのバッファー溶液を滴下することによりハイブリダイゼーションを誘起したところ、ハイブリダイゼーション前後において金属ナノ構造体のスペクトルの顕著なシフトが観測された。また、作製した金属ナノ構造体を用いて、表面増強ラマン散乱分光法による計測システムの構築を行った。ラマン散乱測定は、振動分光法であり分子分析能力が高いため定性的な分析チップを構築することが可能である。特に、金属構造体の構造間距離がナノメートルオーダーで近接した場合、ギャップ内に存在する分子のラマン散乱強度が著しく増強されることが知られているが、その原理を再現性高く計測するのは従来の微粒子を集積する方法では困難であった。本研究では、微細加工による構造体制御によりラマン散乱増強の近接場効果やプラズモンバンドと励起レーザー光波長の関係について詳細に明らかにすることに成功した。マイクロチャンネルチップ中に、光あるいは電気化学的検出を高感度に行う機能を集積化するために、ナノメートルオーダーの電極とナノ構造体を一枚の固体基板上に作製する方法の開発とその機能評価について研究を行った。ガラス基板上に電子ビームリソグラフィー/リフトオフ技術により数10数100nmのサイズの金属ナノ構造体を作製し、作製した構造体を櫛形ナノアレイ電極および局在型のプラズモン共鳴センサーとして利用した。櫛型ナノアレイ電極は、電極の幅が小さく且つ電極間の距離が小さくなるにつれて典型的な電気化学測定である電流-電位曲線における電流密度の増加とレドックスサイクルによる電流値の増幅を誘起することに成功し、マイクロメートルオーダーの微粒子(細胞やリポソーム)などを電気化学測定する際に非常に有用になる方法論を開発した。一方、金ナノ構造体の機能評価は、局在プラズモン共鳴に由来するスペクトル特性を詳細に検討した。局在プラズモン共鳴吸収は、構造体のサイズや形状、厚みや構造間距離により敏感に変化する。その特性を利用することにより様々な形状の金属ナノ構造体を作製し、設計によりプラズモン共鳴吸収のバンドを自在にコントロールすることが可能になることを実験的および数値計算により明らかにした。また、構造体上の媒体の屈折率変化によりプラズモン吸収スペクトルのシフトがおこることから、DNAハイブリダイゼーションの検出が行えること示し、マイクロチャンネルの新規な光検出方法となる研究の指針を得た。
戦後幼稚園教育成立期における幼稚園と小学校の接続に関する研究

本研究では、幼稚園と小学校の違いについて、学習内容(類別)と教育方法(枠づけ)の両面から把握するモデルを提示した上で、戦後幼稚園教育成立期において、幼稚園の学校教育化をめぐり議論のあったこと、そして園によっては、必ずしも取り組むべき喫緊の課題としては受けとめられてはいなかった可能性を指摘した。また国内外の幼小接続の動向について比較検討し、接続の仕方は国・地域によって異なることを示した。平成24年度の研究実績として、主に次の三点が挙げられる。第一に、平成23年度に引き続き、第二次世界大戦後の学校教育成立期における幼稚園教育の内容・方法の実際について検討するため、昭和23年保育要領、31年幼稚園教育要領発刊前後の文献や各幼稚園の沿革史等について、とくに小学校との関係に関する記述に注目して分析した。とりわけ平成24年度は対象地域を広げ、関東、北陸、九州を中心に行った。戦後幼稚園教育成立期においては、教育内容をめぐって保育関係者による議論が盛んに交わされているが、幼稚園の学校教育化についてはそれほど言及されてはいないことがわかった。なおこの分析の一部については、5月に開催された日本保育学会第65回大会において、「戦後幼稚園教育成立期における小学校との接続に関する研究」というタイトルで口頭発表を行った。第二に、幼小接続の具体的あり方について検討するため、現在日本で幼小接続に関して先進的な研究を行っている研究者及び実践を行う幼稚園・小学校への訪問調査を行い、さらに現代の教育改革の全体像についても情報収集した。幼小接続については自治体により取組に差があること、また幼小接続は幼保一体化の推進の動向とも関連することが示唆された。第三に、本研究の分析枠組の根拠であるBernstein理論が構築された、英国の教育改革の現状について、中等教育・高等教育段階も視野に入れて検討した。学校段階間の教育内容の棲み分けや接続の問題は、英国においても議論の焦点となっており、きわめて政治的な課題として把握されうることが確認された。この点については、今後さらに明らかにすべき課題としたい。平成23年度は主に、以下の3点が研究実績として挙げられる。第一に、イギリスの教育社会学者B.Bernsteinによる学校間移行の困難に関する指摘をふまえ、本研究における幼小接続についての理論枠組みの構築を行った。学校段階間の接続に関する先行研究では、これを歴史的・国際的に把握する理論枠組みが構築されているとは言い難い。同枠組みは、幼小接続の困難をカリキュラムと指導方法の点から把握しようとするものである。これについては、9月に国内の学会において発表した。第二に、就学前教育(幼稚園、保育所、その他自発的な共同保育を含む)と就学後の学校教育の連携・接続に関する国内外の先行研究についてのレビューを行い、接続に関するタイプ分けを行った。主な比較対象としてイギリス・ドイツをとりあげたが、この研究からは、各国で就学前後の接続は教育制度上大きな課題となっているが、その実現の形については、就学前段階における学習目標の改訂や就学時期の変更など、様々な形がみてとれた。なお同比較研究成果については、1月に国外の学会において発表した。第三に、第二次世界大戦後の学校教育成立期における幼稚園教育の内容・方法のあり方に関し、昭和23年保育要領、31年幼稚園教育要領発刊前後の時期について、小学校教育との関係について示した、1行政資料、2各幼稚園の沿革史、3保育雑誌等を分析した。各幼稚園の沿革史には、保育要領・幼稚園教育要領の発刊が出来事として必ずしも記述されておらず、戦後幼稚園教育成立期において、幼稚園教育関係者が、幼稚園の学校教育化を大きな出来事として受け止めていたとは限らないことがうかがえた。この点は、現在の幼小の接続推進の動向においても示唆的であると考えられる。なおこの点については、平成24年5月に学会発表予定である。本研究は、1B.Bernstein理論を手がかりに、学校間接続に関する理論枠組みを構築し、2日本で幼稚園が法制度上学校教育に組み込まれた第二次世界大戦後から、最初の幼稚園教育要領改訂(昭和39年)までの時期における、幼稚園と小学校の教育内容と指導方法について、両者の接続という観点から描き出すことを目的としている。現在までのところ、1の理論枠組みの構築については終了し、かつ歴史資料の収集分析も進展している。また幼小接続について先進的研究を行う研究者からの協力も得られ、現在の幼小接続の動向についても情報収集することができている。就学前教育においては、大きく分けて「就学準備の重視」と「幼児教育の固有性の尊重」という二つの理念がみられるが、国際比較を通してその実現形態について検討することができた。さらに当時の幼稚園関係者の、小学校への接続に関する意識について、歴史的文献を手掛かりに検討を進めている。なお本研究の現在までの成果について、国際学会を含め二か所で発信することができ、さらに平成24年度5月にも発表予定である。研究計画として次に行うべきは幼小接続に関する個別の事例分析であるが、これについては次年度に行う予定である。以上の理由から、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。平成23年度において収集した幼稚園の沿革史・記念誌は23園分である。

今後はこれらの文献の検討をさらに深めると同時に、戦後幼稚園教育成立期における幼稚園の実際の動向をより包括的に把握するため、さらに多くの沿革史の収集を進める必要がある。また沿革史だけでなく、保育日誌などの保育記録を収集することで、当時の幼稚園教諭の具体的な意識に迫ることができると考えられる。したがってこれらの文献の収集検討を進める予定である。これらの文献収集のために、地域の公立図書館、大学図書館などへの訪問を予定している。また先行研究を行う専門家への協力依頼も行っている。今後はそうした個別の歴史的事例研究を進めるとともに、現在の幼小接続の動向として、先進的試みを行う自治体・幼稚園などへの訪問調査研究を予定している。これについては、研究協力者からの情報提供が得られる予定である。またこれらの研究成果について、歴史研究と位置づけて公表を進めるとともに、現在の幼小接続の動向とも共通する理論枠組みを再構築することで、現代の動向に対する示唆も得られるようにする。なおこれらの研究成果については、国内外の学会で発表を行う予定である。上記の研究計画推進のため、調査・資料収集、成果発表のための旅費が主な用途となる。訪問先としては、東京、京都、福岡県内を予定している。また研究成果の発信のため、国内外の学会での発表を行う。具体的には、歴史研究として日本保育学会第65回大会で発表予定である。その他国内学会1件(教育社会学会または教育行政学会)、国際学会1件を予定している。その他必要となるのは、図書・資料費、資料整理用の文房具、機材などである。
歩行移動インタフェース基盤技術の構築

人間にとって最も生得的な移動手段は足で歩くことである。人間が自分の周囲の空間を認識する場合に、歩いて移動するという行為は極めて重要な意味を持つ。歩行移動インタフェースは、バーチャルな空間を歩いて移動する感覚を生成する。本研究では、TorusTreadmillと呼ぶ14個のベルトを直交方向に数珠つなぎにして、前後左右の任意方向に無限に動く床を開発した。オーストリアのリンツ市で開催されたArs Electronica 2011において展示評価を行い、モジュラー構造の有効性を確認した。トレッドミルは歩行による前進移動を打ち消す方式としては、最もよく知られており、アスレチックジム等でランニングマシンとして使われている。しかし、通常のトレッドミルは歩く方向を変えると、ベルトから落ちてしまう。これはトレッドミルが1次元の運動しかできないからである。したがって、歩行移動インタフェースとして用いるためには、2次元平面における任意の方向に動く床を作らなければならない。本研究では、前後だけでなく左右方向にも任意に歩けるようにした全方向トレッドミルの原理を用いる。これは多数のベルトコンベアを直交方向に数珠つなぎにすることによって、無限に続く2次元平面を提供する。その原理は、前後方向に歩くときは各ベルトが回転し、左右方向に歩くときは数珠つなぎになったベルト群が公転するものである。これらの組み合わせによって任意方向の歩行移動が打ち消される。この方式の欠点は、装置が大型化することである。さらに、ベルトを数珠つなぎにした構造は、各ベルトがチェーンに固定されており、これを一旦組むと分解するのがほぼ不可能である。このことが本装置の運用の障害になっている。この問題を解決するために、本研究では駆動機構のモジュール化を行う。駆動モジュールは、各ベルトを自転させるユニットと、それらを公転させる無限軌道機構のユニットに分かれる。これらのユニットが容易に組み合う構造にすることによって、柔軟な運用が可能になる。平成21年度は、これらのユニットの設計を行った。しかし、歩行移動に関する研究は広く普及しておらず、その主要な原因は、いくつかのシステムが独立して試作されている段階であり、汎用的に用いることが可能な状態にはなっていないことにある。本研究では、バーチャル空間における歩行移動に関する研究者が、共通に使えるような技術基盤の構築を目的としている。本年度は以下の2項目を実施した。1.全方向トレッドミルのモジュール化駆動機構の実装平成21年度に設計を行ったモジュール化駆動機構を実装し、それらの組み立てを行った。まず、各トレッドミルを公転させる機構を製作し、14個の自転ユニットを載せ、組みあがった状態で公転運動の動作試験を行い、動作を確認した。2.歩行者の支持機構の開発歩行移動インタフェースを使用する場合、歩行者の転倒の危険があるため、転倒時に備えて歩行者の体を支持する手段が提供される。ユタ大学のHollerbachらが開発しているTreadPortと呼ばれる大型トレッドミルでは、パラシュート状のハーネスで、歩行者の体を上から吊るすことがよく行われている。このようなハーネスは脱着が煩雑であり、歩行中も圧迫感がある。申請者は、靴の底に床との相対運動を起こす仕組みを備える歩行移動インタフェースを研究している過程で、歩行者の支持方法として、円環を腰の周りに置くことが有効であることを発見した。転倒の不安があるときは、円環をつかまればよく、安定して歩行している時は、円環の内部で自由に動くことができる。このような円環型の支持機構を、全方向トレッドミルに適用できるように設計し、実装した。H23年度は、以下の2項目を実施した。1.全方向トレッドミルの駆動アルゴリズムの開発円環型センサーで検出した歩行者の位置に応じて、全方向トレッドミルを駆動し移動を打ち消す。歩行者が円環の中央にいるときは、全方向トレッドミルは動かず、ある方向に移動したことを検出すると、円環の中央に引き戻すように床を動かす。この方式の有効性は、申請者がこれまでに開発してきた多数の歩行移動インタフェースにおいて確認してきた。ただし、床を動かす場合、静止状態から動き出す遷移状態において、歩行者が不安定になる傾向があるので、その問題を実験的に解決した。マックスプランク研究所のCyberWalk Platformや、ユタ大学のTreadPortが大型であるのは、静止状態から引き戻しを始める遷移過程をスムーズにするために、歩行者にある程度の距離を実際に移動させ、動的歩行になってから床を動かすためである。しかし、大きな可動床を用意していても、方向変換を行うと、進行方向と床の移動方向がずれて不安定になる問題が発生する。

本研究では、この問題を避けるために、円環型支持機構を導入し、歩行者が不安定になる歩きだしや方向変換を行う状態では、自由に円環をつかませることによって転倒の危険を排除する方針をとった。これによって、全方向トレッドミルを大幅に小型化することができ、その普及に有利になる。2.展示による試作システムの評価開発されたシステムを一般公開し、その効果を検証した。具体的にはオーストリアのアルスエレクトロニカに搬出し、展示を行った。人間にとって最も生得的な移動手段は足で歩くことである。人間が自分の周囲の空間を認識する場合に、歩いて移動するという行為は極めて重要な意味を持つ。観光地に行った時に、バスに乗って見せられたものと自分の足で見つけたものの印象が大きく異なるのは、誰もが持つ経験であろう。歩いたり走ったりすれば地面から抗力や衝撃を受ける。この現象は実世界における人間の生活シーンでは当たり前に発生するが、バーチャルな世界においてはほとんど実現されていないのが実状である。位置を変えずに歩行運動を可能にする装置のことを歩行移動インタフェースと称す。本研究は、未だに揺籃期にあるこの課題に対して、汎用的な解を与え共通の研究基盤を提供することを目的とする。本研究では、TorusTreadmillと呼ぶ14個のベルトを直交方向に数珠つなぎにして、前後左右の任意方向に無限に動く床を開発した。具体的な成果は以下の4項目である。[1]全方向トレッドミル駆動機構のモジュール化:従来のものは、駆動機構を一度組むと分解がほぼ不可能な構造であった。これらの駆動機構をモジュール化することによって、小型化とスケーラブル化を実現した。[2]歩行者の支持と歩行運動のセンシング:歩行者が転ばないようにするハーネスと、足や体幹の動きを計測する手法を開発した。[3]全方向トレッドミルの駆動アルゴリズム:限られた可動床面積において、自然に歩行できる床の駆動方法を開発した。[4]安全性・有効性のアセスメント:一般の被験者を対象に、本システムの安全性と有効性を確認した。当初計画では最終年度に予定していた、試作システムの展示を通じた評価実験を、H23年度に前倒しで実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。展示を通じた評価実験を、H23年度に前倒しで実施した結果、公転ユニットが高速で回転する時に、自転ユニットが遠心力で軌道からずれるという問題点が発見された。これを改善すべく公転ユニットの改良を行った。
学習型ハードウェアを実現する深層学習アーキテクチャの開拓

スマート社会の進展に伴い、ニューラルネットワークをIoT向けエッジ端末に導入して情報処理の高度化が期待されている。電力や演算資源に制約のあるエッジ端末で、学習を含むニューラルネットワークを低電力・高効率に行うことを目的とする。エッジで推論を行うプロセッサはあるが、学習を行う決定的な技術は存在していない。そのために、回路資源と電力を最大限活用するハードウェアアーキテクチャと、そのハードウェア性能を最大限に引き出すアルゴリズムの両面からニューラルネットプロセッサを開拓する。
温度センサー・タンパク質の同定と解析-鶏精子の可逆的不動化現象をモデルとして-

本研究は、鶏精子の温度による運動調節機構を明らかにする目的のため、特にタンパク質のリン酸化-脱リン酸化に着目して、関連する温度センサー・タンパク質の解析を行ったものである。40°Cで不動化を起こしている精子にカリクリンAを添加すると運動が回復し、先体反応は若干誘起された。先体反応の誘起は、同濃度のオカダ酸でも認められた。一方、PP2B阻害剤を加えると、運動促進効果は全く観察されないが、先体反応誘起率は有意に増加した。プロテインホスファターゼ活性化剤であるC2-Ceramide及びC6-Cgramideを用いて、鶏精子の運動性を測定したところ、正常精子及び除膜精子の運動性は、30°C及び40°Cともに、添加濃度の差異による明らかな影響は認められなかった。正常精子に1μMの各試薬を添加して、その後Ca^<2+>を加えると、40°Cでは抑制されていた運動がCa^<2+>添加後に回復した。しかし、その後、両試薬を加えると徐々に抑制された。同様の傾向は、Ca^<2+>の代わりに、カリクリンAを加えた場合も認められた。除膜精子にカリクリンAを添加して、その後Ceramideを加えると、30°Cでは、対照区と同様に高い値を維持していた。40°Cでは、対照区及び試薬添加区では抑制されていた運動性がカリクリンAの添加により回復し、その後も維持した。以上の結果から、鶏精子の先体反応誘起と運動発現に関わる細胞内の情報伝達機構は異なっており、前者にはPP1/PP2Aに加えてPP2B、後者にはPP1/PP2Aのみによる脱リン酸化が関与していると推察された。Phosphodiesterase(PDE)の阻害剤である8-methoxymethyl-IBMX、vinpocetine、trequisin及びdipyridamoleの添加が、鶏精子の運動性に及ぼす影響を検討した。各阻害剤を添加して5分後の正常精子の運動性は、30°Cでは、いずれも60%前後の値を示し、添加濃度が異なっても明らかな影響は観察されなかった。一方40°Cでは、いずれの濃度域とも運動性は完全に抑制されていた。40°Cにおいて、不動化を起こしている正常精子に2mMのCa^<2+>を加えると、運動性が回復した。その後、阻害剤を添加すると、いずれも運動性は著しく抑制された。Ca^<2+>の代わりにプロテインホスファターゼ阻害剤であるカリクリンAと阻害剤を加えた場合も、ほぼ同じ値を推移した。除膜精子に、各阻害剤を添加して5分後の運動性は、30°Cでは、いずれの阻害剤とも、添加濃度による影響は見られず、60%前後の値を維持していた。30°Cと40°Cにおける阻害剤添加5分後の正常精子内ATP濃度は、8-methoxymethyl-IBMX及びvinpocetine添加区では、無添加の対照区に比べて差異は認められなかった。これに対して、trequisin添加区のATP濃度は著しく低下した。以上の結果から、PDE阻害剤単独の添加は、鶏精子の運動性に影響を与えないことが明らかになった。しかし、Ca^<2+>などで運動が賦活化された精子の運動維持に、PDEは関与しているものと推察された。9920590FA01 00004精子鶏精子の温度による可逆的な不動化現象並びに先体反応は、様々な細胞内の情報伝達機構を経由して、最終的にはそれぞれ異なるタンパク質のリン酸化-脱リン酸化によって制御されていると考えられる。

しかし、どのタイプの脱リン酸化酵素(PP)がこれらの反応系に関与しているかについては、これまで全く明らかにされていない。そこで本実験では、この点を明らかにするために行った。鶏の卵黄膜内層ホモジネイト液中で精子のインキュベーションを行った(40°C,30分)。その際、溶液中にカリクリンA並びにオカダ酸(PP1及びPP2Aの阻害剤)、あるいはfenvalerateとdeltamethrin(PP2Bの阻害剤)を添加した。精子の先体反応誘起率は、FITC標識PNAで処理後、蛍光顕微鏡で観察することによって算出した。また、精子の運動性の測定は保温装置を取り付けた位相差顕微鏡を用いてビデオテープに録画することによって40°Cで行った。その結果、40°Cで不動化を起こしている精子にカリクリンAを添加すると運動が回復し、先体反応は若干誘起された。先体反応の誘起は、同濃度のオカダ酸でも認められた。一方、PP2B阻害剤であるfenvalerateやdeltamethrinを加えると、運動促進効果は全く観察されないが、先体反応誘起率は有意に増加した。しかし、いずれの場合も先体反応の誘起には、溶液中に卵黄膜内層の存在が不可欠であった。以上の結果から、鶏精子の先体反応誘起と運動発現に関わる細胞内の情報伝達機構は異なっており、前者にはPP1/PP2Aに加えてPP2B、後者にはPP1のみによる脱リン酸化が関与していると推察された。また、卵黄膜内層は精子の運動発現には必要ないものの、先体反応を引き起こすには不可欠なものと考えられた。鶏精子の温度による可逆的な不動化現象は、細胞内の情報伝達機構を経由して、タンパク質のリン酸化-脱リン酸化によって制御されていると考えられる。しかし、どのタイプの脱リン酸化酵素(PP)が関与しているかについては、これまで全く明らかにされていない。そこで本実験では、プロテインホスファターゼ活性化剤であるC2-Ceramide及びC6-Ceramideを用いて、鶏精子の運動性とATP濃度に及ぼす影響を検討した。01μMの試薬を添加して10分後の正常精子及び除膜精子の運動性は、30°C及び40°Cともに、添加濃度の差異による明らかな影響は認められなかった。40°Cでは運動はほぼ抑制されていた。正常精子に1μMの各試薬を添加して、その後2mMのCa^<2+>を加えると、30°Cにおいてはいずれも活発な運動性を示した。40°Cでは抑制されていた運動がCa^<2+>添加後に回復したが、両試薬を加えると徐々に抑制された。同様の傾向は、2mMのCa^<2+>を添加し、その後にCeramideを加えても認められた。Ca^<2+>の代わりに、プロテインホスファターゼの阻害剤であるカクリンA(100nM)を加えた場合もほぼ同じ傾向を示した。C2-Ceramide及びC6-Ceramide添加後の正常精子のATP濃度には無添加の対照区と比較して差異は認められなかった。除膜精子に100nMのカリクリンAを添加して、その後Ceramideを加えると、30°Cでは、対照区と同様に高い値を維持していた。40°Cでは、対照区及び試薬添加区では抑制されていた運動性がカリクリンAの添加により回復し、その後も維持した。以上の結果から、C2-Ceramide及びC6-CeramideはATP合成を行う呼吸代謝系には関与しておらず、むしろ別の部位に作用して、最終的に鞭毛の動きを抑制していると考えられた。
語彙の統語・意味情報処理-日英辞書検索システム構築にむけて

本研究では、日本語または英語の学習者が和英辞書を利用する際にこれを自動支援するためのシステムのプロトタイプの構築に向けて、形態素解析・辞書情報処理・ユーザ・インターフェースなどの方式の確立を目指し基礎研究を行った。(1)辞書情報の処理に関して、語彙タイプの階層構造を用いる方式、語彙規則を用いる方式、音韻規則に形態的な情報を含める方式などについて比較検討し、英語などの屈折語だけでなく、日本語のような膠着語においても辞書の縦軸(語形変化)としての語彙タイプ階層、横軸(他品詞語の派生)としての語彙規則が必要なことを結論した。(2)用言によって決定される基本的な補語の数とその品詞、及び文中の意味によってそれが変化する複数補語構造(polymorphism)を用言の辞書情報として記述するための素性構造の方式について、理論的な枠組みを比較検討した。本研究では用言の多義性(polysemy)が補語構造の変化を促すという立場を取り、用言とその補語が文中で派生的な意味を持つ時に起こる補語構造の変化をタイプ変化(type coercion)や同時合成(co-composition)などの語彙規則の適用として形式化するための研究を行った。(3)名詞+名詞で構成される複合名詞について、構成要素となる名詞の意味にタイプ変化(type coercion)や同時合成(co-composition)などの語彙規則を適用し、またそれらの名詞の意味結合をいくつかの代表的なタイプに分類することで複合名詞の意味生成方式を考案し、その語彙規則の形式化に向けた研究を行った。(4)大学院生の研究協力者の協力を得て、すでに稼働中の形態素解析システムを拡張することによって、上記語彙規則のコンピュータ上での実装と動作試験を行った。本研究では、日本語または英語の学習者が和英辞書を利用する際にこれを自動支援するためのシステムのプロトタイプの構築に向けて、形態素解析・辞書情報処理・ユーザ・インターフェースなどの方式の確立を目指している。(1)辞書情報の処理に関して、語彙タイプの階層構造を用いる方式、語彙規則を用いる方式、音韻規則に形態的な情報を含める方式などについての論文を収集し、理論的な枠組みを比較検討した。英語などの屈折語だけでなく、日本語のような膠着語においても辞書の縦軸(語形変化)としての語彙タイプ階層、横軸(他品詞語の派生)としての語彙規則が必要なことはほぼ結論づけられたが、その役割分担と計算方式を今後の課題としたい。(2)ドイツ語の主題化構文や複合用言などをテストケースとしてHPSG文法理論の枠組みで分析した。従来からドイツ語の分析研究の蓄積があったこと、及びドイツ語解析システムTROLLに解析規則を実装することが可能だったため、ドイツ語をテストケースとして扱った。(3)イリノイ大学にて、上記文献調査、イリノイ大学にて開発したナビゲーションシステムのユーザ・インターフェースのプロトタイブの試用、情報交換を行った。(1)用言によって決定される基本的な補語の数とその品詞、及び文中の意味によってそれが変化する複数補語構造(polymorphism)を用言の辞書情報として記述するための素性構造の方式についての論文を収集し、理論的な枠組みを比較検討した。本研究では用言の多義性(polysemy)が補語構造の変化を促すという立場を取り、用言とその補語が文中で派生的な意味を持つ時に起こる補語構造の変化をタイプ変化(type coercion)や同時合成(co-composition)などの語彙規則の適用として形式化するための理論的研究を行った。統語解析中に適用される語彙解則のコンピュータへの実装は、今後の課題としたい。(2)ドイツ語の主題化構文や関係詞節などをテストケースとしてHPSG文法理論の枠組みで分析した。

従来からドイツ語の分析研究の蓄積があったこと、及びドイツ語解析システムTROLLに解析規則を実装することが可能だったため、ドイツ語をテストケースとして扱った。(3)'99LSA summer Institute (アメリカ言語学会夏期講習)にて、上記文献調査、疑問文の意味表記の形式化についての討論、情報交換を行った。本研究では、日本語または英語の学習者が和英辞書を利用する際にこれを自動支援するためのシステムのプロトタイプの構築に向けて、形態素解析・辞書情報処理・ユーザ・インターフェースなどの方式の確立を目指し基礎研究を行った。(1)辞書検索の自動支援のために、特定の文脈における単語の形態と意味を決定するための形態素・意味解析の理論的な方式を研究した。特に、名詞+名詞で構成される複合名詞について、構成要素となる名詞の意味にタイプ変化(type coercion)や同時合成(co-composition)などの語彙規則を適用し、またそれらの名詞の意味結合をいくつかの代表的なタイプに分類することで複合名詞の意味生成方式を考案し、その語彙規則の形式化に向けた理論的研究を行った。(2)大学院生の研究協力者の協力を得て、すでに稼働中の形態素解析システムを拡張することによって、上記語彙規則のコンピュータ上での実装と動作試験を行った。意味結合のタイプについての情報を構成要素となる名詞の辞書情報として辞書に記述することで、従来の単一化の操作のみをもちいて複合名詞が構成されるようにした。(3)2000Berkeley Formal GrammarConferenceに参加し、語彙規則に基づく疑問文解析、および埋め込み疑問分の意味分類とその表記の仕方についての研究発表を行うとともに、最新の研究の動向調査を行い、計算言語学の研究者と意見交換・交流を計った。