hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視交叉上核による室傍核下部領域の体内時計制御機構の解明

mPer2Lucノックインマウスから採取した脳組織切片培養により、体内時計中枢である視交叉上核とその概日リズムの最大中継領域である室傍核下部領域の発光リズムが逆位相であることを見いだした。視交叉上核から室傍核下部領域に至る概日リズム伝達機構を解明するために、室傍核下部領域単独培養後、視交叉上核と共培養した。室傍核下部領域単独培養では発光リズムはすぐに消失したが、視交叉上核との共培養により室傍核下部領域の発光リズムが回復することを発見した。哺乳類の体内時計中枢である視交叉上核が周辺脳領域の時計を制御するためにどのように時刻情報を伝達しているのか未だ不明である。そこで申請者は、発光測定系を用いて組織培養下における視交叉上核と室傍核下部領域の時計遺伝子の振動を同時測定することで、その制御機構の解明を試みた。申請者は視交叉上核と室傍核下部領域の時刻情報伝達機構を解明するために、mPer2Lucノックインマウスから視交叉上核と室傍核下部領域を含んだ脳組織片を作製し、CCDカメラを用いて各領域の発光リズムを測定した。そして、視交叉上核と室傍核下部領域の発光リズムが逆位相であることを確認した。また室傍核下部領域単独培養では発光リズムはすぐに消失してしまうが、そこに視交叉上核を加えて共培養すると発光リズムが回復することを発見した。さらにこの回復した室傍核下部領域の発光リズムは視交叉上核とは逆位相であった。これは共培養することによって再構築された視交叉上核と室傍核下部領域間のネットワークに時刻制御機構が存在していることを示唆している。そこで申請者は共培養することによってどのようなネットワークが両領域間で再構築されたのか検証することとした。共培養により室傍核下部領域の発光リズムが回復した組織片を用いて神経細胞マーカー、グリア細胞マーカーの免疫染色を行った結果、両領域間への神経細胞の軸索伸張は確認できず、グリア細胞によって両組織片が結合していた。また蛍光トレーサーを用いて神経経路の探索を行ったが、やはり両領域間への神経細胞の軸索伸張は確認できなかった。そこで時刻制御機構にはグリア細胞が重要であると考え、共培養開始時にグリア細胞増殖抑制剤を添加した。しかしながら、通常より時間を要するものの発光リズムが回復する傾向にあった。そのため、時刻制御機構には液性因子または物理的接触による電気シグナルが重要ではないかと考えている。哺乳類の体内時計の中枢は視交叉上核である。しかしながら視交叉上核の時刻情報がどのように周辺脳領域に伝わり、脳領域の時計を制御しているのか未だ明らかにされていない。申請者は組織培養下における視交叉上核と室傍核下部領域の時計遺伝子の振動を発光測定系を用いることで同時に測定することを可能とした。そこで本研究では申請者が開発したこの技術を用いて、視交叉上核が室傍核下部領域の時計をどの様に制御しているか明らかにすることを目的とする。申請者はまず視交叉上核と室傍核下部領域の時計同調機構を解明するために、mPer2Lucノックインマウスから視交叉上核と室傍核下部領域を含んだ脳組織片を作製し、CCDカメラを用いて各領域の発光リズムを測定した。そして、視交叉上核背内側部、視交叉上核腹外側部、室傍核下部領域においてそれぞれ位相差があることが確認された。その位相差は測定後一週間に渡り継続しており、またフォルスコリンで組織片を刺激した後でも位相差は保持されており、視交叉上核と室傍核下部領域間で同期関係が存在することが確認された。また視交叉上核から室傍核下部領域へ向けての位相波が確認できた。このことは視交叉上核からなんらかの物質が分泌されることによって同期を保っていることを示唆している。視交叉上核から室傍核下部領域へ分泌されている物質を探索するために培養後の組織片を用いてAVP, VIPの免疫染色を行ったところ、VIP陽性神経線維が視交叉上核から室傍核下部領域に出ていることが確認できた。VIPは視交叉上核内の神経細胞間の同期を保つことに重要であることが知られており、これと同様のシステムによって視交叉上核と室傍核下部領域の同期が保たれているのではないかと考えている。視交叉上核と室傍核下部領域の時計同調機構の解明実験に関しては概ね予定通りに進行することができたが、使用するmPer2Lucノックインマウスの安定供給化するまでに時間を要した。また、CCDカメラが1台しかなく、スループットを上げることができなかった。当初はPMTを用いて実験のスループットを上げる予定であったが、室傍核下部領域の発光量が弱いために安定をしたデータをえることができなかった。

そのため、視交叉上核が室傍核下部領域の時計を逆位相で制御する機構の解明及び時刻情報伝達物質の同定に関しては当初の予定より遅れている。視交叉上核と室傍核下部領域の時計同調機構の解明のために室傍核下部領域の振動が視交叉上核無しでは維持できないことを確認する。免疫染色の結果から視交叉上核と室傍核下部領域の同調因子はVIPではないかと考えているので、VIPを軸とした検証を行っていく予定である。そのために、VPAC2ノックアウトマウスとmPer2Lucノックインマウスを交配したマウスを作製し、そのマウスの組織片を用いて同調機構が保持されるかどうかを検討する。またmPer2Lucノックインマウスの脳組織片に対してVIPやそのアンタゴニストを用いた検証も行っていく。視交叉上核が室傍核下部領域の時計を逆位相で制御する機構の解明については早期にPMTでの測定を確立させ室傍核下部領域における位相反応曲線の作成を行う。また、室傍核下部領域で刺激に反応する遺伝子についてGenechipを用いて明らかにする。時刻情報伝達物質の同定に関しては前述したVIP以外の可能性を探索する必要があるので組織培養を行った培養液をサンプルとしMALDI-TOF/MS法を用いる。そして、VIP及びその他の時刻情報伝達物質候補のアゴニスト、アンタゴニストを用いて組織培養下における室傍核下部領域の時計制御を試みる。最終的には時刻情報伝達物質をマウスに投与し室傍核下部領域の時計を制御することで行動への影響を観察する。当初の予定通りである。組織培養用品一式を主とする消耗品に費用を要することから研究期間を通して予算を計上している。また、薬剤刺激による位相反応を測定するのでそのための予算及び時刻情報伝達物質を特定するために必要とする抗体の入手費や分子生物学的手法に使用する費用、投与物質の購入のための予算を計上している。
野球用ヘルメット着用下における投球軌道の視覚追従が打撃精度に与える影響

野球の打撃に関する研究において、頭部と上肢の協調運動が注目されている。実戦状況下における打者は、頭部保護のために打者用のヘルメットを着用して打席に入るが、ヘルメットは打者の視野を狭くする。特に、垂直方向に変化する球種の打撃に対して、ヘルメット着用は大きな影響を及ぼすことが予想されるが、科学的根拠に基づいた報告は少ない。そこで本研究では、垂直方向へ変化する球種を想定した打撃に注目して、ヘルメット着用による視野制限状況下での打撃動作、さらに球種が既知の場合と未知の場合における打撃精度についても検証して、野球の打者の実戦的な練習方法への一助となることを目的としている。
太平洋島嶼地域内の保健医療実践における「公平性」の理念に関する人類学的研究

本年度は、ニュージーランドの国立図書館、及び国立公文書館での1週間に及ぶ史料収集を行った。そこで収集した史料は、以下の3つの関連に分けられる。(1)ニュージーランド統治期のサモアにおける地域医療の展開と住民の組織化に関するもの(2)ニュージーランド統治期のサモアにおける現地人医療スタッフの育成に関するもの(3)ニュージーランド統治期から現在に至るまでのオセアニア地域における地域協力と国際援助に関するもの調査の結果、ニュージーランド統治期のサモアでは、住民の組織化や他のイギリス領との間で地域協力体制の確立を行うことで、全域的な近代医療サービスの導入が進められたことを裏付けることが出来た。サモア社会では、領域人口の小ささゆえに、比較的早い時期から他のイギリス領との協力下での現地人医療従事者の育成と保健医療政策の決定が行われてきた。このような歴史的経緯を踏まえることで、次の点が明らかになった。まず、サモアの医療制度は、当初から外部からの人材と資金の補充を前提とする非-自己完結型の制度として構築されてきた。そのため、国際的な協力の枠組みの変動や後退によって大きな影響を被る立場にある。近年のグローバル化は、住民に自分たちが享受している保健医療サービスの状態を国家や地域を超えた関心のもとで見つめ直す機会を与える一方で、国家間の協力においては、「小さな政府論」に代表されるように、被援助国に福祉国家的なスタンスを後退させることを迫る事態を生んでいる。サモア政府は、NGOや村落組織を中心としたコミュニティ・サービスを奨励することで、医療費の抑制を図ろうとしている。太平洋島嶼地域における「公平性」をめぐる関心は、このような事態を背景として高まっている。本年度は、これまで述べたようなサモアにおける医療制度の成立過程と国債関係における福祉国家モデルの位置付けを念頭に置き、サモアにおける精神科医療の導入過程とその変遷に絞って、国際学会(日本多文化間精神医学会・世界精神医学会多文化間精神医学部門・世界文化精神医学会の合同研究大会)で発表を行った。本年度は、主たる調査対象地域であるサモアでの1ヶ月近くにわたる現地調査とニュージーランドの国立図書館、及び、国立公文書館での史料収集を行った。まず、ニュージーランドにおける史料収集では、20世紀初頭のドイツ統治下でのサモア医療行政に関する行政書簡や1916年から1962年にかけてのニュージーランド統治下でのサモアの医療制度に整備に関する官報、年次報告、学術報告を入手した。それにより、サモアにおける医療政策が極めて短期の植民者と農場労働者の健康管理を基本とする植民地型の公衆衛生制度を経た後、ニュージーランド統治の本格化に伴って、検疫の強化と末端村落からの組織化によって全人口を対象とした公衆衛生制度へと急激に移行したことを跡付けることができた。また、サモアにおける現地調査では、いわゆる一次医療(プライマリ・ヘルスケア)から二次医療(地域医療)を経て三次医療(高度医療)へと至る段階論のなかで、サモアのような国内人口や医療資源が限られた島嶼地域においては、二次医療の段階において地域格差が意識されていること、さらには、グローバル化によって一部の者が親族ネットワークなどを利用して国外の医療サービスにアクセスすることで三次医療の段階でも微細な不平等感が広がっていることが明らかとなった。アルマ・アタ宣言(1978)以降、不平等解消の方策として生活地域を基盤とした一次医療の拡充が行われてきたが、情報の伝達と人の移動が飛躍的に増大した今日では、各生活者は生活共同体にとどまらない視野での「公平性」を問題とし初めているという実態が明らかとなった。
雪氷冷熱利用・資源化技術開発と地域連携による積雪地エネルギー有効活用モデルの提案

雪氷庫の小型軽量・可搬化システムの開発,雪堆積場エネルギー・水資源収支モデル,雪氷ブロック需要ポテンシャルの推計,運搬排雪・融雪槽など冬期雪対策の最適化,広域複合利用モデル,多目的事業展開,地域冷熱供給事業の導入可能性などを主たる課題として,以下の知見が得られた.(1)雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準の究明とターゲットレベルの設定雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準を明らかにするとともに,それを達成するための雪氷庫仕様など改善策を提示した.(2)移動式高密度雪氷庫(HSS)システムの開発と通年多目的利用空間創出HSSシステムにおける雪氷庫のさらなる簡易化・移動のしやすさを重視した開発を実施した.新築施設を中心とした雪氷冷熱利用システムの展開のための設計指針を提示した.(3)空間用途変更(コンバージョン)対応型雪氷冷熱利用システム開発空間改修に関わる建設段階のエネルギー消費量,二酸化炭素排出量,コストを求め,同規模の雪氷庫を屋外に設置する従来の雪氷冷熱利用システムと比較した場合の優位性を検証した.さらに,運用段階iにおける評価を実施した.(4)大規模広域移動式高密度雪氷庫(HSS)システムを導入した都市冷泉(UCS)構想の提案UCSの実現可能性の数値解析を実施し,旭川市における導入可能性について実験的に検討した.(5)地域連携による共有雪堆積場の広域複合利用モデルの提案40万m^3程度の規模を擁する実証実験を行い,雪堆積場の冷熱・水資源収支を明らかにするとともに,農・漁業など多用途への適用と雪氷ブロックの搬送・供給システムを提案した.(6)人口・熱需要高密度地区を対象とした冬期雪対策・地域冷熱供給モデルの開発札幌都心域の現状の地域熱供給システムに雪氷冷熱供給を付加した場合のフィージビリティスタディを実施した.年間約160億円に上る同市の雪堆積事業の一部を冷熱活用を目的として,事業化をめざした場合の雪堆積場の配置計画,融雪と貯雪機能を有する多目的空間を利用した地域冷熱供給モデルのあり方について提案した.雪氷庫の小型軽量・可搬化システムの開発,雪堆積場エネルギー・水資源収支モデル,雪氷ブロック需要ポテンシャルの推計,運搬排雪・融雪槽など冬期雪対策の最適化,広域複合利用モデル,多目的事業展開,地域冷熱供給事業の導入可能性などを主たる課題として,以下の知見が得られた.(1)雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準の究明とターゲットレベルの設定雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準を明らかにするとともに,それを達成するための雪氷庫仕様など改善策を提示した.(2)移動式高密度雪氷庫(HSS)システムの開発と通年多目的利用空間創出HSSシステムにおける雪氷庫のさらなる簡易化・移動のしやすさを重視した開発を実施した.新築施設を中心とした雪氷冷熱利用システムの展開のための設計指針を提示した.(3)空間用途変更(コンバージョン)対応型雪氷冷熱利用システム開発空間改修に関わる建設段階のエネルギー消費量,二酸化炭素排出量,コストを求め,同規模の雪氷庫を屋外に設置する従来の雪氷冷熱利用システムと比較した場合の優位性を検証した.さらに,運用段階iにおける評価を実施した.(4)大規模広域移動式高密度雪氷庫(HSS)システムを導入した都市冷泉(UCS)構想の提案UCSの実現可能性の数値解析を実施し,旭川市における導入可能性について実験的に検討した.(5)地域連携による共有雪堆積場の広域複合利用モデルの提案40万m^3程度の規模を擁する実証実験を行い,雪堆積場の冷熱・水資源収支を明らかにするとともに,農・漁業など多用途への適用と雪氷ブロックの搬送・供給システムを提案した.(6)人口・熱需要高密度地区を対象とした冬期雪対策・地域冷熱供給モデルの開発札幌都心域の現状の地域熱供給システムに雪氷冷熱供給を付加した場合のフィージビリティスタディを実施した.年間約160億円に上る同市の雪堆積事業の一部を冷熱活用を目的として,事業化をめざした場合の雪堆積場の配置計画,融雪と貯雪機能を有する多目的空間を利用した地域冷熱供給モデルのあり方について提案した.移動式高密度雪氷庫(HSS)システム,空間改修技術,自然冷熱による製氷・貯氷,冷房利用のための新築・リニューアル対応システム,農漁業における冷熱利用ポテンシャル推計,大規模広域HSSシステム,都市冷泉構想,地域連携などを主たる課題として,以下の知見が得られた.(1)雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準の究明とターゲットレベルの設定雪氷冷熱利用システムの普及ベースへの限界水準を明らかにするとともに,それを達成するための雪氷庫仕様など改善策を提示した.(2)移動式高密度雪氷庫(HSS)システムの開発と通年多目的利用空間創出移動式高密度雪氷庫システムを開発し,貯雪特性,冷熱供給能力に関する実証実験を行い,導入効果が高いことを示した.(3)空間用途変更(コンバージョン)対応型雪氷冷熱利用システムの開発実事例の評価を通じて性能・経済性評価を実施することによって,既往技術に対する新システムの優位性を明らかにした.(4)大規模広域移動式高密度雪氷庫(HSS)システムを導入した都市冷泉(UCS)構想の提案

積雪寒冷地における新しい空間活用方策として,大規模広域HSSシステムを導入する都市冷泉(Urban Cold Spring : UCS)構想を提案し,従来型雪対策事業を雪国固有の新規産業モデル事業へと転換する方策を示した.(5)地域連携による共有雪堆積場の広域複合利用モデルの提案製氷・貯氷機能を付加した超大型雪堆積場のエネルギー・水資源収支モデルを開発し,解析を実施するとともに,複数の自治体による地域連携によって共有雪堆積場を構築した場合の生活圏除排雪,冷熱・水資源活用ポテンシャルを評価するとともに,農・漁業など多用途からの潜在的需要を推計した.(6)人口・熱需要高密度地区を対象とした冬期雪対策・地域冷熱供給モデルの開発人口・熱需要高密度地区を対象として,運搬排雪・融雪槽などの冬期雪対策と地域冷熱供給への適用を複合化した積雪都市モデルを提案し,具体的なケーススタディを実施した.平成18年度は,雪氷庫の小型軽量・可搬化システムの開発,雪堆積場エネルギー・水資源収支モデル,雪氷ブロック需要ポテンシャルの推計,運搬排雪・融雪槽など冬期雪対策の最適化,広域複合利用モデル,多目的事業展開,地域冷熱供給事業の導入可能性などを主たる課題として,以下の要領で研究を行った.なお,課題1関連研究は平成17年度に完了した.(1)雪氷冷熱利用システムの普及べースヘの限界水準の究明とターゲットレベルの設定雪氷冷熱利用システムの普及べースヘの限界水準を明らかにするとともに,それを達成するための雪氷庫仕様など改善策を提示した.(2)移動式高密度雪氷庫(HSS)システムの開発と通年多目的利用空間創出平成17年度におけるHSSシステムにおける雪氷庫のさらなる簡易化・移動のしやすさを重視した開発を実施した.新築施設を中心とした雪氷冷熱利用システムの展開のための設計指針を提示した.(3)空間用途変更(コンバージョン)対応型雪氷冷熱利用システム開発平成17年度において,空間改修に関わる建設段階のエネルギー消費量,二酸化炭素排出量,コストを求め,同規模の雪氷庫を屋外に設置する従来の雪氷冷熱利用システムと比較した場合の優位性を検証した.さらに,平成18年度には運用段階における評価を実施した.(4)大規模広域移動式高密度雪氷庫(HSS)システムを導入した都市冷泉(UCS)構想の提案UCSの実現可能性の数値解析を実施し,旭川市における導入可能性について実験的に検討した.(5)地域連携による共有雪堆積場の広域複合利用モデルの提案平成17年度の検討に基づき,40万m^3程度の規模を擁する実証実験を行い,雪堆積場の冷熱・水資源収支を明らかにするとともに,農・漁業など多用途への適用と雪氷ブロックの搬送・供給システムを提案した.(6)人口・熱需要高密度地区を対象とした冬期雪対策・地域冷熱供給モデルの開発札幌都心域の現状の地域熱供給システムに雪氷冷熱供給を付加した場合のフィージビリティスタディを実施した.年間約160億円に上る同市の雪堆積事業の一部を冷熱活用を目的として,事業化をめざした場合の雪堆積場の配置計画,融雪と貯雪機能を有する多目的空間を利用した地域冷熱供給モデルのあり方について提案した.
光MOCVD法による配向制御ZnO透明導電膜の開発

本研究の目的は、太陽電池用ZnO透明導電膜の開発である。様々な成長方法をZnO膜の製膜に適用し詳細に検討した結果、以下に示す成果が得られた。1.原料にジエチル亜鉛とH_2Oを用いた有機金属気相成長法(MOCVD法)および光MOCVD法をZnO膜の製膜に適用し、テクスチャー構造を有する高透過率なZnO膜の作製に成功した。さらに、その成長機構を詳細に調べた結果、Zn(OH)_2が膜形成種となりZnO膜が生成することを明らかとした。2.酸化剤としてD_2Oを用いることにより、表面形状を凹凸から平坦まで制御することに成功した。3.得られたZnO膜をa-Si太陽電池の透明導電膜および裏面反射膜に適用し、変換効率12.5%を達成した。4.原子層堆積法(ALD法)を用いることにより、ZnO膜の均一性および電気的特性を大幅に向上させることができた。特に、ALD法によって作製したアンドープZnO膜の移動度については、膜厚220nmと薄いにも関わらず30cm^2/Vsと高い値を示した。5.ALD法においてB_2H_6を最適なタイミングでド-ピングすることにより、抵抗率を6.4×10^<-4>Ωcmまで低減することができた。6.ALD成長中に紫外光を照射する光ALD法をZnO膜作製に適用し、光照射の影響について検討した。光照射によりキャリア濃度が大幅に増加し、アンドープであるにもかかわらず基板温度136°Cにおいて抵抗率6.9×10^<-4>Ωcmと非常に低抵抗なZnO膜の作製に成功した。以上より、太陽電池用透明導電膜として適用可能な、高透過率、低抵抗率を有するZnO透明導電膜を作製するための基礎技術が確立された。本研究の目的は、太陽電池用ZnO透明導電膜の開発である.本年度は,ジエチル亜鉛と水とを用いた有機金属気相成長(MOCVD)法にけるZnO膜の成長機構の解明,表明形状の制御及び耐熱性の向上に着目し,研究を行った.その結果,以下に示す成果が得られた.1.基板温度120°C以上において,c軸が基板に平行になった,凹凸形状を有する高透過率なZnO膜が得られた.さらに,成長速度の温度依存性,および成長温度に対する膜の配向性を詳細に調べた結果,ジエチル亜鉛と水との化学反応により生じたZn(OH)_2が膜形成種となりZnO膜が生成することが明かとなった.このZn(OH)_2の分解温度が120°Cであることから,この膜形成種の基板表面での分解が膜の配向性を決めていることが新たに見いだされた。2.酸化剤として,D_2Oを用いることにより,凹凸形状を有するZnOが得られる温度が140°C以上となった.これは,膜形成種がZn(OD)_2に変化したためと考えられる.そこで,基板温度130°CにおいてD_2OとH_2Oの混合酸化剤を用いることにより,ZnOの表面形状を凹凸から平坦まで制御することに成功した.3.初めに低温度で凹凸形状を有するZnO膜を製膜し、次に高温度でZnO膜を作製する2段階成長法を行った.

その結果,膜の凹凸構造を維持したまま耐熱性に優れたZnO膜が製膜可能であることが明らかとなった.以上より,太陽電池用透明導電膜として,高透過率・テクスチャー構造を有するZnO膜を作製するための基礎的技術が確立された.本研究の目的は、太陽電池用ZnO透明導電膜の開発である。本年度は、ジエチル亜鉛とH_2OおよびD_2Oを用いた有機金属気相成長法(MOCVD法)におけるZnO膜の成長機構を解明し、得られたZnO膜を用いてa-Si太陽電池を製作した。さらに、より制御性のよいZnO膜の成膜法として原子層堆積法(ALD法)および成長中に紫外光を照射する光ALD法を試みた。その結果、以下に示す成果が得られた。1.ZnO膜の成長機構についてさらに詳細に検討を行い、反応過程を明らかにした。具体的には、H_2Oを用いた場合には膜形成種としてZnO(OH)_2が支配的であるが、D_2Oを用いた場合にはZnO(OD)_2が支配的となり、この膜形成種の違いにより、テクスチャー構造が得られる温度が変化することが明らかとなった。2.a-Si太陽電池のn層と金属電極の間にごく薄いZnO膜を挿入することにより、n/金属界面でのショットキー障壁の高さを制御できることを、数値シミュレーションおよび実験により明らかにした。そして、得られたZnO膜をa-Si太陽電池の透明導電膜および裏面反射膜として用いることにより、変換効率12.5%の太陽電池の作製に成功した。3.膜厚均一性の改善および粒径の増大を目的とし、ZnO膜の成長を原子レベルで制御するためにALD法を適用した。この結果,初期的な段階ながらZnO膜の原子層成長に成功し、MOCVD法に比べ膜厚の均一性が向上することを確認した。さらに、ALD成長中に紫外光を照射する光ALD法を試みたところ、抵抗率を1桁程度減少させることができた。以上の成果をふまえ、平成8年度はALD法および光ALD法を用いたZnO膜の成長についてより詳しく検討し、成長の初期段階から粒径が大きく結晶性に優れたZnO膜を成膜するための研究を行う。本研究の目的は、太陽電池用ZnO透明導電膜の開発である。本年度は、制御性よく良質なZnO膜を作製することを目的とし、電子層堆積法(ALD法)を用いた製膜について詳細に検討した。最適な成長条件を明らかにした後、ド-ピングを試みた。さらに、成長中に紫外光を照射する光ALD法をZnO膜作製に適用し、光照射の影響について検討した。研究の結果、以下に示す成果が得られた。1.原料にジエチル亜鉛(DEZ)およびH_2Oを用いたALD法において、原子層成長が達成できる成長条件を明らかにした。特に、基板温度105°Cから165°Cにおいては、成長速度はZnO(100)の両間隔と一致しており、X線回折測定からも(100)に配向したZnO膜が原子層成長していることが確認された。2.ALD法を用いることにより、ZnO膜の電気的特性をMOCVD法によって作製したものより向上させることができた。特に、ALD法によって作製したアンドープZnO膜の移動度については、膜厚220nmと薄いにもかかわらず30cm^2/Vsと高い値を示した。3.ALD法においてB_2H_6を最適なタイミングでド-ピングすることにより、抵抗率を6.4×10^<-4>Ωcmまで低減することができた。4.光ALD法によるZnO膜の作製において、膜質の成長条件依存性を明らかにした。特に、光照射によりキャリア濃度が大幅に増加し、アンドープであるにもかかわらず基板温度136°Cにおいて抵抗率6.9×10^<-4>Ωcmと非常に低抵抗なZnO膜の作製に成功した。
インバータ駆動高速電車の粘着制御に関する研究

(1)文献調査インバータによって駆動された高速電車の粘着制御に関する論文を、九州大学大型計算機センターの科学技術文献データベースINSPEC-B、C及びJを使用して検索し、80編の論文を収集した。(2)高速電車の運転状況を正確に記述する運動方程式の決定及び非線形係数の固定高速電車の運動方程式を導出し、自然環境を考慮した運動方程式の非線形係数を同定した。(3)インバータで駆動される誘導電動機の三種類の速度センサレスベクトル制御法の開発ア)第1の制御方法はq軸磁束を用いる方法で、あわせてd軸磁束を利用して一次抵抗を同定する方法も開発した。ロ)2番目は瞬時無効電力を利用する方法で、本方式は一次抵抗にロバストであるという特徴を有する。ハ)3番目は適応オブザーバ理論に基づく方法で、この際α軸の電流制御を電圧モデルを利用して行う方法も考慮し、大幅に制御アルゴリズムを簡単化できた。(4)制御システムの解析と実験による検証これら三種類の新しい誘導電動機の制御法をコンピュータで解析し、結果を製作した実験装置により有効性を検証した。(5)制御システムの開発これら三種類の誘導電動機の速度センサレスベクトル制御法を、高速電車の車輪とレール間の粘着係数を制御する方法に適用し、新しい制御システムを開発中である。(6)研究成果得られた研究成果は、電気学会論文誌(3編)、日本AEM学会誌(3編)、国際学会Proceedings(8編)等に公表している。3年計画の初年度であるから、「インバータ駆動高速電車の粘着制御に関する研究」の基礎研究と2年度以降の研究準備を行った。(1)九州大学大型計算機センターの科学技術文献データベースINSPEC-B,C(イギリス電気学会の電気工学、電子工学、制御工学、情報工学等の文献情報)を使用して、インバータによって駆動された高速電車の粘着制御に関する文献を調査し、関係論文34編を収集した。また、九州大学大学院や、九州工業大学工学部において、国際会議のプロシィーディングを中心に論文の調査を行い、収集した。(2)高速電車の粘着力を制御するためには、高速電車の運転状況を正確に記述する運動方程式を作成する必要がある。そこで、運動方程式を誘導し、種々の制御法について解析した。(3)粘着力は非線形で、しかも電車の運転状況や自然環境によって大幅に変化する。そこで、シュミレータを作成し、いろいろな運転状況を再現しながら最適の制御法を考案している。(4)シミュレータの駆動用インバータは、IGBT(PM75RHA060)を用いて構成した。また、シミュレータ用のPI制御系は、高速演算素子DSPボード(DSP/C44)やIC(AD7870JN)で構成した。(5)シュミレータの制御ソフトは、新たに購入したワークステーション(日本電算機JU1/140)を用いて、C言語やアセンブラで開発した。(6)研究の成果として、電気学会論文誌に1編,日本AEM学会誌に1編,国際会議のプロ-ティングに4編を発表した。(次頁参照)。本研究は、3年計画の2年目にあたるから、本年度は前年度に実施した基礎研究の成果と研究準備に基づいて研究を進めた。1.文献の検索及び収集前年度に引き続き、九州大学大型計算機センターの科学技術データベースINSPEC-B及びCを使用して、インバータによって駆動された高速電車の粘着制御に関する最新の文献を調査した。そして、東京大学大学院、九州大学大学院、九州工業大学工学部及び東海旅客鉄道株式会社で、文献を追加収集した。2.システムの解析とコンピュータシミュレーション前年度に確立した高速電車の運動方程式に種々の制御方式を適用して、動輪とレール間の粘着制御システムのコンピュータシミュレーションを行った。そして、これらの制御方式の比較検討を行った。3.シミュレータによる検証2.の結果を新たに製作したシミュレータによって検証した。4.主電動機の制御方式の検討前年度に製作したインバータに新しく開発した制御装置を適用して誘導電動機を運転し、高速電車の主電動機となる誘導電動機の制御方式の検討を行った。

5.実験装置の設計上述した2.4.の研究の成果に基づいて、インバータで駆動された高速電車の粘着力を、種々の運転状況の下で再現できる実験装置の詳細な設計を行った。なお、この実験装置の製作は高価となるために、その制作費を平成1112年度の科学研究費補助金・基盤研究(B)展開研究に申請した。6.研究の中間まとめ本年度までの研究成果を電気学会論文誌に1編、国際会議のプロシーディングに2編報告した。(1)前年度に引続き、インバータ駆動誘導電動機の粘着制御に関する文献を九州大学大型計算機センターのデータベースINSPEC B,C及びJを用いて調査し、80編の論文を収集した。(2)高速電車の運動方程式を導出し、運転状況を考慮した非線形係数の同定方法を考案した。(3)q軸磁束を用いて、インバータ駆動誘導電動機の新しいセンサレスベクトル制御法を考案した。また、d軸磁束を利用して一次低抗を同定する手法も開発した。(4)インバータを電源とする誘導電動機の瞬時無効電力を利用した新しいセンサレスベクトル制御法を開発した。本方式は一次抵抗にロバストであるという特徴を有する。(5)インバータによって駆動された誘導電動機の速度センサレスベクトル制御法を、適応オブザーバ理論に基づいて開発した。この際、d軸の電流制御を電圧モデルを利用して行う方式も考案し、大幅に制御アルゴリズムを簡単化できた。(6)これらの新しい誘導電動機の制御法をコンピュータで解析し、実験装置により有効性を検証した。(7)これら3種類のインバータ駆動誘導電動機のセンサレスベクトル制御法を、高速電車の車輪とレール間の粘着係数を制御する方法に応用し、新しい制御システムを開発中である。(8)研究成果を、電気学会論文誌(1編)、日本AEM学会誌(1編)、国際会議Proceedings(2編)等に発表している。
トクヴィルとデモクラシーの二つのモデル〜米仏政治文化の比較思想史的研究

本研究の目的は、トクヴィルの政治理論に照らしてフランスとアメリカという近代デモクラシーの二つのモデルを比較し、両国の歴史的発展の中に二つのモデルの対立と相互影響関係の諸相を検証することにある。個別の論点として特に詳しく検討されたのは、トクヴィル以後のフランス人のアメリカ観、20世紀における反米主義の興隆、米仏両国の現代政治哲学におけるトクヴィリアン・モーメントの検出などである。2年間の研究を通じて確認された主な知見を以下に列挙する。(1)米仏友好関係はアメリカ独立革命時以来の長い歴史を有するが、20世紀に合衆国がヨーロッパに本格的に関与し、超大国に成り上がったことはフランス国民の反発を招き、とりわけ、冷戦はフランス知識人の反米主義を育てることとなった。(2)冷戦の終結とソ連社会主義の崩壊は社会主義に対する自由民主主義の勝利を明らかにしたが、アメリカの覇権の下に進むグローバライゼーションは、アメリカ・モデルの世界化をもたらしたわけではなく、それへの種々の反発を生み、ヨーロッパとアメリカの距離を広げ、フランス・モデルの再生をもたらした。(3)こうした世界の状況の変容はトクヴィルのデモクラシー論の読み直しを要請している。宗教勢力の政治的影響力の増大、格差と不平等の拡大、「社会資本」の減衰と公共生活の縮小といった近年のアメリカに際立つ傾向は、トクヴィルのアメリカ観の再考を促している。(4)フランスに近年著しいトクヴィル復興は、アングロ=サクソン社会に範をとった彼のフランス政治文化批判がフランスの世論にようやく受け入れられたことを示す。しかしトクヴィルのアメリカ批判も今日の歴史的文脈において新たな光を当てられている。今日の米国でトクヴィルが共和主義ないしコミュニテリアンの文脈で語られるのに対し、フランスでは共和主義の自由主義的修正に貢献しているといえよう。(5)トクヴィルが一九世紀の歴史状況を背景に指摘したフランス・デモクラシーの問題点や危険の多くは、今日のフランス社会にとってそれほどの脅威ではない。逆にそうした危険から免れていると彼がみた米国についてこそ、今日では深刻な問題となっている。戦争や軍事専制、政府の強大化はその著しい例である。1)研究会研究分担者各自の研究と別に、全体での研究会を3度行った。(i)2004年7月9日(於早稲田大学)報告者大中一弥「フランスにおける社会科学基礎理論の現状と展望宇野重規『政治哲学へ』の構造主義政治理論的解釈」(ii)2004年11月20日(於早稲田大学)報告者古矢旬「現代アメリカの保守主義」(iii)2005年2月13-14日(於品川プリンスホテル)「トクヴィル生誕200年記念シンポジウム(6月10-12日)準備のための研究合宿」とくに第3の研究合宿は、本科研課題と関連して計画されている国際シンポジウムの日本人参加者の多くを集め、松本礼二「民主主義国は戦争をしないかトクヴィルの戦争論・軍隊論」、宇野重規「フランス現代政治哲学とトクヴィル」の二報告を中心に広範囲にわたる討議を行い、成果を収めた。2)海外出張本研究の一つの特徴であるフランス、アメリカの研究者との交流、協力のため、研究代表者は2004年8-9月、2005年3月の二度にわたり、フランス、および米国に研究出張を行った。

トクヴィル研究、現代政治哲学に関する資料を収集するとともに、James T.Schleifer, Francoise Melonio両氏をはじめ、米仏の代表的トクヴィル研究者と討論し、とくに上記国際シンポジウムの計画を具体化した。3)本研究課題に直接関わる研究代表者の業績に以下のものがある。松本礼二「民主主義国は戦争をしないか?:トクヴィルの戦争論・軍隊論の視点から」『政治思想研究』第5号(2005年5月)1)トクヴィル生誕200年記念国際シンポジウム「アメリカとフランスデモクラシーの二つのモデル?」(平成17年6月10-12日)の実施本年度の最も重要な活動として、6月10-12日の3日間に渡り、東京大学および日仏会館で行った。米仏両国から各5名、計10名の専門家を招き、日本側も各分野から第一線の研究者の参加を得て、成功裡に終了した。研究代表者、松本礼二と分担者、宇野重規は組織委員として全体の企画に携わるとともに、それぞれ、報告、討論に当たり、同じく分担者、古矢旬は報告を行い、川出良枝は討論者として参加した。2)シンポジウムの成果シンポジウムの成果はプロシーディングズ、"La France etles Etats-Unis, deux modeles de democratie?"にまとめ、松本、宇野、古矢三者の英文報告を含め、全18報告を収録した。さらにそのうち4本の報告を雑誌『思想』05年11月号に小特集「トクヴィル生誕200年」として掲載した。松本、宇野は英語論文の翻訳を担当し、松本は他にシンポジウム全体を紹介する論稿を寄稿した。松本、宇野の報告内容については、それぞれ関連する雑誌論文があり、また両名はそれぞれ読売新聞、毎日新聞にシンポジウムを紹介する記事を寄稿した。3)研究の発展に向けて本研究の取りまとめ、今後の発展に向けて、研究会を行い、シンポジウムのプロシーディングズの単行本としての公刊、英仏文での発表の可能性を検討し、研究代表者は12月に渡仏し、フランス側の研究協力者F.メロニオ教授他と討論の機会をもった。4)研究代表者はトクヴィルの主著「アメリカのデモクラシー」(第1巻)の新訳を岩波文庫として公刊した。
行為経験に基づいた概念の形成とその組み合わせ操作を行う認知メカニズム

本研究課題では、行為経験に基づいた概念とその操作を行うメカニズムの構成論的理解を目的として、言語と行為の対応付け学習を行う再帰結合型神経回路モデルを実ロボットに具現化した。ロボットの物体操作課題による実験を行い、神経回路モデルの内部状態を解析したところ、言語と行為を結びつける表現が自己組織化されたことを確認した。この成果は工学的応用だけではなく、認知科学などの学術的な研究への展開も期待できる。自らの行為経験から概念を形成し、それらを組み合わせることによって新たなパターンを生成することは、人の持つ高次な認知的能力の一つである。本研究課題では、適切な組み合わせ操作を行うためには、概念が実世界に対応づけられている必要があるという仮説に基づき、経験によって得られた感覚運動情報から、組み合わせ操作可能な概念を形成する過程を、構成論的アプローチにより理解することを目的としている。これを実現するために、平成25年度の研究計画には、(A)ロボット実験プラットホームの整備と(B)概念の創発的学習モデルの開発を挙げていた。各項目における研究実績を以下にまとめる。(A)ロボットによる物体操作課題を設定し、これを行うためのロボットプラットホームの開発を行った。具体的には、小型ヒューマノイドロボットから各種センサ情報を取得し学習器へ渡すプロセス、および学習器からの出力を用いてロボットの運動を制御するプロセスを実装し、実験環境を構築した。(B)概念の創発的学習モデルとしてSCTRNNと呼ばれる人工神経回路モデルを用いる枠組みを構築した。また、予備的な実験において、人工神経回路モデルの内部に、組み合わせ的操作を表象する構造が獲得される可能性が示唆された。自らの行為経験によって得られる感覚・運動情報から概念を形成し、それらの概念に基づき行為を生成するという認知的能力を構成論的なアプローチから理解する為のモデルを開発した。開発したモデルは異なる活動時定数を持つ複数のニューロンモデルによって構成されており、人からの言語指示と自身の感覚・運動情報の対応付け学習を行うことが出来る。このモデルをロボットに実装し、言語指示という記号系と感覚・運動情報という連続系がいかに統合され神経回路モデルの中に表象されるかを実験によって検証した。実験タスクとして、"赤"と"青"のベルに対して、"たたく"と"指し示す"という操作を行う課題を設定した。この課題ではベルが置かれる位置(左右)によらず、言語によって指示された色のベルに対して操作を行う、もしくは色によらず指示された位置に置かれたベルにたいして操作を行うことが求められる。すなわち、操作対象物の色や置かれる位置という概念を表象し、言語指示を受けて正しく表象へ結びつけ、適切な運動パターンを生成することが求められる。最終年度では提案モデルが上記の実験課題を正しく学習し、言語指示に対して適切な行動を生成できることを確認した。さらに、神経回路モデルの内部における表象の解析を行い、対象物と操作の関係が状態空間の中の幾何学的な配置として獲得されていることを確認した。平成25年度の研究計画、(A)ロボット実験プラットホームの整備と(B)概念の創発的学習モデルの開発に関して、以下のように進捗を評価する。(A)小型ヒューマノイドロボットを用いた物体操作課題を設定した。具体的には対象物の色が3色、ロボットのとる行為が2種類として、計6パターンの組み合わせが含まれる課題とした。また、この課題を行うために必要となる色情報を取得するため、ロボットの頭部に搭載されたカメラから画像を取得し、特徴量を計算するプログラムの実装を行った。また、学習器として用いる人工神経回路モデルにこの特徴量を入力し、学習器から得られた出力をロボット制御器に渡すプログラムの実装も行った。以上のように、実験プラットホームの整備は順調に進んでいると考えられる。(B)上記の物体操作課題を実行した際に得られる感覚運動情報を学習させ、SCTRNNと呼ばれる人工神経回路モデルが、組み合わせ的な構造を学習できることを確認した。さらに詳しく解析を行ったところ、組み合わせ的な構造が人工神経回路モデルの内部状態に幾何学的に埋め込まれることを明らかにした。従って、当初計画していた25年度の目標は達成されていると考えられる。認知ロボティクス今後は当初計画に従い、25年度に実現した概念の組み合わせ学習を行う人工神経回路モデルを用いて、対象物と操作の種類を増やし、汎化学習の能力に関する検討を行う。特に、未学習の組み合わせを実行しようとした際に、すでに獲得されている概念を組み合わせることで、実世界で適切な行為を生成しうるのかという課題を扱う計画である。また、実ロボットを用いることで、実験者による実験環境への物理的な介入が容易になるので、様々な未経験状況でのロボットの汎化能力を観察する。当初計画では全身型のヒューマノイドロボットを購入する予定であったが、ロボット実験タスクの検討を進める中で、上半身型のヒューマノイドロボットの方が適当であることが明らかとなり、購入するロボットを変更した。これにより次年度使用額が生じた。予備的な実験で、人工神経回路モデルの学習計算に長い時間がかかることが明らかとなった。この問題を改善するため、27年度に購入予定であっる学習計算用サーバーを増強するために使用する計画である。
特定部位の筋機能を強化するトレーニング・システムの開発

スポーツパフォーマンスを向上させるために、競技の特異性を考慮したトレーニングを提供できるシステムの開発を目的とし、エクササイズ中の負荷パターンをコンピュータ制御可能なトレーニングシステム(iSAAC)の開発に取り組んだ。このマシンには各種センサを設置してあり、使用者の運動情報を取得することが可能である。これにより、数値計算から力情報を推定することで運動を評価することを可能とした。負荷にはブレーキによる制動力を採用しているため安全なトレーニングを提供しており、負荷パターンによって同様の脚伸展動作においても異なる力発揮状況を促すことが可能である。本研究は「スポーツパフォーマンス向上のためのスポーツ特異性を考慮したトレーニングシステムを開発すること」が目的である。十分なトレーニングを積んでいるアスリートでも、さらに理想的な筋機能や筋形態にするために、あるいは怪我からのリハビリの際に、ある特定の部位のみを鍛えることが必要になることがある。しかしながら、トレーニングに伴う筋肥大の部位差・左右差、筋力の左右差などの存在は知られていながらも、特定の部位の筋だけを鍛えるトレーニングシステムは構築されていない。本研究では、複合した負荷様式によるトレーニングにそのメカニズム解明のヒントがあると考えた。そのための理論を体系化するとともに、トレーニングシステムを構築し、最新の技術を駆使したトレーニング機器の開発も試みた,本年度は、肘関節屈曲動作を用いた一定粘性の負荷と一定粘性をベースにしながらもある特定区間に弾性負荷を重畳した組み合わせ負荷(複合負荷)を課して、8週間のトレーニング実験を行った。その結果、1.両トレーニング群で関節角度全域での筋力向上が認められた。複合負荷トレーニングでの狙いとした関節角度区間での筋力向上は他の区間と同程度であった.2.上腕屈筋群の体積は両トレーニング群ともに増加が見られた.しかしながら,上腕筋の増加は複合トレーニング群でのみ有意であった.3.筋体積の増加にはトルク時間積分値との間に相関関係が見られた.以上のことから,筋発達の部位差がトレーニング内容によって生じる可能性が示唆された。1.下肢多関節動作に伴う一過性の筋の応答(1)トレーニング動作後の血中ホルモン分泌の定量(後藤)、体組成変化(浜岡、栗原)として、安静時と運動後に血中ホルモン濃度や血中糖、脂質濃度、血中炎症性、そのほか血中物質濃度を測定する。また、DXA法および磁気共鳴画像法(MRI)により、全身筋量・脂肪量、各部位の筋断面積・脂肪断面積を測定する。(2)トレーニング動作の動作解析と表面筋電図法により各筋が発揮した筋力の推定(大塚、吉岡)として、運動時の肘関節角度・角速度、発揮トルクを計測し、同時に膝関節主働筋である大腿四頭筋および拮抗筋である大腿二頭筋から表面筋電図法により筋活動量を導出し、各筋が発揮している筋力の推定を行う。(3)MRI-T2画像を用いた筋活動量の筋内部位差(栗原)として、安静時と運動後の上腕二頭筋および上腕三頭筋の横緩和時間(T2)を計測し筋が活動した部位とその面積を特定する。2.下肢多関節動作用トレーニング機器の開発・改良開発中の「下肢用ハイブリッド型(慣性、剛性、粘性の性質をすべて含む)トレーニングマシーン」を実機として使用するためには、慣性、剛性、粘性の各パラメータを思い通りに制御するための調整が必要である。また、実際のトレーニングに応用するために、被験者の動きが窮屈になったり、狙い通りの動作ができなくなったりしてはならない。そのために、実際にマシーンを動作確認し、得られる実測データを観察し、被験者の感性なども確認しつつ、試行錯誤しながら機器の開発・改良を進める。3.長期トレーニング実験の検討上記1および2を進めながらねらいとする筋部位の発達ならびに筋機能の向上を目的とした長期トレーニングの内容を検討する。下肢多関節動作用トレーニング機器スポーツパフォーマンスを向上させるために、競技の特異性を考慮したトレーニングを提供できるシステムの開発を目的とし、コンピュータ制御された電磁ブレーキによって運動中の負荷パターンを変化させることで、同様の動作でありながら異なる力発揮を促すトレーニングシステムの開発・改良を行った。ハードウェア面では、装置使用者からの要望により、足部をより前方で接地できるように床反力計を設置する部品の大型化と使用者が上半身を凭れかけ固定する際の固定位置を調節できるようにシート部分の大型化を行った。ソフトウェア面では下肢伸展動作時の運動を計測(ゴニオメータ、フォースプレート、ロータリエンコーダ)し、ローパスフィルター処理を施した各運動情報から逆動力学演算により力情報(関節トルクや関節パワー)を推定する機能を設計した。また、最適化演算により得られた関節トルクから動作中の筋張力を推定する機能を追加した。本装置を用いて、動作中の一定の負荷を設定した場合と、動作中に負荷パターンを一定ではなく可変とした場合の力発揮能力を調べた。運動途中で負荷を増大させる可変負荷パターンにより、動作中の各姿勢における関節トルクを変化させることが可能となった。

また、可変負荷パターンによって変化した運動においても推定した筋張力は主動筋としての筋活動が筋電計によって計測した筋活動のパターンと酷似した結果であった。また、負荷量の設定方法に関しては初期姿勢(脚屈伸時)における最大の力発揮量を計測することで拳上可能な最大値を推定し、初使用であっても簡便に利用することが可能となった。当研究での主な成果については、学会等で発表を行った。なお、開発した下肢多関節動作用トレーニング機器(発明の名称:下肢トレーニング装置)については、2015年4月23日に特許申請を提出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ科学26年度が最終年度であるため、記入しない。1年目に基礎的なトレーニング実験を行い、装置開発の基礎ができた。ただ、装置開発のための設計・部財発注などが少し遅れたため、くみ上げが次年度となったため。平成25年度は4月より研究専門員を採用し、下肢多関節動作用のレーニング機器の開発・改良に重点を置き、取り組んだ。開発した機器は安全性を考慮し、パッシブな運動負荷を実現している。また、定量的な評価を可能とするために、解析用のアプリケーションの実装にも取り組んだ。これに関しては、被験者へのセンサの配置や運動の拘束を最小限に留めながら、多関節運動中の各関節発揮力の推定を可能としている。装置運用面に関しては、トレーニング方法と効果の選定をするために、定期的にメンバー間でミーティングを実施し、研究を進めてきたため、ほぼ順調に進展している。共同研究者ならびに連携研究者との連携をさらに密にして、計画通り推進させる。下肢多関節動作用トレーニング機器を用いた長期トレーニング実験平成25年度までに開発・改良したトレーニングマシーンを用いて、長期トレーニング実験を行う。被験者は日常的にトレーニングを行っていない若年層10名程度とし、週3回12週間のトレーニングを実施する。12週間のトレーニング期間の前後および期間内にいくつかの検査項目を測定する。検査項目は、等尺性および等速性の最大筋力、トルク-角度-角速度曲線、VO2Max(最大無酸素パワー)、全身の脂肪量・筋量(MRI)を考えている。トレーニングの内容はプレ実験を重ね慎重に選定する。また、より高い実用性をめざし、日常的にレジスタンストレーニングを行っている競技者数名に対し、当機器によるトレーニングを体験してもらい、意図した効果が得られるか感性評価をしてもらう。感性評価の高かった競技者に、短期間長期間のトレーニングに参加してもらう。当研究で得られた知見は、国内外の学会で発表していく。初年度より専門研究員を雇用予定であったが、適正な人材が見つからず、人件費として計上していた研究費を持ち越した。2013年4月より専門研究員の雇用が決定しており、次年度以降に適正に配分していく。
幾何演算容易な図形データ構造を援用する大面積画像の高次処理方式の研究

昭和61年度は大面積・大容量な画像データを効率良く処理するためのデータ管理構造を創案・開発し,これに基づく高速で知的な画像処理・認識手法の基本方式を開発した.次いで,昭和62年度は本データ構造をデータ管理の核とした各種設計図面,地図,カラー画像等の大容量画像を対象とした処理システムの試作実験を行い,提案方式の有効性を実証した.初年度に開発したデータ管理構造は,研究代表者らが,先に開発したBD木をベースに,対象を線や面,立体領域等に拡大・発展させたものであり,様々の図形を統一的に,かつ動的なデータをもメモリー効率,検索効率良く管理できるという特徴を持っている.拡張の基本はBD木の各ノードに外接長方形情報を付加し,これを手がかりとして検索空間の縮小を計り,各種検索を効率化している.本データ構造の有効性を検証するため,次年度は,図面入力やカラー画像の限定色表示への応用システムを構築した.図面自動入力システムへの応用としては,機械設計図面や地図を対象とした図面認識・理解システムの開発を行った.試作システムでは図面画像データを最初の段階でランレグスデータに,次に図形輪郭線,更に芯線データにと,単純な演算を施しつつデータ量を大幅に縮小し,これと共に抽象度を上げるという枠組みを採用している.特にこの中で図形輪郭線から芯線データを得る段階で,また図形の認識や理解の段階で,必要となる図形間の空間的な位置関係に依存した処理に対し, BD木によるデータ管理の利点が著しく,全体的に処理の柔軟性と高速が実現されている.カラー画像の限定色表示への応用では,拡張3次元BD木をベースとして,高精細なカラー画像を対象に,高速に,かつ用途・目的に合わせ柔軟に限定色画像を作成するアルゴリズムの開発を行った.昭和61年度は大面積・大容量な画像データを効率良く処理するためのデータ管理構造を創案・開発し,これに基づく高速で知的な画像処理・認識手法の基本方式を開発した.次いで,昭和62年度は本データ構造をデータ管理の核とした各種設計図面,地図,カラー画像等の大容量画像を対象とした処理システムの試作実験を行い,提案方式の有効性を実証した.初年度に開発したデータ管理構造は,研究代表者らが,先に開発したBD木をベースに,対象を線や面,立体領域等に拡大・発展させたものであり,様々の図形を統一的に,かつ動的なデータをもメモリー効率,検索効率良く管理できるという特徴を持っている.拡張の基本はBD木の各ノードに外接長方形情報を付加し,これを手がかりとして検索空間の縮小を計り,各種検索を効率化している.本データ構造の有効性を検証するため,次年度は,図面入力やカラー画像の限定色表示への応用システムを構築した.図面自動入力システムへの応用としては,機械設計図面や地図を対象とした図面認識・理解システムの開発を行った.試作システムでは図面画像データを最初の段階でランレグスデータに,次に図形輪郭線,更に芯線データにと,単純な演算を施しつつデータ量を大幅に縮小し,これと共に抽象度を上げるという枠組みを採用している.特にこの中で図形輪郭線から芯線データを得る段階で,また図形の認識や理解の段階で,必要となる図形間の空間的な位置関係に依存した処理に対し, BD木によるデータ管理の利点が著しく,全体的に処理の柔軟性と高速が実現されている.カラー画像の限定色表示への応用では,拡張3次元BD木をベースとして,高精細なカラー画像を対象に,高速に,かつ用途・目的に合わせ柔軟に限定色画像を作成するアルゴリズムの開発を行った.本年度は次の各課題により幾何演算容易な図形データ構造をベースとする大面積・大容量画像処理の基本方式を開発した。(1)先ず、研究代表者らが創案・開発してきたBDトリーと呼ぶ多次元データ構造を拡張した新しい図形データ構造を開発して、画像データを表現の生データである画素ではなく、より高次な図形プリミティブ(ベクトル、領域など)で捉えて処理するというアプローチを可能とした。(2)次に、対象とする大面積画像から、高速簡易な処理により適当な図形プリミティブを抽出し、それを(1)で開発した図形データ構造で管理してそのデータ構造上での「範囲検索」や「形状演算」などの高速図形プリミティブ処理と、プリミティブの隣接・接続関係などにもとづいて形成した知識ベースによる変形プロダクションシステム型知的認識処理とを、有機的に結合した新しい画像処理・認識方式を創案・開発した。(3)(2)で開発した一般的画像処理方式を、地図、手描き論理図などを対象として具体化した。(4)上記(1)(3)を、61年度計上の磁気ディスク及びインテリジェントLANにより拡張した既存のスーパーミニコンピュータシステム上に実装し、実用的な図面画像(1000×1000画素3000×4000画素)を対象に処理、認識実験を行ない、有効性を検証、評価した。