hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乱流燃焼場におけるレイノルズ応力の計測とそのデータベース化

その結果,1)燃焼ガスの平均流速は未燃焼混合気の平均流速より大きく,未燃焼混合気の平均流速;は非燃焼時の平均流速より大きい.一方,非燃焼時の乱れ強さは燃焼ガスの乱れ強さより大きく,燃焼ガスの乱れ強さは未燃焼混合気の乱れ強さより大きいこと,2)燃焼時は,乱流火炎帯で,火炎面前後の熱膨張に起因する流れの加速により,ガス流速のバーナ半径方向および軸方向成分が増加するために,速度勾配が小さくなり,レイノルズ応力が非燃焼時に比べて小さくなること,などの新しい事実を明らかにした.乱流火炎帯における速度変動の3方向成分の同時計測を行い,バーナ変形方向成分から,未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離を行い,火炎面の前後でレイノルズ応力が変化する様子を明らかにした.更に,非燃焼時のレイノルズ応力と比較することにより,非燃焼時と燃焼時では乱流火炎帯における速度分布が大きく異なること,更に,燃焼時にはレイノルズ応力が減少すると言う新たな事実を明らかにした.これまでに,当量比0.80,1.10および1.40のプロパン火炎におけるレイノルズ応力の計測を行った.乱流火炎帯におけるガス流速の計測では,レーザー流速計で記録され得る速度信号が未燃焼混合気の流速なのか,あるいは燃焼ガスの流速なのかを判別する必要がある.ガス流速のバーナ半径方向成分は,火炎片の前後における発熱に起因する熱膨張のために,未燃焼混合気と燃焼ガスの二つのモードが観察される.したがって,ガス流速を未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に判別しない場合,平均流速は二つのモードの中間の価となり,この平均値に基づく速度変動は極めて大きくなり,大きな誤差を誘発する原因となる.従って,先ず,乱流火炎帯における平均流速の定義から改めなくてはならないことが明らかになった.すなわち,ガス流速を未燃焼混合気のそれと燃焼ガスのそれに判別し,未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に判別する.速度変動は,それぞれのモードの平均流速に基づき定義する発用がある.火炎が存在することにより,速度境界層の構造が大きく変化する.すなわち,非燃焼時には,ガス流速のバーナー軸方向成分はバーナ半径方向に減少するが,燃焼時には,火炎面の前後における発熱に起因する熱膨張のために,境界層内の流速が増加し,速度分布が平坦になる.そのために,速度勾配が減少し,レイノルズ応力は著しく減少する.プロパン火炎における実験結果から,層流燃焼速度が等しい燃料希薄側と燃料過濃側を比べると,燃料過濃側で,火炎面の前後における乱れの増加が著しいことが明らかとなった.これは,燃料分子と酸素分子の間の拡散速度の違いにより引き起こされる選択拡散効果であると考えられる.今後は更に,選択拡散が起きにくいメタン火炎における乱れの増加を明らかにしていく.レーザー流速計で計測している速度信号が未燃焼混合気の流速であるのか,あるいは燃焼ガスの流速であるのかを判別するために,レーザ流速計と発光分光計測システムとの同時計測を行っている.しかし,発光分光計測システムのI/Vアンプが老朽化により使用不能となったため,新たに製作し直したため,その製作期間分(約6ヶ月)送れている.レーザー流速計とカセグレン光学計との同時計測を行い,レーザー流速計により計測される速度信号が未燃焼混合気の流速であるのか,あるいは,燃焼ガスの流速であるのか判別し,未燃焼混合気および燃焼ガスのレイノルズ応力を計測を試みる.現段階では,レーザー流速計で記録される速度信号を未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離するには至っていないが,今年度実施予定のカセグレン光学計との同時計測により,レーザー流速計で記録される速度信号を未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離し,更に計測精度を向上し,乱流予混合燃焼場においてレイノルズ応力が変化する様子を明らかにしていく.プロパン火炎では,層流燃焼速度が等しい燃料希薄側と燃料過濃側を比べると,燃料過濃側で,火炎面の前後における乱れの増加が著しいことが明らかとなった.
発育期における筋腱複合体の形状と機能に関する研究

本研究は、発育期における筋腱複合体の形状と機能の特徴およびそれらと身体パフォーマンスとの関連を明らかにすることを目的とした。その主な研究内容と知見は次の通りであった。1.男子中・高校生を対象に、三次元超音波法を用いて腓腹筋とその外部腱であるアキレス腱の形状計測を行い、その結果に基づき発意期における筋と腱の形状における特微について検討した。その結果、(1)成人男性の計測値と比較して中・高校生の筋厚ならびに羽状角の計測値は有意に小さなものであること、(2)腓腹筋外部腱長/全筋長比およびヒラメ筋外部腱長/全筋長比に年齢による差はみられないこと、(3)下腿長は全筋長および腓腹筋外部腱長と、下腿周径囲は筋束長および筋厚とそれぞれ有意な相関関係を示すが、羽状角は形態と一定の傾向を示さないことが明らかとなった。2.高校生を中心とする男女競技選手を対象に、四肢骨格筋の筋形状を測定し、それと筋力との関係を性差との関連で検討した。その結果、(1)筋厚は、いずれ部位においても男子が女子より有意に高い値であり、羽状角は腓腹筋内側頭および上腕三頭筋で、筋束長は外側広筋および上腕三頭筋で、それぞれ男子が女子より有意に高い値を示すが、筋厚および肢長は、それぞれ羽状角および筋束長との間に有意な相関関係は存在せず、それらにおける性差は、羽状角および筋束長の男女差を説明する要因とはならないこと、(2)等尺性の肘伸展、膝伸展、足底屈の各トルクは、男子が女子より有意に高いが、筋体積指標当たりのトルクに有意な性差は存在せず、トルクにおける性差は筋の形状的要因よりも量的要因による影響を強く受けることが明らかになった。3.ジュニアスポーツ選手を対象にした計測結果に基づき、アキレス腱長と運動能力との関係について、性差との関連で検討した。その結果、(1)アキレス腱長は、男子が女子より有意に高い値を示したが、男女込みのデータにおいて、アキレス腱長は下腿長と有意な相関関係にあり、下腿長当たりのアキレス腱長には有意な性差は認められないこと、(2)男女とも、アキレス腱長と垂直跳、反復横跳、50m走、立幅跳、立5段跳の各成績との間に有意な相関関係を示さなかったが、アキレス腱長が長い者ほど、立5段跳の成績に高い値を示す傾向があり、アキレス腱長は連続ジャンプのような動作形態におけるパフォーマンスに影響を与える可能性が示唆された。本研究は、四肢の筋量、筋線維配置、腱組織の形状と弾性、筋力および走・跳動作のパフォーマンスに関する測定を発育期児童・生徒を対象に実施し、発育期における筋腱複合体の形状と機能について明らかにすることを目的としている。

平成16年度は13歳から17歳までの男子86名、女子49名について、身体組成(皮脂厚および筋厚)、関節トルク(肘・膝・足関節)、歩・走パワー、フィールドテスト(走・跳のパフォーマンスおよびスクワット・ベンチプレスでの最大挙上重量)、筋束配置(超音波2次元計測および3次元計測)および足関節周りの腱伸長量および受動トルクについて測定を実施した。そのなかで腓腹筋筋束配置に関する3次元計測は、発育期児童生徒に適応したものとして世界で初めてのものであり、本年度実施した測定は横断的なものであるとはいえ、発育期における筋と腱の成長に関し特筆すべき結果が得られた。すなわち、超音波3次元計測により、腓腹筋の筋束長、羽状角、筋腹長およびアキレス腱長を測定し、それらと下腿長との関係を分析したところ、アキレス腱長のみが下腿長と有意な相関関数を係した。この結果は、脛骨や腓骨の長軸方向の成長と筋腹の長軸方向の成長とは一致せず、筋腱複合体は骨による長軸方向の伸長分を腱の伸長によって担っている可能性を示唆している。また、下腿周径囲は筋厚と相関関係にあり、筋束長とは有意な関係を示さなかった。このことから、成長による筋断面積の増大は、羽状筋の場合に、筋束長の増加を伴うものではなく、羽状角の増大という形で筋線維が肥大するという過程に基づくものであると推察された。昨年度、腓腹筋筋束配置およびアキレス腱長に関する三次元計測の結果として、アキレス腱長のみが下腿長と有意な相関関係を示し、頸骨や腓骨の長軸方向の成長と筋腹の長軸方向の成長とは一致せず、筋腱複合体は骨の成長に伴う長軸方向の伸長分を腱の伸長分によって担っていることが示唆された。しかし、三次元計測を実施した被験者数が少なく、論文として結果をまとめるには至らなかった。そこで、本年度は、まず、中学一年生から高校三年生までの男子30名を対象に筋腱複合体の三次元計測を行い、論文を作成に必要と思われるデータ数を確保した。なお、本年度は膝伸展筋と足底屈筋の弾性特性に関する測定も同時に実施したことから、それら一連の分析結果に基づき、筋腱複合体の発育変化と腱組織弾性特性のそれとの関連について明らかにできるものと期待できる。また、本年度は、3歳から6歳までの男女児370名、および中学一年生から高校三年生までの女子170名を対象に、身体組成の発育変化およびその性差について検証した。また、幼児に関しては、走・跳・投の成績についても実施した。体脂肪量および筋量の発育に関するこれまでの研究は、主に小学生以上の児童・生徒を対象としたものが大半を占め、幼児における身体組成、特に筋量の発育変化における性差、ならびに身体組成の発育変化と運動成績との関係については不明であった。本研究の結果、まず、幼児の段階で、身長および体重には有意な性差が存在しないにもかかわらず、皮下脂肪厚および筋厚には性差が存在し、全試験者をプールしたデータに対し解析を行ったところ、皮下脂肪厚および筋厚ともに、殆どの測定部位において男児が女児より有意に高い値であった。また、両組織厚における性差の程度には部位差が存在し、筋厚の場合に、下肢より上肢・腹部の筋において性差が顕著に表れる傾向が認められた。また、運動成績は、走・跳・投のいずれの種目においても男児が女児より有意に高いスコアを示し、特に投における成績に顕著な性差が確認された。また、女子中・高校生においては、年齢が進むにつれ、体脂肪量および除脂肪体重ともに増加する傾向が認められた。しかし、体脂肪率も年齢とともに増加傾向にあったことから、年齢に伴う組織量の変化として、体脂肪量の増加が除脂肪体重の増加を上回ることが示唆された。一方、皮下脂肪厚および筋厚の年齢変化には部位差が存在し、四肢の皮下脂肪厚は年齢が進むにつれ低下する傾向が認められたのに対し、腹部のそれは逆に増加する傾向にあった。したがって、年齢に伴う体脂肪量の増加は、若年齢者でありながら中年齢者と同様に、体幹部の脂肪量の増加を反映していることが示唆された。
野球成績評価理論に着想を得た知識創造プロセスにおけるメンバー貢献度評価手法の研究

ICT(情報技術)を様々な場面で活用する知識創造社会といわれる昨今は,企業で働くためのICTに関する知識や技術を大学ですでに学んでおくニーズが拡がってきている.とりわけ,情報産業の分野はスキルの標準化が進んでおり,採用企業はスキルや技術力の有無を基準として人材を評価し採用している.しかしながら,能力を発揮しないまま,数か月で退職,転職を繰り返す人材も多い.早期退職の原因として,人材評価をスキルや技術力に偏って判断しがちであることが指摘されているが,具体的な評価方法は存在しない.そのため,知識創造社会でのプロジェクト「メンバー」や「構成員」の貢献度の評価方法を開発することが急務である.特に知識創造社会では,構成員が情報・メディア機器を組織貢献のためにどう活用するかという視点が求められている.また,評価方法には正確性とともに,評価する側が簡単に利用できることが求められている.本研究は,このような問題を解決するために,「野球の攻撃」と「知識創造プロセス」のアナロジーに着目し,野球選手評価数理理論セイバーメトリクスの着想を,組織における知識変換モデルSECIモデルへ適用し,構成員の貢献度を定量的に評価することができる新しい評価指標・方法を明らかにする.そこで, 2011年度は組織構成員の活動を表現するための基礎研究として,ソーシャルキャピタル(紐帯,人脈),消費者価値観分析モデル(4Cs)をパラメータとして持つマルチエージェントモデルを構築し,知識創造過程を性能評価したICT(情報技術)を様々な場面で活用する知識創造社会といわれる昨今は,企業で働くためのICTに関する知識や技術を大学ですでに学んでおくニーズが拡がってきている.とりわけ,情報産業の分野はスキルの標準化が進んでおり,採用企業はスキルや技術力の有無を基準として人材を評価し採用している.しかしながら,能力を発揮しないまま,数か月で退職,転職を繰り返す人材も多い.早期退職の原因として,人材評価をスキルや技術力に偏って判断しがちであることが指摘されているが,具体的な評価方法は存在しない.そのため,知識創造社会でのプロジェクト「メンバー」や「構成員」の貢献度の評価方法を開発することが急務である.特に知識創造社会では,構成員が情報・メディア機器を組織貢献のためにどう活用するかという視点が求められている.また,評価方法には正確性とともに,評価する側が簡単に利用できることが求められている.本研究は,このような問題を解決するために,「野球の攻撃」と「知識創造プロセス」のアナロジーに着目し,野球選手評価数理理論セイバーメトリクスの着想を,組織における知識変換モデルSECIモデルへ適用し,構成員の貢献度を定量的に評価することができる新しい評価指標・方法を明らかにする.そこで, 2011年度は組織構成員の活動を表現するための基礎研究として,ソーシャルキャピタル(紐帯,人脈),消費者価値観分析モデル(4Cs)をパラメータとして持つマルチエージェントモデルを構築し,知識創造過程を性能評価したICT(情報技術)を様々な場面で活用する知識創造社会といわれる昨今は,企業で働くためのICTに関する知識や技術を大学ですでに学んでおくニーズが拡がってきている.とりわけ,情報産業の分野はスキルの標準化が進んでおり,採用企業はスキルや技術力の有無を基準として人材を評価し採用している.しかしながら,能力を発揮しないまま,数か月で退職,転職を繰り返す人材も多い.早期退職の原因として,人材評価をスキルや技術力に偏って判断しがちであることが指摘されているが,具体的な評価方法は存在しない.そのため,知識創造社会でのプロジェクト「メンバー」や「構成員」の貢献度の評価方法を開発することが急務である.特に知識創造社会では,構成員が情報・メディア機器を組織貢献のためにどう活用するかという視点が求められている.また,評価方法には正確性とともに,評価する側が簡単に利用できることが求められている.本研究は,このような問題を解決するために,「野球の攻撃」と「知識創造プロセス」のアナロジーに着目し,野球選手評価数理理論セイバーメトリクスの着想を,組織における知識変換モデルSECIモデルへ適用し,構成員の貢献度を定量的に評価することができる新しい評価指標・方法を明らかにする.そこで,2009年度は組織構成員の活動を表現するための基礎研究として,マルチエージェントモデルとして,待ち行列システムならびにマニュアル作成過程(知識変換過程)を表現し,その性能評価を実施した.ICT(情報技術)を様々な場面で活用する知識創造社会といわれる昨今は,企業で働くためのICTに関する知識や技術を大学ですでに学んでおくニーズが拡がってきている.とりわけ,情報産業の分野はスキルの標準化が進んでおり,採用企業はスキルや技術力の有無を基準として人材を評価し採用している.しかしながら,能力を発揮しないまま,数か月で退職,転職を繰り返す人材も多い.早期退職の原因として,人材評価をスキルや技術力に偏って判断しがちであることが指摘されているが,具体的な評価方法は存在しない.そのため,知識創造社会でのプロジェクト「メンバー」や「構成員」の貢献度の評価方法を開発することが急務である.特に知識創造社会では,構成員が情報・メディア機器を組織貢献のためにどう活用するかという視点が求められている.また,評価方法には正確性とともに,評価する側が簡単に利用できることが求められている.本研究は,このような問題を解決するために,「野球の攻撃」と「知識創造プロセス」のアナロジーに着目し,野球選手評価数理理論セイバーメトリクスの着想を,組織における知識変換モデルSECIモデルへ適用し,構成員の貢献度を定量的に評価することができる新しい評価指標・方法を明らかにする.

そこで,2010年度は組織構成員の活動を表現するための基礎研究として,ソーシャルキャピタルをパラメータとして持つマルチエージェントモデルを構築し,知識創造過程を性能評価した.ICT(情報技術)を様々な場面で活用する知識創造社会といわれる昨今は,企業で働くためのICTに関する知識や技術を大学ですでに学んでおくニーズが拡がってきている.とりわけ,情報産業の分野はスキルの標準化が進んでおり,採用企業はスキルや技術力の有無を基準として人材を評価し採用している.しかしながら,能力を発揮しないまま,数か月で退職,転職を繰り返す人材も多い.早期退職の原因として,人材評価をスキルや技術力に偏って判断しがちであることが指摘されているが,具体的な評価方法は存在しない.そのため,知識創造社会でのプロジェクト「メンバー」や「構成員」の貢献度の評価方法を開発することが急務である.特に知識創造社会では,構成員が情報・メディア機器を組織貢献のためにどう活用するかという視点が求められている.また,評価方法には正確性とともに,評価する側が簡単に利用できることが求められている.本研究は,このような問題を解決するために,「野球の攻撃」と「知識創造プロセス」のアナロジーに着目し,野球選手評価数理理論セイバーメトリクスの着想を,組織における知識変換モデルSECIモデルへ適用し,構成員の貢献度を定量的に評価することができる新しい評価指標・方法を明らかにする.そこで,2011年度は組織構成員の活動を表現するための基礎研究として,ソーシャルキャピタル(紐帯,人脈),消費者価値観分析モデル(4Cs)をパラメータとして持つマルチエージェントモデルを構築し,知識創造過程を性能評価した.
視覚情報の空間的要因と時間的要因が環境色彩の誘目性ならびに視認性におよぼす影響

視覚情報は,フルカラーイメージの情報である.生活環境に存在する物体を正確に認識するには,物体の色や形,材質や表面特性などを工学的に測定する必要がある.また,照明や環境(空間)の認識,視対象における人間の知覚(視覚探索時間)など認知面からの追究が重要である.本研究は,日常生活における色彩情報に影響をおよぼす空間的要因や時間的要因について検討を行った.まずリビングダイニング空間の画像刺激をモニター上に提示し,眼球運動計測を行い,視線分析を行なった.その結果,視線がテーブル→ソファー→壁面の絵画→電気スタンド→ダイニングの順で近隣にある「モノ」を伝わって移動することを確認した.視線は空間の前から後ろへ,空間の周辺から中心へ移動することを明らかにした.モノクローム刺激はカラー刺激に比べて視線の停留点が減少し,停留時間は逆に長くなるなどの傾向を認めた.つぎに,JIS安全色彩に近似の赤,黄,青およびユニバーサルカラーの朱に対応した黄赤に調製した立体刺激(円柱)を作製した.光環境可変型検査装置下で,移動する刺激に対する眼球運動を計測し,視線分析を行なった.その結果,被験者は移動刺激が基準刺激以遠(-)にあるときに両刺激が同位置に見えると応答し,特に青が基準刺激の場合や移動刺激が赤,朱の場合にその傾向が顕著であった.視認誤差は基準刺激が青の場合に大きくなる.逆に青が移動刺激の場合には視認誤差が小さく基準刺激の色彩情報の影響が少ない.視線の停留点時間分析では,補色の関係にある青と黄の組み合わせで視線の停留が長くなる.視認性が低い刺激が移動する際,空間的・時間的要因を注視により補完することなどを示唆した.視覚情報は,フルカラーイメージの情報である.生活環境に存在する物体を正確に認識するには,物体の色や形,材質や表面特性などを工学的に測定する必要がある.また,照明や環境(空間)の認識,視対象における人間の知覚(視覚探索時間)など認知面からの追究が重要である.本研究は,日常生活における色彩情報に影響をおよぼす空間的要因や時間的要因について検討を行った.まずリビングダイニング空間の画像刺激をモニター上に提示し,眼球運動計測を行い,視線分析を行なった.その結果,視線がテーブル→ソファー→壁面の絵画→電気スタンド→ダイニングの順で近隣にある「モノ」を伝わって移動することを確認した.視線は空間の前から後ろへ,空間の周辺から中心へ移動することを明らかにした.モノクローム刺激はカラー刺激に比べて視線の停留点が減少し,停留時間は逆に長くなるなどの傾向を認めた.つぎに,JIS安全色彩に近似の赤,黄,青およびユニバーサルカラーの朱に対応した黄赤に調製した立体刺激(円柱)を作製した.光環境可変型検査装置下で,移動する刺激に対する眼球運動を計測し,視線分析を行なった.その結果,被験者は移動刺激が基準刺激以遠(-)にあるときに両刺激が同位置に見えると応答し,特に青が基準刺激の場合や移動刺激が赤,朱の場合にその傾向が顕著であった.視認誤差は基準刺激が青の場合に大きくなる.逆に青が移動刺激の場合には視認誤差が小さく基準刺激の色彩情報の影響が少ない.視線の停留点時間分析では,補色の関係にある青と黄の組み合わせで視線の停留が長くなる.視認性が低い刺激が移動する際,空間的・時間的要因を注視により補完することなどを示唆した.視覚情報は,フルカラーイメージの情報である.生活環境に存在する物体を正確に認識するには,物体の色や形,材質や表面特性などを工学的に測定する必要がある.また,照明や環境(空間)の認識,視対象に対する人間の知覚(視覚探索時間)など認知面からの追究が重要である.本研究は,視覚情報に影響をおよぼす空間的要因や時間的要因を明らかにし,ユニバーサルデザインへの導入を検討するとともに公共エリアにおける視覚情報の有効性を検証することを目的としている.平成18年度は眼球運動計測装置アイマークレコーダ(EMR-8B)および簡易型非接触アイマークレコーダ(NL8B-A,申請設備備品)により視線動向の計測を行なった.まず刺激としてリビングダイニング空間(カラー画像10枚およびモノクローム画像4枚)をモニター上に呈示し,非接触アイマークレコーダで眼球運動を計測した後,アイマークレコーダ解析ソフトウェア(EMR-dFactory Ver.1.0)により視線の解析を行なった.その結果,テーブル→ソファー→壁面の絵画→電気スタンド→ダイニングの順で近隣にある「モノ」を伝わって視線が移動することを確認した.視線は空間から空間へ移動するのではなく,空間の前から後ろへ,空間の周辺から中心へ移動する.モノクローム刺激はカラー刺激に比べて視線の停留点が減少し,停留時間は逆に長くなるなどの傾向を認めた.つぎに,人間生活における安全性の重要な要因である乗用車の外装色に注目し,刺激として自動車ボディから採取したプレート(2種,5cm×5cm)を光環境可変型検査装置下で移動させ,視線の解析を行なった.刺激の色度の違い(L^*a^*b^*:4.465/-0.066/-1.493,88.304/-1.054/1.239)にかかわらず,基準刺激(固定)に比べ移動刺激に対する視点停留時間が長くなる傾向が認められた.視覚情報は,フルカラーイメージの情報である.

生活環境に存在する物体を正確に認識するには,物体の色や形,材質や表面特性などを工学的に測定する必要がある.また,照明や環境(空間)の認識,視対象における人間の知覚(視覚探索時間)など認知面からの追究が重要である.本研究は,視対象(立体形状)の視認性・誘目性(視覚情報)に影響をおよぼす空間的・時間的要因を検討し,生活用品の操作性向上に寄与する色彩情報の有効性や,日常生活をサポートする色彩環境の検証などを目的としている.JIS安全色彩に近似の赤(7.5R 4.0/11.2),黄(2.5Y 8.0/13.8),青(2.5PB 3.5/8.0)およびユニバーサルカラーの朱赤に対応した黄赤(6.3R 5.7/15.1)に調色した各色紙を用い,円柱(木製,直径:50mm,高さ:50mm)を被覆して立体刺激を作製した.視野角10°の光環境可変型検査装置にそれぞれ傾斜45°の台座にセットした基準刺激と移動刺激を被験者(19歳-23歳,学生)が観察する.基準刺激と移動刺激が同位置に並んだと被験者が認識した時点の刺激間の距離を視認誤差として求めた.また観察時の視線情報を眼球運動計測装置(アイマークレコーダ,nac EMR HM8B)により計測し,視線解析(nac EMR dFactory)を行なった.その結果,被験者は移動刺激が基準刺激以遠(-)にあるときに両刺激が同位置に見えると応答し,特に青が基準刺激の場合や移動刺激が赤,朱の場合にその傾向が顕著であった.視認誤差は基準刺激が青の場合に大きくなる.逆に青が移動刺激の場合には視認誤差が小さく基準刺激の色彩情報の影響が少ない.視線の停留点時間分析では,補色の関係にある青と黄の組み合わせで視線の停留が長くなる.視認性が低い刺激が移動する際,空間的・時間的要因を注視により補完することなどを示唆した.
振動分光法と偏光鈑射蛍光EXAFS法によるレ-ザ-・デポジション素過程の解明

レ-ザ-・デポジション法は、半導体基板上に直接サブミクロン・オ-ダ-の回路パタ-ンを作製しうる次世代極微細デバイス作製技術として多くの注目を集めている.その実現のためにはキ-プロセスである表面反応素過程を解明する必要がある.本研究では、界面構造を基板表面にたいして平行方向と垂直方向に独立に決定しうる新しい表面構造解析手法である偏光全反射蛍光EXAFSと、表面での化学反応過程の解明にきわめて有効な高感度振動分光法である高分解能電子エネルギ-損失分光法を用いて、表面での化学反応により超薄膜形成過程の追跡を試みてきた.今年度は、主としてα-アルミナ表面上にジコバルトオクタカルボニル(dicobaltoctacarbonyl)のCVDにより成長させた酸化コバルト超薄層に関して、偏光全反射蛍光EXAFSにより検討した.実験は、高エネルギ-物理学研究所放射光実験施設のビ-ムラインBLー7CおよびBLー14Aにおいて行なった.s偏光、p偏光のいずれの場合にも、高いS/B比のEXAFSスペクトルが得られた.これのフ-リエ変換により得られた動径分布関数のピ-ク位置は、スピネル構造を有するバルクCo_3O_4と一致した.しかし、各ピ-クの強度比はs偏光とp偏光とで著しく異なった.このことから、α-アルミナ(0001)表面上にCo_3O_4の超薄層が特定の方位に成長していることがわかった.さらに、モデルを用いたシミュレ-ションにより、Co_3O_4とα-アルミナとのエピタキシャル関係を明らかにした.レ-ザ-・デポジション法は、半導体基板上に直接サブミクロン・オ-ダ-の回路パタ-ンを作製しうる次世代極微細デバイス作製技術として多くの注目を集めている.その実現のためにはキ-プロセスである表面反応素過程を解明する必要がある.本研究では、界面構造を基板表面にたいして平行方向と垂直方向に独立に決定しうる新しい表面構造解析手法である偏光全反射蛍光EXAFSと、表面での化学反応過程の解明にきわめて有効な高感度振動分光法である高分解能電子エネルギ-損失分光法を用いて、表面での化学反応により超薄膜形成過程の追跡を試みてきた.今年度は、主としてα-アルミナ表面上にジコバルトオクタカルボニル(dicobaltoctacarbonyl)のCVDにより成長させた酸化コバルト超薄層に関して、偏光全反射蛍光EXAFSにより検討した.実験は、高エネルギ-物理学研究所放射光実験施設のビ-ムラインBLー7CおよびBLー14Aにおいて行なった.s偏光、p偏光のいずれの場合にも、高いS/B比のEXAFSスペクトルが得られた.これのフ-リエ変換により得られた動径分布関数のピ-ク位置は、スピネル構造を有するバルクCo_3O_4と一致した.しかし、各ピ-クの強度比はs偏光とp偏光とで著しく異なった.このことから、α-アルミナ(0001)表面上にCo_3O_4の超薄層が特定の方位に成長していることがわかった.さらに、モデルを用いたシミュレ-ションにより、Co_3O_4とα-アルミナとのエピタキシャル関係を明らかにした.
心室細動の駆動源ローターの特性とその安定化に寄与する電気生理学的機序の解明

渦巻き型旋回興奮波(ローター)は、さまよい運動特性をもつ興奮波で、心臓突然死の主原因となる心室頻拍・細動(VT/VT)の発生に重要な役割を果たすと考えられているが、その動態特性の詳細は未だよくわかっていない。我々は、電気的ストーム家兎モデルを用いて、VT/VFの発生メカニズム、心室筋の電気生理学的・分子生物学的特性の変化を検証する実験研究を行った。このモデル動物は、完全房室ブロックの作成と除細動器(ICD)の埋め込みを組み合わせることで作成され、これを経過観察すると、QT時間が延長、Torsades de Pointes様非持続性心室頻拍(TdP)が反復発生し、頻回のVFエピソードが記録される。摘出灌流心の光学マッピング、単離心室筋細胞を用いたパッチクランプ実験により、TdPとVFは両者ともローターによって維持されているが、各々が特徴的な興奮伝播様式を有していること、より重篤な電気的ストームを経験した家兎心室筋では再分極不均一性が著しく増大していること、その相関に遅延Na電流の増加が寄与すること、が判明した。細胞内Ca活性化シグナル・カルモジュリンキナーゼIIによってNaチャネルサブユニットNaV1.5が過リン酸化されること、神経型NaチャネルサブユニットNaV1.8発現陽性の心筋細胞が出現することを観察した。これらの蛋白修飾作用によって引き起こされる心臓Naチャネルの機能異常が、遅延Na電流亢進の原因であると考えられた。原著論文として未発表であるため実験結果の詳細を割愛した。実験計画の実施が遅延している主な理由として、電気的ストーム家兎モデルの作成・準備に少なくとも3か月という長い期間を要すること、経過観察中に除細動不全による死亡など、実験プロトコールから脱落する家兎が少なくないことが挙げられる。また、モデル動物の作成、経過観察、実験を長崎大学と名古屋大学とで行っているが、どちらともマンパワーが絶対的に不足しており、研究課題の進捗は遅延せざるを得ない状況にある。最終年度も、研究課題の遂行を効率的にするための人的補助が得られる見込みは小さい。代表者・分担者ともにエフォートを上げ、モデル動物の作成数を増やすことで、達成度の遅れを取り戻すよう取り組んでいく。渦巻き型旋回興奮波(ローター)は、さまよい運動特性をもつ興奮波で、心臓突然死を引き起こす心室頻拍や心室細動(VF)の発生に重要な役割を果たすと考えられている。しかし、ローターの動態特性の詳細は未だ明らかにされていない。QT延長症候群は、特有な心電図波形を示す非持続性多型性心室頻拍Torsades de Pointes(TdP)からVFへ移行する心臓突然死疾患である。我々は当該年度、QT延長症候群に類似した電気生理学特徴を有する電気的ストーム家兎モデルを用いて、TdPやVFの興奮伝播様式を高分解能光学マッピングで解析した。TdPとVFは共に、ローターによって維持されていること、各々が特徴的な興奮伝播様式を呈することを観察した(未発表のため詳細は割愛)。その旋回興奮頻度は、TdPでは67Hz、VFでは9Hzであった。さらに、このモデル動物の催不整脈基質に、遅延Na+電流が重要な役割を果たしていることを見出した。パッチクランプ法にて単離心室筋細胞のNa+電流を記録したところ、モデル動物では健常家兎コントロールに比し、その遅延成分(遅延Na+電流密度)が有意に大であった。Na+電流のピーク成分には変化は無かった。心室筋組織では、自己リン酸化カルモジュリンキナーゼII(CaMKII)や酸化CaMKIIの発現が両者ともに増加しており、CaMKIIの著しい活性亢進が示唆された。CaMKIIによる重要なリン酸化標的部位であるNa+チャネルαサブユニットNaV1.5 Ser571が過リン酸化状態であることを検証した。さらに、生体位心・摘出灌流心・単離心室筋細胞を用いた実験にて、ranolazineやlidocaineによる遅延Na+電流阻害が、基質の改善、催不整脈性の抑制に有効であることを確認した。摘出灌流心の光学マッピング、単離心室筋細胞を用いたパッチクランプ実験により、TdPとVFは両者ともローターによって維持されているが、各々が特徴的な興奮伝播様式を有していること、より重篤な電気的ストームを経験した家兎心室筋では再分極

不均一性が著しく増大していること、その相関に遅延Na電流の増加が寄与すること、が判明した。細胞内Ca活性化シグナル・カルモジュリンキナーゼIIによってNaチャネルサブユニットNaV1.5が過リン酸化されること、神経型NaチャネルサブユニットNaV1.8発現陽性の心筋細胞が出現することを観察した。これらの蛋白修飾作用によって引き起こされる心臓Naチャネルの機能異常が、遅延Na電流亢進の原因であると考えられた。原著論文として未発表であるため実験結果の詳細を割愛した。実験計画の実施が遅延している主な理由として、電気的ストーム家兎モデルの作成・準備に少なくとも3か月という長い期間を要すること、経過観察中に除細動不全による死亡など、実験プロトコールから脱落する家兎が少なくないことが挙げられる。また、モデル動物の作成、経過観察、実験を長崎大学と名古屋大学とで行っているが、どちらともマンパワーが絶対的に不足しており、研究課題の進捗は遅延せざるを得ない状況にある。次年度も、研究課題の遂行を効率的にするための人的補助が得られる見込みは少ない。代表者・分担者ともにエフォートを上げ、モデル動物の作成数を増やすことで、達成度の遅れを取り戻すよう取り組んでいく。最終年度も、研究課題の遂行を効率的にするための人的補助が得られる見込みは小さい。当該年度、実験動物からの心筋組織抽出蛋白のリン酸化部位を網羅的に同定する質量解析を外部委託する予定であったが、そのサンプル調整が間に合わなかったため、その委託料が発生しなかった。来年度への繰り越しとした。
化学肥料による赤土微細粒子の流出防止対策に関する研究

化学肥料には,土壌を分散させ,微細土粒子の沈降を抑制する作用があることを明らかにした.化学肥料の分散作用は土壌を微細粒子化させるため農地からの濁水の流出を加速させる.また,沈降抑制作用は沈砂池における濁水の沈降堆積を著しく低下させる.その結果,農地及び沈砂池からの微細土粒子の流出を促し,赤土による海域汚染を助長している.化学肥料の分散作用は0.25mm以下の微細団粒に対し特に顕著であることが明らかになった.化学肥料の添加,無添加濁水における浮遊土砂の沈降現象の相違は目視によっても確認できる.任意経過時間における両濁水の同一水深の浮遊土砂量は化学肥料添加試料が有意に多く,化学肥料に沈降抑制作用があることが明白になった.また,分散及び沈降抑制作用は化学肥料の添加濃度によっても異なることも明らかになった.たとえば,国頭マージ濁水に化学肥料を添加した場合,少量の添加では土壌粒子は分散するが,ある程度増加すると凝集することが認められた.そのような現象は少量の化学肥料ではリン酸の特異吸着によりプラスの変異荷電がマイナスになり,全体のマイナス荷電が増加するため微細土粒子は分散すると推測される.しかし,さらに化学肥料を加えるとリン酸の特異吸着は飽和状態になりマイナス荷電の増加が止まり,さらなる化学肥料の添加はプラスイオンの増加をもたらし,次第にマイナス荷電と電気的に中和することとなる.この状態になると凝集が進むと考えられる.自然土(pH4.5前後)と既畑土壌(pH84)に化学肥料を添加し,土壌1:水溶液50の割合で作成した濁水を30分間往復振とうした結果,土壌に腐植含量が高く,バーミュライト-クロライト中間種鉱物が随伴すると分散しやすく,特にリン安施用は分散に及ぼす影響が強いことが明らかになった.沖縄県に分布する国頭マージの流出濁水に化学肥料が混入すると凝集沈降が著しく抑制されることが明らかになった.この現象は,沈砂池の模型実験から得られた情報によれば沈砂池の規模および構造決定および堆砂効果の評価などに重要な影響を及ぼすことが明らかになった.化学肥料には,土壌を分散させ,微細土粒子の沈降を抑制する作用があることを明らかにした.化学肥料の分散作用は土壌を微細粒子化させるため農地からの濁水の流出を加速させる.また,沈降抑制作用は沈砂池における濁水の沈降堆積を著しく低下させる.その結果,農地及び沈砂池からの微細土粒子の流出を促し,赤土による海域汚染を助長している.化学肥料の分散作用は0.25mm以下の微細団粒に対し特に顕著であることが明らかになった.化学肥料の添加,無添加濁水における浮遊土砂の沈降現象の相違は目視によっても確認できる.任意経過時間における両濁水の同一水深の浮遊土砂量は化学肥料添加試料が有意に多く,化学肥料に沈降抑制作用があることが明白になった.また,分散及び沈降抑制作用は化学肥料の添加濃度によっても異なることも明らかになった.たとえば,国頭マージ濁水に化学肥料を添加した場合,少量の添加では土壌粒子は分散するが,ある程度増加すると凝集することが認められた.そのような現象は少量の化学肥料ではリン酸の特異吸着によりプラスの変異荷電がマイナスになり,全体のマイナス荷電が増加するため微細土粒子は分散すると推測される.しかし,さらに化学肥料を加えるとリン酸の特異吸着は飽和状態になりマイナス荷電の増加が止まり,さらなる化学肥料の添加はプラスイオンの増加をもたらし,次第にマイナス荷電と電気的に中和することとなる.この状態になると凝集が進むと考えられる.自然土(pH4.5前後)と既畑土壌(pH84)に化学肥料を添加し,土壌1:水溶液50の割合で作成した濁水を30分間往復振とうした結果,土壌に腐植含量が高く,バーミュライト-クロライト中間種鉱物が随伴すると分散しやすく,特にリン安施用は分散に及ぼす影響が強いことが明らかになった.沖縄県に分布する国頭マージの流出濁水に化学肥料が混入すると凝集沈降が著しく抑制されることが明らかになった.この現象は,沈砂池の模型実験から得られた情報によれば沈砂池の規模および構造決定および堆砂効果の評価などに重要な影響を及ぼすことが明らかになった.化学肥料には,土壌を分散させ,微細土粒子の沈降を抑制する作用があることを明らかにした.化学肥料の分散作用は土壌を微細粒子化させるため農地からの濁水の流出現象を加速させる.また,沈降抑制作用は沈砂池における濁水の沈降堆積現象を著しく低下させる.その結果,農地及び沈砂池からの微細土粒子の流出を促し海域汚染の原因をもたらしている.化学肥料の分散作用は,化学肥料の添加水及び無添加水中におけるフルイにより耐水性団粒を測定して明らかにした.その結果,化学肥料の分散作用は0.25mm以下の微細団粒に対し特に作用することが明らかになった.化学肥料の添加,無添加濁水の沈降現象の違いは明らかで目視によっても確認できる.任意経過時間における両濁水の同一水深の浮遊土砂量は化学肥料添加試料が有意をもって多く沈降抑制作用が明確である.また,分散及び沈降抑制作用は肥料濃度によっても異なる.たとえば,国頭マージ濁水に化学肥料を添加した場合,少量の添加ではコロイドは分散し,ある程度増加すると凝集することが認められた.その原因を次のように考えた.

少量の化学肥料が加えられた時,リン酸の特異吸着によりプラスの変異荷電がマイナスになる.その結果,全体のマイナス荷電が増加し,コロイドは分散する.さらに化学肥料を加えるとリン酸の特異吸着は飽和になりマイナス荷電は増えなくなる.化学肥料のプラスイオンが増加することにより次第にマイナス荷電と電気的に中和することとなる.この状態になると凝集が進むと考えられる.今後の課題は、各土壌の粘土鉱物組成からリン酸特異吸着について定量的に評価することである。現地土壌について,自然土(pH4.5前後)と既畑土壌(pH84)に化学肥料を添加し,土壌1:水溶液50で30分間往復振とうした結果,土壌に腐植含量が高く,バーミュキュライト-クロライト中間種鉱物が随伴すると分散しやすく,特にリン安施用は分散に及ぼす影響が強いことが明らかになった.化学肥料には,土壌を分散させ,微細土粒子の沈降を抑制する作用があることを明らかにした.化学肥料が土壌の分散に及ぼす影響は,基準施肥量より3倍で強く認められた.化学肥料が土壌の分散に及ぼす影響は施用量や土壌の科学性と鉱物性の差異により異なり,特に,リン安の施用では粒径1.5μm前後の分散に強い影響を及ぼすことが示唆された.化学肥料の沈降抑制は,分散作用による微細土粒子の生産にも起因するが土粒子の荷電に及ぼす影響も大きい.濁水中における微細土粒子の分散,凝集現象はDLVO理論で説明される.すなわち,分散は電気二重層による粒子間反力がファンデルワールス引力に卓越する場合に起こり,凝集は土粒子間引力が反力より大きいことにより起こる.したがって,高濁水濃度ほど沈降が早いのは濃度増加に伴うpH低下(赤土は酸性土壌)によって土粒子表面のマイナスイオンがH+で中和され電気二重層の反力が減少することと土粒子密度の増加で粒子間距離が接近しファンデルワース引力が増大するためである.しかし,化学肥料の存在は濁水のpHを上昇させるため電気二重層の反力を強める結果をもたらし凝集を抑制する方向に作用する.任意経過時間における化学肥料添加濁水と無添加濁水の粒径分布を調べると無添加では10ミクロン以上の粒径はすべて沈降するが添加試料では,なお60%が浮遊状態にある.このような現象は現地沈砂池でも確認された.たとえば,24時間後の沈砂池の深さ別(水面,0.5m,1.0m,1.5m)の濃度はそれぞれ474,495,512,502mg/Lであり,粒径分布にもほとんど差はみられない.化学肥料の影響を強く受けていることがわかる.浮遊土砂流出モデルの構築に関しては,モデルのファクターとして,化学肥料の影響度を調査している.化学肥料には,土壌を分散させ,微細土粒子の沈降を抑制する作用があることを明らかにした.化学肥料の分散作用は土壌を微細粒子化させるため農地からの濁水の流出を加速させる.また,沈降抑制作用は沈砂池における濁水の沈降堆積を著しく低下させる.その結果,農地及び沈砂池からの微細土粒子の流出を促し,赤土による海域汚染を助長している.化学肥料の分散作用お確認は化学肥料の添加水および無添加水中におけるフルイ試験により耐水性団粒を測定して行った.その結果,化学肥料の分散作用は0.25mm以下の微細団粒に対し特に顕著であることが明らかになった.化学肥料の添加,無添加濁水における浮遊土砂の沈降現象の相違は目視によっても確認できる.任意経過時間における両濁水の同一水深の浮遊土砂量は化学肥料添加試料が有意に多く,化学肥料に沈降抑制作用があることは明白である.また,分散及び沈降抑制作用は化学肥料の添加濃度によっても異なる.
翻訳後N-ミリストイル化反応を介する新規なアポトーシス制御機構の解析

本研究では翻訳後N-ミリストイル化がアポトーシス過程で多くのアポトーシス関連タンパク質に生ずる普遍的な翻訳後修飾であるか否かについて検討した。その結果、これまで、Bid,アクチン,ゲルゾリン等のごく少数のタンパク質に生ずる例外的な翻訳後修飾であると考えられてきた翻訳後N-ミリストイル化は、アポトーシス過程で、多くのカスパーゼ基質に生じる普遍的なタンパク質翻訳後修飾であることが明らかになった。翻訳後N-ミリストイル化されたゲルゾリン(t-ゲルゾリン)によるアポトーシス抑制作用について解析を行った。まずt-ゲルゾリンと特異的に相互作用するタンパク質の探索を行ったところ、t-ゲルゾリンと同様翻訳後N-ミリストイル化されるがその生理的機能が同定されていないt-アクチンとt-ゲルゾリンとが相互作用し、ミトコンドリアへと移行する可能性が示唆された。しかし、プルダウンアッセイによりt-ゲルゾリジとt-アクチンとの結合を検討したところ、明確な直接的な結合は検出されなかった。この両者の相互作用のt-ゲルゾリンによるアポトーシス抑制作用における役割について現在検討中である。続いて生体内に存在する翻訳後N-ミリストイル化を生ずるタンパク質を網羅的に同定し、t-ゲルゾリンによるアポトーシス抑制との関連を検討することを目的として解析を行った。即ち、総ての既知のカスパーゼ基質を収集したカスパーゼ基質データベース、あるいはヒトゲノムがコードする全タンパク質の配列データからカスパーゼ切断に伴い翻訳後N-ミリストイル化を生ずる可能性のある候補タンパク質をそのアミノ酸配列から見い出す方法を確立した。この手法を用いて見い出した候補タンパク質について、そのcDNAを用いて、アポトーシス誘導に伴うカスパーゼ切断、翻訳後N-ミリストイル化の有無について検討した結果、数個のタンパク質について、アポトーシス誘導に伴い翻訳後N-ミリストイル化が生ずることが確認された。これらのタンパク質のアポトーシスにおける生理的機能、またt-ゲルゾリンとの相互作用について現在検討中である。平成21年度の本研究においては、生体内に存在する翻訳後N-ミリストイル化を生ずるタンパク質を網羅的に同定しそのアポトーシスにおける機能を検討することを目的とし以下の実験を行った。[1]カスパーゼ基質のデータベースであるCasbaseに登録された約300のカスパーゼ基質の中からカスパーゼ切断後、Glyで始まるN-ミリストイル化コンセンサスモチーフを持つタンパク質を見い出す。[2]NCBIデータベースより得たヒトの全タンパク質の配列データを対象として、カスパーゼ切断部位(DXXD等)の直後にN-ミリストイル化コンセンサスモチーフ(GXXXSX等)が存在する配列を計算機により検索し、カスパーゼ切断後に翻訳後N-ミリストイル化を生じ得る候補タンパク質を見い出す。その結果、[1],[2]のいずれからも多数の候補タンパク質を見いだした。これらの候補タンパク質について、全長cDNAを入手し、切断断片のN-ミリストイル化について無細胞タンパク質合成系、あるいは遺伝子導入COS-1細胞における代謝標識実験により検討した結果、CDC6やKeap-1といったアポトーシス、あるいはストレス応答に関連した細胞情報伝達の制御機構において重要な役割を演じる生理活性タンパク質のカスパーゼ切断断片がN-ミリストイル化され得ることを見いだした。現在、これらのタンパク質のアポトーシス過程における翻訳後N-ミリストイル化とその生理的意義について検討を行っている。今年度の本研究では、昨年度までの本研究から見いだされた翻訳後N-ミリストイル化される可能性のある候補タンパク質について、細胞のアポトーシス過程における翻訳後N-ミリストイル化の有無、また、それらの細胞内局在、生理的機能について検討を行った。その結果、カスパーゼ基質のデータベースであるCasbaseに登録された約300のカスパーゼ基質の中から見出された候補タンパク質では、CDC6,PKCεといった細胞情報伝達に重要な機能を果たすタンパク質が、thapsigargin等のアポトーシス刺激に伴いカスパーゼにより切断され、その切断断片に翻訳後N-ミリストイル化が生じる事が示された。またNCBIデータベースに収録されたヒト全タンパク質の配列データからカスパーゼ切断部位(DXXD等)の直後にN-ミリストイル化コンセンサスモチーフ(GXXXSX等)が存在する配列を検索することにより見出された候補タンパク質では、SHFM3,SUFUといった、形態形成に関与するタンパク質がエトポシド等のアポトーシス刺激に伴いカスパーゼ切断され、その切断断片が翻訳後N-ミリストイル化を生じることが示された。これらの翻訳後N-ミリストイル化されたカスパーゼ切断断片のうちtPKCεおよびtSUFUについてその細胞内局在を免疫染色法により検討した結果、これらはいずれも細胞質に局在することが示され、多くのN-ミリストイル化タンパク質が局在する原形質膜、オルガネラ膜とは異なることが明らかになった。これらの細胞質に局在する翻訳後N-ミリストイル化されたタンパク質の生理的機能について検討中である。
高精細３次元音空間情報のセンシングとディスプレイ技術の開発

本研究では,コミュニケーション技術の高度化に極めて有効な3次元音空間情報のセンシングとディスプレイに関する基盤研究の開発を,3次元音空間知覚特性の解明とあわせて推進した。その結果,センシング技術では,球面調和関数展開を規範とした球状と円柱状のマイクロホンアレイを用い,頭部伝達関数表現法の高度化などを達成した。ディスプレイ技術では,複数聴取点において同時に高精度に音空間情報を提示可能なアンビソニックス技術の定式化などを行った。また,臨場感を高める上で必須の音空間知覚機序の解明では,頭部運動中は音空間知覚精度が低下するという,将来のシステム応用に向け興味深い知見を得,その知覚モデルの検討を行った。コミュニケーション技術の高度化に極めて有効な3次元音空間情報の取得と再生を高精度で行うシステムの実現には,原理的に厳密な音場情報の取得・合成が可能であることと,迫真性や臨場感などの高次感性情報を高める上で重要な聴取者の動的挙動への対応が可能であることが必須である。本研究の目的は,これらの特性を持つキルヒホッフ・ヘルムホルツ方程式や球面調和展開に基づく方法と音伝搬伝達関数合成法を用い,3次元音空間情報のセンシングならびに聴覚ディスプレイを対象として,その高度化と合理的なシステム規模による実現技術を開発することである。平成24年度は,聴覚ディスプレイ技術の最終段である聴取者への音提示デバイスについて,スピーカを使用したトランスオーラル型の提示デバイスを想定し,音空間聴取時の聴取者の動きに対応すべく,ステレオカメラを用いて聴取者の頭部の動きをセンスする新しい技術や,聴取者の微小な動きにも頑健に動作するクロストークキャンセラ用スピーカ配置について研究を進めた。これらの技術は,ごく少数のスピーカ数で聴取者に適切な音空間を提示するために必須の技術であり,高精度な音空間を合理的なシステム規模で実現する際の要素技術となる。本研究で確立した位相限定相関法を用いた聴取者の頭部位置センシング手法は,シンプルな処理ながら,聴取者の比較的はやい頭部運動にも充分に追従することができた。また,クロストークキャンセラ用スピーカ配置の検討では,新しい評価指標を提案することで,5度程度の聴取者の頭部位置変化にも頑健に対応することができるものであった。これ以外にも,頭部運動中の音空間知覚に関する研究や,球状マイクロホンアレイを用いた頭部伝達関数合成手法の研究,音空間高精度提示により実現されるコンテンツから受ける高次感性情報の知覚機序の解明などにおいて,多くの成果が得られ,対外発表も積極的に行った。本研究の目的は,これらの特性を持つキルヒホッフ・ヘルムホルツ方程式や球面調和関数展開に基づく方法と音伝搬伝達関数合成法を用い,3次元音空間情報のセンシングならびに聴覚ディスプレイを対象として,その高度化と合理的なシステム規模による実現技術を開発することである。平成25年度は,前年度から継続して聴取者の頭部位置センシング手法の開発を進めるとともに,アンビソニックスを規範とした音空間収音再生手法に関し,円筒形に配置したマイクロホンとスピーカアレイを用いた円筒型アンビソニックスの提案を行った。この手法は,リング上に構成したマイクロホンとスピーカを円筒状に複数個配置し,リングの数,配置間隔を適応的に変えることで,収音・再現する音空間の精度を方向ごとに変えることが可能となるものである。水平方向の音空間知覚精度の方が垂直方向の音空間精度に比べて低い人間の特性を反映さえることが可能など,通常の球状配置のものに比べ人間との親和性の高い手法となっている。これ以外にも,頭部運動と音空間知覚に関する分析や,球状マイクロホンアレイを用いた3次元音空間収音技術,ならびに,それに関する頭部伝達関数の関数表現手法の提案など,3次元音空間情報のセンシングならびに聴覚ディスプレイに必要な様々な要素技術の開発を進め,国内外の学会で招待講演も含めて精力的に発表を行った。

平成26年度は本研究プロジェクトの最終年度であり,これまで培ってきたセンシング,ディスプレイ技術の高度化と,システム構築に必要な要素技術の確立を主眼として研究を遂行した。センシング,ディスプレイ技術では,球面調和関数展開を規範とした球状マイクロホンアレイを用いた3次元音空間収音再生技術において,頭部伝達関数の測定位置,密度と再現音空間精度の検討を行うとともに,複数の聴取点において同時に高精度に音空間情報を提示可能なアンビソニックス技術を提案した。また,頭部伝達関数の表現手法についても,球体との形状の差分に基づいて頭部伝達関数が有する急峻なピークやディップを吸収する表現法を提案した。一方,人間の音空間知覚メカニズムの解明では,頭部運動と音空間知覚との関連を詳細に検討し,頭部運動中は音空間知覚精度が低下するという興味深い知見が得られている。本研究プロジェクトを通して,これまでにない新しい音空間センシング,ディスプレイ技術が提案でき,当初の目的を充分に達成できたものと考えている。今後はこの提案技術をより深化させるとともに,新しい空間表現方法としてインタラクティブメディアなどにおけるディスプレイ技術としても展開していく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は,平成24年度に行ってきた基礎的な検討に基づいて,さらに研究を進展させた。円筒形アンビソニックスなど,新しい音空間収音再生技術を開発し,人間の音空間知覚に関する基盤となる知見を得るなど,当初予定の研究成果を着実に,かつ,順調に得ることができている。また,実際に構築したシステムを用いたデモ展示も行っており,社会的にも研究成果のアピールが行えた。以上の成果を総合的に判断し,当初予定通り順調に研究が推移していると評価した。情報学平成24年度,平成25年度とも順調に研究が推移しており,平成26年度は最終年度として,これまで開発してきた技術の統合と,評価を進めていく。さらに,センシングした音空間情報をネットワークを介して遠隔地に伝送して再現するためのネットワーク配信技術についての研究など,これまで検討を進めてこなかった要素技術についても,システム統合の観点から研究を進めていく。その一方で,いずれの技術においても基盤となる人間の音空間知覚過程の解明に関しては,頭部運動など人間の動きも加味して研究を進めていく。平成24年度は,本研究プロジェクトの初年度であり,最終的な実現目標である3次元音空間情報のセンシングならびに聴覚ディスプレイ技術のシステム応用を念頭にした要素技術の洗い出し,検討が重要な課題となっていた。このような状況の中,すでに研究実績で記載したとおり,最終的に聴取者に精度高く音空間を提示するために必須となる,頭部位置センシング技術,クロストークキャンセラ用スピーカ配置手法,頭部伝達関数合成法など,核となる要素技術について,すでに国内外で発表できる成果が得られた。また,システムが実現された際に視聴者が知覚する高次感性情報の知覚機序についても検討がなされ,システムにより再現される音空間の精度を評価する際の主観的指標としての適用可能性を秘めた知見も得られている。