hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鎮痛補助薬のＴＲＰチャネルに対する作用の検討

次に細胞内カルシウム測定実験において、アセトアミノフェンの代謝産物の一部がTRPV1の細胞内カルシウムの上昇を引き起こすことを明らかにした。現在、TRPV1を一過性発現させたHEK細胞においてパッチクランプ法を用いて作用機序の解明を目指しているところである。またアセトアミノフェン以外の薬剤である抗てんかん薬(ガバペンチン、クロナゼパム)、プレガバリンのTRPチャネルに対する作用に関しては、細胞内カルシウム測定器を用いた系において一部のTRPチャネルへの反応が観察された。東日本大震災の影響により科研費が全額支給されない可能性が出たため、研究に必要な機器の購入を変更せざるを得なかった。計画では蛍光顕微鏡を購入予定だったが、以前に購入した顕微鏡を改造して用いることとなった。この改造に4ヶ月ほどの時間がかかり、その間セットアップが不可能であった。またパッチクランプ実験では必須である電気ノイズ除去がうまくいかず、アースを打ち直す工事も必要となった。そのため、パッチクランプ実験に関しては、ようやく準備が整った段階である。同時進行で行う予定であった、細胞内Ca測定実験に関しては、予定している一部の系(TRPA1,TRPV1)に関してPreliminaryな結果は得られているが、まだ他の系(TRPV2,TRPV3,LTRPV4,TRPM8)に関しては、まだ結果が出ていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。上記「研究実績の概要」に記載したとおり、アセトアミノフェンおよびその代謝産物のTRPA1への作用機序のパッチクランプ法を用いた作用機序の解明を進めたが、他施設より報告が出されたため、このテーマに関しの研究は中止とし、方向転換する必要があった。次にターゲットとしたのは同じ痛みに関係する受容体として報告されているTRPV1である。まず細胞内カルシウム測定を用いてアセトアミノフェンとその代謝産物のTRPV1に対する作用のスクリーニングを行った。その結果、アセトアミノフェンの代謝産物の一部がTRPV1に作用することが判明した。そこで現在、この物質のTRPV1に対する作用をパッチクランプ法を用いて作用機序の解明を行っているところである。またアセトアミノフェン以外の薬剤である抗てんかん薬(ガバペンチン、クロナゼパム)、プレガバリンのTRPチャネルに対する作用に関しては細胞内カルシウム測定実験は行ったが、パッチクランプ法による測定はまだ行っていない。細胞内カルシウム濃度測定実験において結果の得られたもの(TRPA1とTRPV1)について、パッチクランプ法を用いた実験を行い電気生理学的解明を目指す予定であう。アセトアミノフェンの代謝産物のTRPV1に対する作用の機序解明を、TRPV1を一過性に発現させたHEK細胞を用いてパッチクランプ法を用いた電気生理学的手法を用いて行う。
胆汁メタボローム解析を用いた胆道癌新規バイオマーカーの開発

良性胆道疾患と、胆道癌に関して、採取した胆汁、各々3検体ずつ用いて解析を行い、両群に統計学的有意差を持って差がでる物質を同定することを目的として解析を行った。内部標準物質の濃度が50μMとなるように調整した450μLのメタノール溶液に50μLの胆汁を添加して攪拌を行う。これに500μLのクロロホルム及び200μLのMilli-Q水を加えて攪拌し、遠心分離を行った。遠心分離後、水層を限外濾過チューブに200μL移し、遠心後、限外濾過処理を行った。濾過を乾固させ、再び50μLのMilli-Q水に溶解し測定に共した。陽イオン性代謝物質及び陰イオン性代謝物質の測定をCE-TOFMS systemにて行った。CE-TOFMSで検出されたピークは、自動積分ソフトウェアのMasterHands ver.2.17.1.11を用い、シグナル・ノイズ比が3以上のピークを自動抽出し、質量電荷比、ピーク面積値、泳動時間を得る。得られたピーク面積を相対面積値に変換し、アダクトイオン及び脱水、脱アンモニアなどのフラグメントインなどの分子関連イオンを削除した。検出されたピークについて、代謝物質ライブラリに登録されている全物質と照合、検索を行った。結果、107のピークが得られた。これらを用い、最も悪性群と良性群の識別に寄与する可能性である物質Aが同定された。さらに二次試験として、胆汁中に含まれる物質Aを、悪性4例、良性2例の保存胆汁の解析し、その定量を行った。下記に物質Aの濃度を示す。1悪性3.1μmol/L 2悪性3.1μmol/L 3悪性4.6μmol/L4悪性2,1μmol/L 5良性7.4μmol/L 6良性6.4μmol/L以上のように、良性では高い濃度を示す物質Aは、悪性では低い傾向があることが示された。悪性、良性各々3例の胆汁を用い、メタボローム解析をおこなった。胆汁採取条件は、ENBD留置中で、造影剤の混入のない、減黄完了後の採取胆汁である。また、最終的に外科的切除がなされ、悪性の根拠が得られ、良性では1年以上の臨床経過から良性であると判断されている。候補物質のうち、多変量解析により物質Aが有意差をもって悪性で発現していない結果が得られた。概ね順調にすすんでいる。現在さらに物質Aに関して追加解析を行っている。同様に良性、悪性で有意差をもって判定されれば、前向きの試験を計画する予定である。国際学会での情報収集のため、旅費が必要となったため。
蛋白質立体構造予測への人工知能的アプロ-チ

久保田コンピュ-タ社製TITANグラフィックワ-クステイション及びサンマイクロシステムズ社製SUN3/260ワ-クステ-ションを中心とする蛋白質立体構造解析人工知能システム本研究課題で設置構築し、これを最大限に活用することにより次の成果を得た。構造予測の問題の内、最も難しいのが、アミノ酸配列情報のみが与られている場合である。この場合は従来の物理化学的原理に基づく方法は、基本的な因難を抱えていて簡単な解決は存在しないと、過去30年間のこの分野の研究から考えられるに至っている。そこで本研究では今までの方法とは本質的に異なるアプロ-チとして、生物進化を基礎にするパタ-ン認識の方法の可能性を試みることにした。そのために球状蛋白質中のポリペプチドフラグメントの主鎖立体構造の分布を調べた。その結果クラスタ-状の分布が見いだされた。これによって主鎖構造の定量的分類法を導くことが出来る。構造予測の問題の内、部位特異的アミノ酸置換に伴う構造変化を予測する問題は最も簡単な問題であるが、この場合は構造変化をそれに伴って起こる機能変化を説明し得る精度で予測することが求められている、ところが、一つのアミノ酸置換に伴う構造変化は一般に小さく、室温に於ける構造揺らぎの振幅以下である。従って予測すべきことは、アミノ酸置換にともなう動的構造の変化である。そこで動的構造を記述する方向に研究を進めた。その結果、球状蛋白質の立体構造の動きには、基準振動解析で理解できる固体的な側面と、急冷によってガラス状態を生み出すような液体的な側面があることが明らかにされた。クボタコンピュータ社製TITANグラフィックスーパーコンピュータ及びサンマイクロシステムズ社製SUN3/260ワークステーションを中心とする蛋白質立体構造解析人工知能システムが、年度ぎりぎりに納入された。現在までのところこのシステムを順調に運転するために最大の努力をはらっている。特にTITANには、システム上の多くのバグが存在し、そのため研究室ですでに開発済みの多くのプログラムをこのシステムで走らせる上で、多大の労力を強いられている。現在までのところ、すでに一部開発済みの立体構造要素のリレーショナル・データ・ベースをこのシステムの上で走らせた。このデータ・ベースでは二次構造はさしあたりKabsch-Sanderの方法で同定されているが、それを精密化するため、より理論的基礎のはっきりしている方法の開発に取り組み、ある程度の見通しを得ている。また蛋白質を構成する原子の結合様式を、表現するテーブルを人工知能言語Lispを用いて生成するプログラムを開発した。クボタコンピュ-タ社製TITANグラフィックス-パ-コンピュ-タ及びサンマイクロシステズ社製SUN3/260ワ-クステ-ションを中心とする蛋白質立体構造解析人工知能システムが、昨年度末に納入され、本年度初頭はこのシステムの運転に多大の努力を払った。このシステムには多くのバグが存在にしたため、研究室で既に開発済みの多くのプログラムをこのシステムに移植するのに多大の労力を強いられた。その結果、以前に一部開発済みの発体構造要素のリレ-ショナル・デ-タ・ベ-スをこのシステム上に移植した。このデ-タ・ベ-スでは、二次構造はさしあたりKabschーSanderの方法で同定されているが、これを精密化するために、蛋白質中のペプチド主鎖フラグメントの取る立体構造の分布を定量的に調べている。その結果αヘリックスやβストランド等の二次構造の分布の平均とその周りの分布の大きさを定量的にとらえることができた。これらの二次構造以外にも、四残基フラグメントの場合には、二つのはっきりした分布の固まりが有することが解った。これらの分布で定量的に定義される構造を基に、デ-タ・ベ-スを構築することが次の課題である。また、蛋白質の立体構造を計算機内に構築する際必要な原子の結合様式を表現するテ-ブルを人工知言語LISPを用いて開発した。部位

特異的アミノ酸置換による構造予測に置いては、立体構造のダイナミックスに関する知見が必須である。天然状態における立体構造のダイナミックスに関しては、いくつかの基本的性格を明らかにした。久保田コンピュ-タ社製TITANグラフィックワ-クステイション及びサンマイクロシステムズ社製SUN3/260ワ-クステ-ションを中心とする蛋白質立体構造解析人工知能システムを本研究課題で設置構築し、これを最大限に活用することにより次の成果を得た。構造予測の問題の内、最も難しいのが、アミノ酸配列情報のみが与えられている場合である。この場合は従来の物理化学的原理に基づく方法は、基本的な困難を抱えていて簡単な解決は存在しないと、過去30年間のこの分野の研究から考えられるに至っている。そこで本研究では今までの方法とは本質的に異なるアプロ-チとして、生物進化を基礎にするパタ-ン認識の方法の可能性を試みることにした。そのために球状蛋白質中のポリペプチドフラグメントの主鎖立体構造の分布を調べた。その結果クラスタ-状の分布が見いだされた。これによって主鎖構造の定量的分類法を導くことが出来る。構造予測の問題の内、部位特異的アミノ酸置換に伴う構造変化を予測する問題は最も簡単な問題であるが、この場合は構造変化をそれに伴って起こる機能変化を説明し得る精度で予測することが求められている。ところが、一つのアミノ酸置換に伴う構造変化は一般に小さく、室温に於ける構造揺らぎの振幅以下である。従って予測すべきことは、アミノ酸置換にともなう動的構造の変化である。そこで動的構造を記述する方向に研究を進めた。その結果、球状蛋白質の立体構造の動きには、基準振動解析で理解できる固体的な側面と、急冷によってガラス状態を生み出すような液体的な側面があることが明らかにされた。
投票率の経済的評価に関する研究

本研究は、日本の地方選挙を対象に「投票率が高い自治体ほど、財政効率化のための外部委託が進捗している」という仮説を検証し、投票率を経済的側面から評価する試みである。市議会選挙の投票率はすでに収集していたことから、研究期間の初年度はまず、市長選挙の投票率と一部の町村長選挙の投票率のデータ収集を行なった。対象は統一地方選があった2011年と2015年を含めた2009年度2016年度に実施された市長選挙である。市町村選挙に関する投票率のデータは網羅的に整備されていないため、朝日新聞記事データベース「聞蔵II」や読売新聞オンラインサービス「ヨミダス歴史館」などを利用し、都市別の選挙結果が掲載された記事を1つ1つ検索して収集した。また本研究との関連から、各都市の市長選挙と市議会選挙の投票率を使って相対的投票率(市議選の投票率/市長選の投票率)を求め、都市間で地域差が見られることを確認し、その要因を検討する論文も執筆した。論文は2019年度以内に出版される予定である。初年度の研究計画では、市長選挙の投票率だけでなく、町村長選挙や町村議会選挙に関してもすべての投票率を収集する予定であった。しかし昨年度から大学を移籍したこともあり、講義準備に予想以上に時間を要したことや、研究環境も変わったことから、十分にデータを収集する時間が確保できなかった。そのため町村選挙のデータに関しては部分的にしか収集できておらず、初期の計画に比べて少し遅れた進捗状況になっている。まず「聞蔵II」や「ヨミダス歴史館」などを利用し、残りの町村選挙の投票率を収集する。次に国内外の先行研究も踏まえながら、分析手法を検討して研究設計を具体化する。その上で実証分析を行ない、本研究の仮説を検証する。研究費の使用時期が年度末になった関係上、次年度使用額が残っているが、すでに初年度の予算額はほぼ全て使用してる。ただ本研究に関連する国内外の文献が予想以上に多く、予算内の研究費でより研究に資する文献を時間をかけて判断した上で購入する必要があったため、初年度の研究費は若干残っている。もちろん研究の目的を果たすために、2019年度内に初年度の予算と2年目の予算を用いて物品などを購入する。
日本でのラフカディオ・ハーン像の形成において邦訳が果たす役割

本研究の目的は、ラフカディオ・ハーン(小泉八雲)が残した数多くの作品のうち、主に日本時代に書かれた随筆や旅行記などの邦訳を研究することにより、翻訳が形作ってきた日本人のハーン像を明らかにすることである。この目的を達成するため、今年度は、「英語教師の日記から」に焦点を絞り、その複数の邦訳作品を比較研究した。この「日記」は、日本時代のハーンの代表作のひとつである『見知らぬ日本の面影』(1894)に収録されており、英語教師という、作家とはまた異なるハーンの一面を知るためにも欠かすことのできない作品である。「英語教師の日記」には複数の邦訳が存在するが、2018年度の研究では、平井呈一と平川祐弘による訳を取り上げた。どちらも日本におけるハーンの受容において重要な役割を果たした訳である。「日記」の特徴は、日本人学生が書いた英作文や『君が代』の歌詞など、ハーン本人の英文とは異質のテクストがいくつも挿入されていることである。ハーンがあえて訂正せずに掲載した日本人学生のぎこちない英文や、ローマ字表記の日本語で記された『君が代』の歌詞などは邦訳をする際に訳者の工夫が必要となる箇所であるため、それだけ訳者の個性も出やすく、比較研究に適しているといえる。二つの訳の比較により明らかになったのは、平川訳が、日本語と英語の混在、外国語での、あるいは外国語との接触というハーンの原文の重要ではあるが、英語だけで読んでいたのでは気づくにくいテーマをより鮮明に浮かび上がらせてみせたということであり、当然、そこから立ち上がってくるハーン像も従来のものとは大きく異なってくる。しかし、これは平井訳が劣っているということではなく、平川のような大胆な訳が可能になったのも、ひとつには、平井のようにオーソドックスな日本語訳がすでに存在していたからであるとも考えられ、そこに同じ作品を何度も訳すことの意義があるといえる。本研究は、ハーンが日本時代に書いた作品の邦訳を主な研究の対象としているが、1890年に来日してから1904年に没するまでの間に刊行された単行本は10冊を越える。さらに、ハーンの邦訳の歴史は90年を越え、邦訳の数も多く、訳文の趣向も多様である。これまでの研究により、主な邦訳作品の収集はほぼ完了しているが、ハーンの代表作は現在でも新訳が刊行されているので、引き続き資料収集を続ける必要がある。数多くのハーンの邦訳作品のうちで、本研究が現在考察の対象としているのは、来日後初の単行本となった『見知らぬ日本の面影』(1894)である。この作品集には、日本という異国に初めてじかに接したハーンの驚きと喜びが顕著にあらわれた作品が収録されており、それらの邦訳は、日本におけるハーン像の形成に深い影響を及ぼしてきたと考えられる。2018年度に主な研究の対象とした「英語教師の日記から」も『面影』中の一篇であるが、当面の研究でも『面影』に収録された作品の邦訳を優先的に取り上げていく予定である。研究者や翻訳家や作家など、ハーンの作品はさまざまな訳者によって日本語にされてきたが、現在の研究では、平井呈一と平川祐弘による邦訳を主な考察の対象としている。1940年に岩波文庫の一冊として刊行された平井訳の『怪談』は、数あるハーンの邦訳書の中でも定訳としての地位を確立している。さらに平井は、個人で『全訳小泉八雲作品集』全12巻(恒文社、1964-67)を刊行するという偉業を成し遂げた。平川が中心となって編訳された講談社学術文庫のシリーズ「小泉八雲名作選集」は、ハーンの作品を網羅的に集めたアンソロジーとしては現在最も手に入りやすいものである。どちらの訳も、日本におけるハーン受容において重要な役割を果たした訳であり、現在優先的に研究を進めている。これまでと同じように、考察の対象とする邦訳作品の収集と選定は続けていくが、当面は、『見知らぬ日本の面影』に収録された作品を主な考察の対象とする予定である。日本時代のハーンのデビュー作となる『面影』は、日本では『怪談』に次いで広く読まれており、そこには、2018年度に取り上げた「英語教師の日記から」のように、日本人のハーン像を考察する上では欠かすことのできない作品が収録されている。邦訳手法の分析に加え、訳者が訳を手がけることになった動機や経緯、また、彼らに翻訳を要請した社会的・文化的背景についても研究を深め、より広い視野から各邦訳の意義を読み解けるようにしたい。翻訳という行為をより多角的にとらえるために、トランスレーション・スタディーズの成果も有効に取り入れられるようにしたい。これまでの研究では、翻訳理論家として著名なローレンス・ヴェヌティが提唱した「受容化(domestication)」と「異質化(foreignization)」の理論や、ヴェヌティが参考にしたドイツの神学者フリードリヒ・シュライアーマハーの翻訳論、フランスの翻訳理論家であるアントワーヌ・ベルマンが問題にしている翻訳の「テクスト歪曲システム」、そして、クワメ・アンソニー・アピアの「厚い翻訳」の概念などを援用して、個々の考察に理論面での裏付けを与えられるようにしてきた。しかし、トランスレーション・スタディーズは、言語学や文学理論、文化研究などさまざまな学問分野と交わりながら発展を続けている学際的な研究領域であるため、今後も研究を続けていく必要がある。

本研究の目的は、ラフカディオ・ハーン(小泉八雲)が残した数多くの作品のうち、主に日本時代に書かれた随筆や旅行記などの邦訳を研究することにより、翻訳が形作ってきた日本人のハーン像を明らかにすることである。この目的を達成するため、今年度は、「英語教師の日記から」に焦点を絞り、その複数の邦訳作品を比較研究した。この「日記」は、日本時代のハーンの代表作のひとつである『見知らぬ日本の面影』(1894)に収録されており、英語教師という、作家とはまた異なるハーンの一面を知るためにも欠かすことのできない作品である。「英語教師の日記」には複数の邦訳が存在するが、2018年度の研究では、平井呈一と平川祐弘による訳を取り上げた。どちらも日本におけるハーンの受容において重要な役割を果たした訳である。「日記」の特徴は、日本人学生が書いた英作文や『君が代』の歌詞など、ハーン本人の英文とは異質のテクストがいくつも挿入されていることである。ハーンがあえて訂正せずに掲載した日本人学生のぎこちない英文や、ローマ字表記の日本語で記された『君が代』の歌詞などは邦訳をする際に訳者の工夫が必要となる箇所であるため、それだけ訳者の個性も出やすく、比較研究に適しているといえる。二つの訳の比較により明らかになったのは、平川訳が、日本語と英語の混在、外国語での、あるいは外国語との接触というハーンの原文の重要ではあるが、英語だけで読んでいたのでは気づくにくいテーマをより鮮明に浮かび上がらせてみせたということであり、当然、そこから立ち上がってくるハーン像も従来のものとは大きく異なってくる。しかし、これは平井訳が劣っているということではなく、平川のような大胆な訳が可能になったのも、ひとつには、平井のようにオーソドックスな日本語訳がすでに存在していたからであるとも考えられ、そこに同じ作品を何度も訳すことの意義があるといえる。本研究は、ハーンが日本時代に書いた作品の邦訳を主な研究の対象としているが、1890年に来日してから1904年に没するまでの間に刊行された単行本は10冊を越える。さらに、ハーンの邦訳の歴史は90年を越え、邦訳の数も多く、訳文の趣向も多様である。これまでの研究により、主な邦訳作品の収集はほぼ完了しているが、ハーンの代表作は現在でも新訳が刊行されているので、引き続き資料収集を続ける必要がある。数多くのハーンの邦訳作品のうちで、本研究が現在考察の対象としているのは、来日後初の単行本となった『見知らぬ日本の面影』(1894)である。この作品集には、日本という異国に初めてじかに接したハーンの驚きと喜びが顕著にあらわれた作品が収録されており、それらの邦訳は、日本におけるハーン像の形成に深い影響を及ぼしてきたと考えられる。2018年度に主な研究の対象とした「英語教師の日記から」も『面影』中の一篇であるが、当面の研究でも『面影』に収録された作品の邦訳を優先的に取り上げていく予定である。研究者や翻訳家や作家など、ハーンの作品はさまざまな訳者によって日本語にされてきたが、現在の研究では、平井呈一と平川祐弘による邦訳を主な考察の対象としている。1940年に岩波文庫の一冊として刊行された平井訳の『怪談』は、数あるハーンの邦訳書の中でも定訳としての地位を確立している。さらに平井は、個人で『全訳小泉八雲作品集』全12巻(恒文社、1964-67)を刊行するという偉業を成し遂げた。平川が中心となって編訳された講談社学術文庫のシリーズ「小泉八雲名作選集」は、ハーンの作品を網羅的に集めたアンソロジーとしては現在最も手に入りやすいものである。
TiO_2/SiMOS 構造の作成評価に関する研究

電子デバイス作成プロセスおよび物理評価技術,電気特性評価,温度特性評価方法,1/fゆらぎ解析技術を習得するとともに,電子デバイスの基本構造であるMOSFET,ホールデバイスの雑音特性を測定し,低周波ゆらぎ特性を明らかにした.特にMOS構造に表れるRTS雑音の温度特性測定手段を開拓しRTS雑音と構造内のトラップとの関係を明らかにすると共に,量子井戸構造のメモリー特性とゆらぎの関係を明らかにし,さらにヘテロ構造の低温におけるゆらぎ電力と移動度との関係を明らかにして,半導体における輸送現象と1/fゆらぎとの関係を明らかにした.ヘテロ接合に関してはInGaAs/InAIAsヘテロ接合構造ホール効果素子を作製し,移動度および電子濃度の温度依存性を20-300Kの間で明らかにし,ゆらぎ振幅との関連を明らかにした.真性半導体のゆらぎ係数α_Hの温度依存性を実験的に求め,理論的に予測される値との比較を行った結果,従来の理論結果との比較にくらべて定量的に一致する結果を得,ゆらぎ研究分野での80年の疑問を明らかにする結果を得た.同ヘテロ接合の移動度,電子濃度については量子力学で理論的に予測される値も導出し,実験値との比較も行った.さらにP型InGaAsの結晶成長を新しく行い,P型とn型間での相違についても実験的に確かめた.これらの研究結果は国際会議発表6件を含む計12件の論文発表として公表された.派遣もとの指導教官も日本チェコ2国間共同研究プロジェクトにより,年2回は本校を訪問し,研究結果の議論・研究指導に参加して共同研究の成果を上げることが出来た.電子デバイス作成プロセスおよび物理評価技術,電気特性評価,温度特性評価方法,1/fゆらぎ解析技術を習得するとともに,電子デバイスの基本構造であるMOSFET,ホールデバイスの雑音特性を測定し,低周波ゆらぎ特性を明らかにした.特にMOS構造に表れるRTS雑音の温度特性測定手段を開拓しRTS雑音と構造内のトラップとの関係を明らかにすると共に,量子井戸構造のメモリー特性とゆらぎの関係を明らかにし,さらにヘテロ構造の低温におけるゆらぎ電力と移動度との関係を明らかにして,半導体における輸送現象と1/fゆらぎとの関係を明らかにした.ヘテロ接合に関してはInGaAs/InAIAsヘテロ接合構造ホール効果素子を作製し,移動度および電子濃度の温度依存性を20-300Kの間で明らかにし,ゆらぎ振幅との関連を明らかにした.真性半導体のゆらぎ係数α_Hの温度依存性を実験的に求め,理論的に予測される値との比較を行った結果,従来の理論結果との比較にくらべて定量的に一致する結果を得,ゆらぎ研究分野での80年の疑問を明らかにする結果を得た.同ヘテロ接合の移動度,電子濃度については量子力学で理論的に予測される値も導出し,実験値との比較も行った.さらにP型InGaAsの結晶成長を新しく行い,P型とn型間での相違についても実験的に確かめた.これらの研究結果は国際会議発表6件を含む計12件の論文発表として公表された.派遣もとの指導教官も日本チェコ2国間共同研究プロジェクトにより,年2回は本校を訪問し,研究結果の議論・研究指導に参加して共同研究の成果を上げることが出来た.
メカトロニクス機能を有するインテリジェント膝装具の開発

本研究開発対象のインテリジェント装具は,パラレルに配した6個のセンサーによる5自由度(膝内外側移動を除く)の運動計測と4自由度(屈曲と内外側移動を除く)のアクチュエーションによりメカトロ化されている.試作器において,運動計測はバイオメカニクスの観点から必要とされる精度を十分にクリアーしているが,アクチュエーションが十分な出力を得るためには,現状の技術や製品において重量・体積共に計画より大型のものとなった.生体に対する効果を検証するために,静的な条件における外力が頸骨-大腿骨間の相対関係に及ぼす影響を,オープンMRIを用いて確認した.荷重に依存して瞬間回転中心が移動することが確認された.さらに,荷重下・動的条件下における各症例に対する治療計画を試作器を用いてソフト化しており,各症例における症状に応じた可変パラメータを検討した.本研究における生体組織の過負荷を回避するメカトロ機能は,現時点でアクチュエータ等の小型化に限界があり,同機能の他への応用を模索した.整形領域における術後のリハビリテーションに用いられているCPM(Continuous Passive Motion)は,症例に応じ患部の緊張や過大応力等の発生が危惧されており,本開発Z術の転用により大きな効果が期待される.従って,症例に対応したプログラムを実行できる5軸制御CPMの試作を検討した.インテリジェント装具に関し臨床的なアイデアの有効性は概ね確認されたが,研究開始当初より問題点として挙げられていたメカトロ機構の小型化は現状のZ術では困難であり,今後,アクチュエータの基本設計から再検討を行う.診断のための歩行運動測定と骨形態計測をリンクした解析に関し,X線透過材料のアクリル樹脂を用い,膝装具型6自由度運動測定システムを開発した.膝内外側の4個のロータリーエンコーダと2個のリニアポテンショメータにより6自由度を計測するため,内外反とローテーションの自由度表現に制限が予想されたが,通常の歩行におけるそれら2自由度の可動域において,診断・治療計画における許容誤差範囲内であることが検定された.さらに,シネラジオグラフィーを用いた骨形態へのスーパーインポーズから視覚的な理解が容易な動的解析システムへと発展した.治療・強制的瞬間回転軸移動軌道の検討とインテリジェント装具ハードの試作に関し,歩行等の運動下における大腿・脛骨間の相対移動と外力の関係を推定するために,実機の試作として小型油圧シリンダーとACサーボモータ,電気粘性流体(ER)軸受・ダンパを組み合わせたシステムの設計を行った.試験的に健常者に同システムを適用することにより,歩行等の自発的運動下における矯正力と生体内応力変化の関係を解析するプロトコルを,オープンMRI等の利用を視野に入れ,計画した.人体のメカトロ機能が直接固定されるため,ER流体を介在させ,動力伝達のフェールセーフ機構とした.さらに,6軸モーションベースを用い,膝6自由度シミュレーションシステムを構築し,動作確認の準備を行った.基礎研究として,機械的力学刺激に対する骨組織の適応的リモデリングの,定量的評価を行い,インテリジェント装具における効果的外力を推定・概算した.歩行運動測定と骨形態計測をリンクした解析システムに関して,前年度のX線透過材料のアクリル樹脂を用いた膝装具型6自由度運動測定システムの開発により,正常ボランティアを対象とした運動計測を実施した.シネラジオグラフィーにおける2次元的解析との比較において,システムの妥当性が確認され,MRIデータとのリンクにより3次元的に操作性に優れたスパーインポーズを検討している.治療・矯正的瞬間回転軸移動軌道の検討に関して,小型油圧シリンダーと電磁サーボモータを組み合わせた負荷容量の大きい実機システムを作成し,各姿勢における外力に対する脛骨大腿骨間の相対変位を実測した.金属部材が多いため,CTやMRIによる軟部組織の動態は計測不能であるが,実機システムによる外力と皮膚表面における接触圧から,MRI撮影条件において静的にシミュレーションすることにより,対象組織の動態を推測することを計画している.インテリジェント膝装具の実機に関しては,外力に対する脛骨大腿骨間の相対変位が計測されたことにより,コンパクトなリニアモータの設計・試作を継続している.システム全体の重量の低減を視野に,筋金構造の簡素化,エンジニアリングプラスチックの応用等を検討している.基礎研究として,機械的力学刺激に対する定量的な骨組織のリモデリング挙動の観察を行い,過負荷に対する棘状骨の形成を確認した.骨の矯正的治療における過負荷の予防に有用な情報となることが予想される.本研究開発対象のインテリジェント装具は,パラレルに配した6個のセンサーによる5自由度(膝内外側移動を除く)の運動計測と4自由度(屈曲と内外側移動を除く)のアクチュエーションによりメカトロ化されている.試作器において,運動計測はバイオメカニクスの観点から必要とされる精度を十分にクリアーしているが,アクチュエーションが十分な出力を得るためには,現状の技術や製品において重量・体積共に計画より大型のものとなった.生体に対する効果を検証するために,静的な条件における外力が頸骨-大腿骨間の相対関係に及ぼす影響を,オープンMRIを用いて確認した.荷重に依存して瞬間回転中心が移動することが確認された.さらに,荷重下・動的条件下における各症例に対する治療計画を試作器を用いてソフト化しており,各症例における症状に応じた可変パラメータを検討した.本研究における生体組織の過負荷を回避するメカトロ機能は,現時点でアクチュエータ等の小型化に限界があり,同機能の他への応用を模索した.整形領域における術後のリハビリテーションに用いられているCPM(Continuous Passive Motion)は,症例に応じ患部の緊張や過大応力等の発生が危惧されており,本開発Z術の転用により大きな効果が期待される.

従って,症例に対応したプログラムを実行できる5軸制御CPMの試作を検討した.インテリジェント装具に関し臨床的なアイデアの有効性は概ね確認されたが,研究開始当初より問題点として挙げられていたメカトロ機構の小型化は現状のZ術では困難であり,今後,アクチュエータの基本設計から再検討を行う.本研究開発の対象となっているインテリジェント装具は,パラレルに配した6個のセンサーによる5自由度(膝内外側移動を除く)の運動計測と4自由度(屈曲と内外側移動を除く)のアクチュエーションによりメカトロ化されている.試作器において,運動計測はバイオメカニクスの観点から必要とされる精度を十分にクリアーしているが,アクチュエーションが十分な出力を得るためには重量・体積共に計画より大型のものとなった。生体に対する効果を検証するために,静的な条件における外力が頸骨-大腿骨間の相対関係に及ぼす影響を,オープンMRIを用て確認した.荷重に依存して瞬間回転中心が移動することが確認された.さらに,荷重下・動的条件下における各症例に対する治療計画を試作器を用いてソフト化しており,各症例における症状に応じた味可変パラメータを検討している.本研究における生体組織の過負荷を回避するメカトロ機能は,現時点でアクチユエータ等の小型化に限界があり,同機能の他への応用を模索した.整形領域術後のリハビリテーションに用いられているCPM(Continuous Passive Motion)は,症例に応じ患部の緊張や過大応力等の発生が危惧されており,本開発技術の転用により大きな効果が期待された.従って,症例に対応したプログラムを実行できる5軸制御CPMの試作を行った.インテリジェント装具に関し臨床的なアイデアの有効性は概ね確認されたが,研究開始当初より問題点として挙げられていたメカトロ機構の小型化は現状の技術では困難であり今後,専用の小型高出力アクチュエータも含め開発を進める.
香り物質の心理的・生理的反応に対する色刺激の効果

植物性香り物質を中心に、香り物質の心理的効果と生理的反応について色刺激を人間に付加した場合の影響を考察した。この研究を進めるにあたり、まず香りと色のイメージの関係を明らかにするために官能検査による調査を行った。この官能検査に用いた香りは、オレンジ果皮油、レモン果皮油、αピネン、ヒノキ材油、オイゲノール、ジャスミン、ペパ-ミント、グリーンノート、マリンノートなど12種類である。約100名の被験者による2回の調査から、連想色が集中する香りとばらつく香りがあり、印象しやすい香りは選択する色が集中する傾向にあり、その代表はオレンジとレモンの果皮油であった。次に連想色が集中しやすい物質に注目し、オレンジとレモンの果皮油を用い、連想色の色刺激を付加した場合の心理的・生理的反応の効果を検討した。色刺激の付加には連想色のカ-テンで四方を覆う方法を用いた。心理測定はSD評定、感情プロフィール検査、生理測定は血圧反応、心拍反応である。実験の結果、平均血圧、脈拍数については、視覚・嗅覚複合刺激の場合には、それぞれの単独刺激の場合の加算的な変化を示すが、RR間隔変動係数については複合刺激の場合には加算的な変化を示さなかった。また、感情のプロフィール検査については、複合刺激の場合には、それぞれの単独刺激の加算的変化を示さないが、RR間隔変動係数の変化とはよい相関が認められた。本研究により連想色の集中するオレンジとレモンの果皮油の場合、色刺激の付加は嗅覚刺激による生理反応に影響を与えることが明らかになった。本研究の目的は色刺激のもとで,香り物質の心理的・生理的反応がどのように影響を受けるかについて検討することである。本年度はまず「におい」と色の連想の関係を調べるために,グリーンノート,マリンノート,タイワンヒノキ材油,オケンジ果皮油,レモン果皮油など8種類のにおい物質を99名の女子学生に吸入させ,「におい」から連想する色を120色の中から1色を選ばせた。その結果,オレンジ果皮油からの連想はオレンジ色系に,レモン果皮油からの連想はレモン色系に集中し,他の場合に比べて集中度が高かった。そこで、におい物質としてはオレンジ果皮油とレモン果皮油を用い,またオレンジ色(マンセル値4.46YR,6.58/14.37)とレモン色(マンセル値5.11Y,8.54/10,60)の綿ブロードのカ-テンを作成し,このカ-テンで四方を覆って色刺激とした。次にオレンジ果皮油とオレンジ色,レモン果皮油とレモン色について,嗅覚と視覚の単独及び複合の影響について,心理的・生理的の面から調べた。嗅覚刺激は空気の吸入を対象とし,視覚刺激は閉眼状態を対象とした。なお,心理的測定はSD法による官能評価と感情プロフィール検査であり,生理的測定は血圧,R-R間隔(心電図),R-R間隔変動係数である。測定の結果,(1)感情プロフィール検査では、複数の感情尺度において複合刺激は単独刺激を単純に相加した変化を示さないこと,(2)血圧及びR-R間隔では,オレンジとレモン共に,複合刺激は色の単独刺激を単純に加算した傾向にあることが明らかになった.これらに関しては,次年度さらに詳細に考察する.植物性香り物質を中心に、香り物質の心理的効果と生理的反応について検討を続けているが、本研究の目的は色刺激を人間に付加した場合、香り物質による心理的・生理的反応がどのように影響を受けるかについて考察することである。この官能検査に用いた香りは前年度からの研究を含めて、オレンジ果皮油、レモン果皮油、αピネン、ヒノキ材油、オイゲノール、ジャスミン、ペパ-ミント、グリーンノート、マリンノートなど12種類である。

約100名の被験者による2回の調査から、連想色が集中する香りとばらつく香りがあり、印象しやすい香りは選択する色が集中し、その代表はオレンジとレモンの果皮油であった。次に連想色が集中しやすい香り物質に注目し、オレンジとレモンの果皮油を用い、連想色と色刺激を付加した場合の心理的・生理的反応の効果を検討した。色刺激の付加には前年度と同様、連想色のカ-テンで四方を覆う方法を用いた。心理測定はSD評定、感情プロフィール検査、生理測定は血圧反応、心拍反応であり、前年度の結果をもとに実験を進めた。実験の結果、平均血圧、脈拍数については、視覚・嗅覚複合刺激の場合には、それぞれの単独刺激の場合の加算的な変化を示すが、RR間隔変動係数については、複合刺激の場合には加算的な変化を示さなかった。また、感情プロフィール検査については、複合刺激の場合には、それぞれの単独刺激の加算的な反応を示さないが、RR間隔変動係数の変化とはよい相関が認められた。本研究により連想色の集中するオレンジとレモンの果皮油の場合、色刺激の付加は嗅覚刺激による生理反応に影響を与えることが明らかになった。
湛水土壌系の環境浄化機能の評価とその活用

本研究は、湛水土壌の環境淨化及びこれに伴う生物再生産の両機能を統一的に評価把握し、これらの機能に基づき湛水土壌中において有機性・多窒素・多リン酸の廃棄物の淨化と再利用をはかる人為的制御システムを確立するための基礎的知見を得ることにより、湛水土壌の合理的利用の可能性を探ることを目的としている。研究成果の概要は次の如くである。1)湛水土壌系におけるヨシ・マコモ・ガヌの窒素・リン除去能力:砂を充填したポットにヨシ・マコモ・ガマを生育させ、そこに人工汚水を連続的に流入し、これをポット底部から流出させるシステムを用いて、これら抽水植物の淨化機能を検討した。N・Pの除去率は高負荷になるほど低下したが、中負荷での最終的な除去率はNで88%、Pで99%という高い値であった。2)汚水中の重金属の除去に対する抽水植物の効果:対照ポットでは重金属吸着量の垂直分布はほぼ均一であったのに対し、植物が存在している場合には、上層部に高濃度に集積し、本砂濾過システムが排水中の重金属にも多大な除去能力をもっていることを示した。3)水稲とヨシの三要素吸収能力の比較:ヨシの水質淨化能力は水稲と同等かそれよりも優れており、三要素投入量と三要素吸収量の間に正の相関が成立した。4)ヨシ汚泥堆肥の水稲作圃場試験:ヨシ汚泥堆肥に有効態N量が多く、化成肥料単独区に比べて、堆肥併用区に玄米収量のかなりの増収が示された。5)湛水土壌系における藻類のN淨化能力:灌漑水の窒素負荷が大きく、また土壌の活性が小さいほど藻類は脱窒機能を優先させ、反対に灌漑水のN負荷が小さく土壌の活性が大きい場合には、土壌の淨化機能が相対的に優先し、藻類は再生産機能を主に発揮することを示した。以上湛水土壌系におけるN・Pの淨化能力が大きいこと、これらに生育する抽水植物体を汚泥とコンポスト化し、緑農地に還元し、汚濁物質の循環再利用の道が示されたものと考える。
パラコンシステント論理プログラムに基づく交通信号機制御とシミュレータの開発研究

1.対象地域(静岡県浜松市中心部)における信号機交差点全て対しEVALP信号機制御と現在の信号機制御をシミュレーションできるセルオートマトン法に基づく信号機制御・交通シミュレーションシステムを高性能PC上にJAVA言語を利用し実装した。2.対象地域(静岡県浜松市中心部)において各交差点における信号点灯時間、交通量調査を実施して得た実測データを基に、交通シミュレーションを実施し、現在の交通信号機制御とEVALPに基づく信号機制御を比較検討した。さらに種々の交通量を想定し同じ交通シミュレーションを行った。何れの場合についても車の停止回数(信号待ちや隣の交差点からの渋滞伝播によるもの)の総和を評価基準とすると、EVALP信号機制御のシミュレーション結果の方が各交差点を平均して10%から20%渋滞が緩和されるとの結果が得られた。3.対象とした道路では信号機の系統制御が行われているが、現在行われている一連信号機群の系統制御と各交差点信号機の地点EVALP信号機制御をシミュレーション比較した場合でも流動車の総数はEVALP交通量制御のほうが10%から15%は良好であった。4.EVALPを利用した系統制御理論を構築し、同じくPCに実装した。さらに同じ地域を対象に現在行われている系統制御とEVALP系統制御をシミュレーションを基に比較した。結果としては通常の系統制御に較べて10%から15%EVALP制御の流動車総数が多かった。5.信号機制御は実際にはPLC (Programmable Logic Controller)にラダーダイヤグラムとして実装されている。このことを考慮してEVALP信号機制御(EVALPプログラム)をPLCのラダーダイヤグラムに変換可能であることを示した。1.静岡県浜松市中心街にある約20の信号機交差点を対象に、この研究以前に構築済みである研究代表者中松の提案したパラコンシステント論理プログラムEVALPに基づく信号機制御理論を展開し、十字路、T字路、4車線道路などを扱えるEVALP信号機制御理論を構築した。2.この対象信号機交差点全て対しEVALP信号機制御をシミュレーションできるセルオートマトン法に基づく信号機制御・交通シミュレーションシステムを高性能パソコン上にJAVA言語を利用し実装した。3.対象地域において各交差点における信号点灯時間、交通量調査を実施し、交通量実測データを得た。4.これらの交通量測定結果を基に現状の信号機制御とEVALP交通量制御を作成したシミュレーションシステムを使い、種々の場合を想定し比較検討した。何れの場合についても車の停止回数(信号待ちや隣の交差点からの渋滞伝播によるもの)の総和を評価基準とすると、EVALP信号機制御のシミュレーション結果の方が各交差点を平均して10%から20%渋滞が緩和される結果が得られた。また実際測定対象とした道路では信号機の系統制御が行われているが、複数信号機の系統制御とEVALP信号機制御をシミュレーション比較した場合でも流れた車の総数5.信号機制御は実際にはPLC (Programmable Logic Controller)にラダーダイヤグラムとして実装されている。このことを考慮してEVALP信号機制御をPLCのラダーダイヤグラムに変換することを研究中である。1.対象地域(静岡県浜松市中心部)における信号機交差点全てに対しEVALP信号機制御と現在の信号機制御をシミュレーションできるセルオートマトン法に基づく信号機制御・交通シミュレーションシステムを高性能PC上にJAVA言語を利用し実装した。何れの場合についても車の停止回数(信号待ちや隣の交差点からの渋滞伝播によるもの)の総和を評価基準とすると、FVALP信号機制御のシミュレーション結果の方が各交差点を平均して10%から20%渋滞が緩和されるとの結果が得られた。

3.対象とした道路では信号機の系統制御が行われているが、現在行われている一連信号機群の系統制御と各交差点信号機の地点EVALP信号機制御をシミュレーション比較した場合でも流動車の総数はEVALP交通量制御のほうが10%から15%は良好であった。4.EVALPを利用した系統制御理論を構築し、同じくPCに実装した。さらに同じ地域を対象に現在行われている系統制御とEVALP系統制御をシミュレーションを基に比較した。結果としては通常の系統制御に較べて10%から15%EVALP制御の流動車総数が多かった。5.信号機制御は実際にはPLC(Programmable Logic Controller)にラダーダイヤグラムとして実装されている。このことを考慮してEVALP信号機制御(EVALPプログラム)をPLCのラダーダイヤグラムに変換可能であることを示した。
分子配列の変化を利用した新規な光記録材料の研究

高密度光記録のターゲットは4元系半導体レーザー(GaInPAl:635nm)を用いたシステムである事はほぼ確実視されている。この系は780nmのものに比べ約1.5倍の記録密度を持ち,“書き込み可能"なDVDとしてもその期待は大きい。本研究では固体状態で635nm近傍に光学吸収をもつ有機色素を探索あるいは合成し、その光学吸収を分子間の相互作用によりスイッチングする事を目的とした。有機色素として、ペリレン顔料とこれ迄に余り手掛けられていない非ベンゼン系化合物(8,8-ジシアノヘプタフルベンの誘導体)を取り上げた。黒色ペリレン顔料の中に非晶質状態で鮮やかな赤を呈し、結晶状態で黒色(635nmの光吸収の出現)に変化する物質を見つけた。本化合物は光ディスク材料として極めて有望であり、結晶構造を基礎に電子構造の全貌を明らかにした。また、光ディスクを試作しの実装テストも行った。その結果、黒色ペリレンを記録材料としたディスクは実用に十分な特性を示す事が示された。また、非ベンゼン系8,8-ジシアノヘプタフルベン化合物に付いてはかなりの数の新規化合物を合成した。この中には結晶状態で635nmの吸収極大を有し、非晶質状態で消失するものが見つかった(8,8-ジシアノ-3-(4′-ジメチルアミノ)-フェニルヘプタフルベン)。本物質も光ディスクに応用できる可能性が示唆されたが、非常に結晶化し易い事が判明し、ディスクへの応用は断念せざるを得なかった。しかし、本結晶が中心対称を有しない事から非線型光学特性が確認され、非線型光学材料として有望であることが明らかになった。635nmで発振する4元系の短波長・半導体レーザー(GaInPA1)を使ったシステムは780nmのものに比べ約1.5倍の記録密度を持ち,"書き込み可能"なDVD(Digital Video Disk)としてもその期待は大きい。筆者は最近ペリレン顔料の中に635nm近傍で大きな吸収スペクトルの変化を示す有望な物質(以下PDCと略記)を見つけ、結晶構造ならびに分子間相互作用の立場から電子スペクトルの検討を開始した。PDCは既に上市されている黒色のペリレン顔料である。PDCをガラス基板上に真空蒸着すると鮮やかな赤色(吸収極大:500nm)を示すが、これをアセトンの蒸気に曝露するか、あるいは100°Cで数秒加熱すると本来の黒色(吸収極大:473&610nm)となる。赤色相は分子が無秩序に配列した非晶質であり、分子間相互作用が無視し得る為、光学吸収(505nm)は孤立分子の吸収に起因する。これに対し、黒色相は分子がほぼ秩序化した結晶相(quasi ordered system)である。このような中間状態では分子の吸収(473nm)に加えて、遷移モーメント間の相互作用(励起子結合効果)に基づく新たな吸収が610nm近傍に出現する。更に、分子が完全に規則正しく配列した単結晶では、473nmの吸収は消滅し、励起子結合効果のみの吸収(610nm)となる。上記の中間状態では、分子が秩序良く配列されれば610nmの吸収が出現し、分子配列を乱せば消失する。この610nmの光学吸収の発現・消滅をA1GaInPレーザー(発振波長:635nm)の光ディスクに応用した。高密度光記録のターゲットは4元系半導体レーザー(GaInPA1:635nm)を用いたシステムである事はほぼ確実視されている。

本研究では固体状態で635nm近傍に光学吸収をもつ有機色素を探索あるいは合成し、その光学吸収を分子間の相互作用によりスイッチングする事を目的とした。有機色素として、ペリレン顔料とこれ迄に余り手掛けられていない非ベンゼン系化合物(8,8-ジシアノヘプタフルベンの誘導体)を取り上げた。黒色ペリレン顔料の中に非晶質状態で鮮やかな赤を呈し、結晶状態で黒色(635nmの光吸収の出現)に変化する物質を見つけた。本化合物は光ディスク材料として極めて有望であり、結晶構造を基礎に電子構造の全貌を明らかにした。また、光ディスクを試作しの実装テストも行った。その結果、黒色ペリレンを記録材料としたディスクは実用に十分な特性を示す事が示された。また、非ベンゼン系8,8-ジシアノヘプタフルベン化合物に付いてはかなりの数の新規化合物を合成した。この中には結晶状態で635nmの吸収極大を有し、非晶質状態で消失するものが見つかった(8,8-ジシアノ-3-(4'-ジメチルアミノ)-フェニルヘプタフルベン)。本物質も光ディスクに応用できる可能性が示唆されたが、非常に結晶化し易い事が判明し、ディスクへの応用は断念せざるを得なかった。しかし、本結晶が中心対称を有しない事から非線型光学特性が確認され、非線型光学材料として有望であることが明らかになった。
ネットワーク仮想センサ構築に向けたシステム設計

ネットワークを利用したセンサのインテリジェント化の形態として、初年度である2018年度は,クライアントの画像を用いて,サーバに位置を問い合わせて,位置を特定するための画像位置計測システムへの通信への応用に取り組んだ.そのために,すでに鹿児島大学を中心に我々の研究グループが協力する形で開発されたUMapというシステムを利用した.UMapは自己位置推定システムであり,スマートフォン以外にも様々なデバイスはUMapのクライアントとなることも可能である.UMapの背後にある重要な考えは,クライアントが撮影した画像を使用した屋内自己位置推定である.撮影された画像は,クライアントがどこにあるかを知ることが可能である.しかしながら,画像の全ピクセルを使用すると,計算時間が長くなる.そのため,多くのシステムで特徴点が使用されている.特徴点の代わりに,人工物を含む環境では多くの線分を検出できるという考えから,線分を位置推定の目印として使用する.線分の使用は,特徴点を使用するよりも堅牢で信頼性が高く,安定する.冷光の変化に対して強いため,長期間の稼働が可能である.さらに,RGB成分毎に線分の検出を行い検出精度を向上させている.本研究では,REST型通信を採用し,すべてのメッセージをHTTPリクエストのPOSTメソッドに集約し,クライアント・サーバ間のメッセージを定義した.1.5 MBの5種類の画像をAndroid端末からLSDサーバ経由でUMapサーバに送信し,結果が返ってくるまでの往復時間(RTT)を測定する簡単な実験を行い,2分程度で結果が得られることが確認された.2018年度の研究において,基本設計は完了したが,応答時間を短縮する必要性が課題として残った.本研究で意図していた基本設計を完了することができた上に,プロトタイプとして,UMapを用いて,初期実装を完成させることができたから.コンセプトを実証する上で,順調に研究は進んでいる.なお,予期しないことが生じる可能性として,プライバシーに配慮しなければならない応用が出てくることが考えられる.現時点では,我々の想定する仮想センサはプライバーに関わらない分野で進めているが,関与している場合には,研究倫理に即した方法で進めていく.2019年度,まず対処するのが,前年度に必要性が明らかになった処理応答時間短縮である.画像そのものに転送時間がかかっているため,クライアント側での前処理も検討し,クライアント・サーバ間の機能分担の最適化を図る.次に,人の感情推定へ応用を進める.発話に基づく感情推定は,当方研究グループで先に進めていたが,この仮想センサの枠組みで,ネットワーク知識と連動させるための仕組みを作っていく.さらに,当初予定していたとおり,サービス発見方法をプロトコルとして組み込んでいく予定である.ネットワークを利用したセンサのインテリジェント化の形態として、初年度である2018年度は,クライアントの画像を用いて,サーバに位置を問い合わせて,位置を特定するための画像位置計測システムへの通信への応用に取り組んだ.そのために,すでに鹿児島大学を中心に我々の研究グループが協力する形で開発されたUMapというシステムを利用した.UMapは自己位置推定システムであり,スマートフォン以外にも様々なデバイスはUMapのクライアントとなることも可能である.UMapの背後にある重要な考えは,クライアントが撮影した画像を使用した屋内自己位置推定である.撮影された画像は,クライアントがどこにあるかを知ることが可能である.しかしながら,画像の全ピクセルを使用すると,計算時間が長くなる.そのため,多くのシステムで特徴点が使用されている.特徴点の代わりに,人工物を含む環境では多くの線分を検出できるという考えから,線分を位置推定の目印として使用する.線分の使用は,特徴点を使用するよりも堅牢で信頼性が高く,安定する.冷光の変化に対して強いため,長期間の稼働が可能である.さらに,RGB成分毎に線分の検出を行い検出精度を向上させている.本研究では,REST型通信を採用し,すべてのメッセージをHTTPリクエストのPOSTメソッドに集約し,クライアント・サーバ間のメッセージを定義した.1.5 MBの5種類の画像をAndroid端末からLSDサーバ経由でUMapサーバに送信し,結果が返ってくるまでの往復時間(RTT)を測定する簡単な実験を行い,2分程度で結果が得られることが確認された.2018年度の研究において,基本設計は完了したが,応答時間を短縮する必要性が課題として残った.本研究で意図していた基本設計を完了することができた上に,プロトタイプとして,UMapを用いて,初期実装を完成させることができたから.コンセプトを実証する上で,順調に研究は進んでいる.なお,予期しないことが生じる可能性として,プライバシーに配慮しなければならない応用が出てくることが考えられる.現時点では,我々の想定する仮想センサはプライバーに関わらない分野で進めているが,関与している場合には,研究倫理に即した方法で進めていく.2019年度,まず対処するのが,前年度に必要性が明らかになった処理応答時間短縮である.画像そのものに転送時間がかかっているため,クライアント側での前処理も検討し,クライアント・サーバ間の機能分担の最適化を図る.次に,人の感情推定へ応用を進める.発話に基づく感情推定は,当方研究グループで先に進めていたが,この仮想センサの枠組みで,ネットワーク知識と連動させるための仕組みを作っていく.さらに,当初予定していたとおり,サービス発見方法をプロトコルとして組み込んでいく予定である.2018年度は,基本設計に注力することにして,実証に必要な機材を次年度に購入することとしたため,一部次年度に繰り越すこととなった.
海水中の特定の微生物グループを検出、計数するためのプローブ法に関する研究

海洋中の細菌群集は有機物の分解に中心的な役割を果たしているが、その具体的なプロセスの解析は未だ充分にはなされていない。特にそれぞれの微生物が現場でどのような機能を発現しているかといった問題は、これまで方法論的な限界から全く手付かずの状態である。本研究では申請者がこの数年来行ってきた遺伝子プローブを用いたハイブリダイゼーション法の応用により、微生物の個々の細胞内での遺伝子の発現過程をmRNAの検出で捉えようとした。実験は大腸菌betaガラクトシダーゼのmRNAを対象遺伝子として、国立遺伝研究所遺伝子データベースによる検索を行い、2種のオリゴヌクレオチデプローブgal-1(TGTTATCCGCTCACAATT)、gal-2(CGTAATCATGGTCATAGC)を合成した。それぞれのプローブの末端にビオチンを付加した。大腸菌はグルコース添加による培養と無添加の培養の2種類を調整した。すなわち、基礎培地として(KH_2PO_4,2g;K_2HPO_4,7g;(NH_4)SO_4,1g;MgCl_26H_2O,0、1gカザミノ酸、2、5g/1literpH.7.2)を用い、実験群には2、5mMニトロフェニルガラクトピラノシドを添加、対象群にはさらに20mMのグルコースを添加した。実験群のみbetaガラクトシダーゼの発現によりニトロフェノールが生成し培地が黄色を呈した。それら2種の菌に対して合成プローブによるインサイチューハイブリダイゼーションを現在行っている。