hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠隔操作における三次元視聴触覚フィードバック

3Dの視聴触覚情報を遠隔提示する実験装置を構築した。視覚はステレオカメラ情報を3Dモニタに提示、聴覚は操作対象を画像認識した信号に基づく合成音を4チャンネルスピーカーに提示、触覚は2自由度のプレートロボットとジョイスティックの角度をバイラテラル制御することで位置と力覚とを提示した。人工的な遅延時間や合成音などの感覚提示条件を様々に設定した上で、被験者に遠隔作業を実施させ、作業効率や操作性を評価した。実験結果から、通信遅延の下で、三次元空間で遠隔操作を遂行する際に知覚すべき因子として、奥行きや速度、加速度の情報を聴覚で提示することが効果的であることなどの知見が得られた。本研究課題の目的は、視覚・聴覚・触覚を三次元情報として遠隔伝送する実験装置を構築し、人間に遠隔作業を実施させ、作業効率や操作性などの観点から提示方法に関する評価することで通信遅延の元で遠隔操作を遂行する際に知覚すべき因子を突き止め、インタフェース設計論を構築することである。そこで平成24年度では、視覚情報を三次元伝送する実験装置を構築した。カメラ間の位置や角度が固定されたステレオカメラではなく、輻輳運動や焦点距離およびフォーカスを動的に制御可能なステレオカメラをパン・チルト・マウントに搭載した三次元遠隔操作ステレオカメラを構築し、特に輻輳角制御方式について設計し実装した。また、3Dディスプレイと組み合わせることで三次元遠隔表示方式を構成し、実験を通じて有効性の確認を行った。さらにまた、3Dディスプレイを利用する際のシャッターグラスと据置型アイトラッカーとの併用は計測原理的に困難であったが、本課題で導入したグラス型アイトラッカーと併用することにより、3Dディスプレイ観察中の操作者の視線の動きを計測することが可能となった。以上のように、三次元の視覚伝送については、概ね構築が完了した。一方、情報伝送技術については、遠隔操作における通信状況を模擬するためにネットワークエミュレータを購入し、これにより既知の通信環境を模擬した遠隔操作実験を実施することが可能となり、さまざまな貴重な遠隔操作の実験結果を収集できるようになった。さらに、実際の通信環境を計測し、それを想定した通信条件内に収めるために、通信の経路制御や多重記述符号化方式に関する研究も推進している。本報告書に研究発表として記載されている論文は、通信の符号化方式と、通信遅延下での遠隔制御手法に関するものである。触覚伝送については予算の都合で平成25年度に先送りした。今年度は、触覚伝送の三次元拡張作業を実施していく計画であった。そこで、まずモーターやエンコーダなどの電気部品やベアリングなどの機械部品を購入し、触覚伝送の三次元拡張作業を実施した。その結果、2自由度の触覚伝送を可能とする装置をほぼ組み上げることができ、今後遠隔操作の実験を行う準備を整えることができた。触覚伝送装置の形態は非対称となっており、操作者が触れるマスター側はジョイスティック型であり、遠隔地に設置されるスレーブ側は前後左右に傾けることが可能な傾斜台型である。ジョイスティックの傾きを操作することで傾斜台の傾きを遠隔操作することができ、傾斜台上の物体の質量に起因するトルクを操作者が感じ取れるようになっている。また、先行して行っていたステレオカメラの制御に関しては、近視領域作業において最適なステレオ表示を行うための輻輳角決定方法および制御手法を考案した。これだけでも発表する価値があると考え、論文誌への投稿を行っており、間もなく採録される見通しである。さらに、ネットワークを介して遠隔地に触覚を伝送するには、制御系プログラム間での低遅延な通信機構が不可欠であった。これを実現するために通信機構の開発も行っていたが、これについても広帯域のIP通信と低遅延の実時間通信の両立を実現する画期的な成果を達成することができた。これについては国際会議での発表が決定し、また論文誌への投稿も行っている。更に、限られた通信帯域を介してステレオ映像をライブ配信するための圧縮通信方式についても論文誌へ投稿中である。以上のように、遠隔操作の実験装置を構築するだけでも要素技術に関する研究成果が次第に結実しはじめており、本プロジェクトは順調に進展していると認識している。本年度は視聴触覚提示に様々な遅延条件を与えた遠隔操作環境を模擬し、総合的な感性評価実験を実施し、遠隔操作を遂行する上で知覚すべき因子の追求を行う予定であった。この実験を実施するにあたり、2年間をかけて様々なネットワーク環境の模擬装置と、その上で動作しうる3Dビデオ伝送装置および2自由度のバイラテラル制御装置の構築を行ってきた。3Dビデオ伝送装置は既存製品も存在するが、本実験においては様々なネットワーク環境でも動作し、しかもその環境内で可能な最低遅延で表示できることが必要であった。そこで独自のエンコード方式を新規開発した。この方式は、低遅延を実現するためにバッファリングが行えない条件下において、画像の変化を予測しながら最も効果的な画像ブロック送信タイミングを計画する画期的な手法であり、論文誌に掲載された。また、遠隔操作で必要とされる近視領域においては、従来型の光軸の平行なステレオカメラでは立体しできないため、カメラの輻輳角を制御する必要があった。しかし見やすさの観点から最適な輻輳角を決定することは行われていなかった。そこで、ステレオカメラの輻輳角制御に関する感性評価実験を行い、遠隔操作を行う上で最も見やすい輻輳角を決定することができた。これについても論文誌に掲載された。

さらに、バイラテラル制御装置を実ネットワークで動作させるためには、実時間OSのタスクから低遅延での通信を行う必要があった。そこでビデオ伝送を行うためのIP通信と、制御信号を伝送するための実時間通信とを1つの通信ケーブルに多重化させる独自の通信方式及び通信ドライバを開発した。この成果も論文誌に採択された。以上のように、研究成果を3編の論文として発表することができたのが今年度の成果である。本年度は、視聴触覚提示に様々な提示条件を与えた遠隔操作環境を構築し、総合的な感性評価実験を実施し、遠隔操作を遂行する上で提示すべき因子の追求を行った。視覚情報提示に関しては、USB 3.0接続のビデオカメラ2台を導入し、高速かつ高効率で圧縮するために符号化方式を再検討した。四分木構造のブロック分割法をライブビデオストリーミングシステムに適用する手法を開発した。この成果は、国際会議および国内会議で報告した。触覚情報提示に関しては、プレートロボットと力覚提示ジョイスティックの両方について調整と再加工を繰り返すことで、高周波数の触覚まで提示できる2自由度の4チャンネルバイラテラル制御系を構築した。この成果は、国内会議で報告した。聴覚情報提示に関しては、遠隔側の情報に基づいて合成した人工音を再生する感覚代行を実装した。画像計測により操作対象の位置・速度・加速度情報を取得し、それらの情報に基づく変調音を合成した。元になる情報の組合せに対して、変調方式と変調対象の組合せが多数可能な中から、典型的で解析時に分離可能な単一情報源による単一変調の組合せの人工音合成方式に限定して実験した。以上のように構築した遠隔操作環境を利用して、被験者に遠隔操作を遂行させた。評価の指標としては、定量評価としてはタスク完了時間や総移動距離、平均入力トルクなどを利用し、定性評価として被験者からのアンケートへの回答を利用した。この結果、位置情報よりも速度情報、あるいは加速度情報を聴覚に提示する方法が有効であることが明らかになった。特に、操作性が著しく低下するように視覚情報に人工的な遅延を400ms程度生じさせた場合でも、速度と加速度の情報を聴覚に提示することにより円滑に遠隔操作を遂行できることが検証された。これらの実験的知見は、今後速やかに発表・報告する予定である。3Dの視聴触覚情報を遠隔提示する実験装置を構築した。視覚はステレオカメラ情報を3Dモニタに提示、聴覚は操作対象を画像認識した信号に基づく合成音を4チャンネルスピーカーに提示、触覚は2自由度のプレートロボットとジョイスティックの角度をバイラテラル制御することで位置と力覚とを提示した。人工的な遅延時間や合成音などの感覚提示条件を様々に設定した上で、被験者に遠隔作業を実施させ、作業効率や操作性を評価した。実験結果から、通信遅延の下で、三次元空間で遠隔操作を遂行する際に知覚すべき因子として、奥行きや速度、加速度の情報を聴覚で提示することが効果的であることなどの知見が得られた。バイラテラル実験装置については、モータードライバの故障やモータの不具合などのため修理に時間を要してしまった。そのため、視聴触覚提示に基づく遠隔操作環境の総合的な感性評価実験については1年延長して取り組むように計画を変更し、申請・認可済みである。
ヒトの神経細胞および筋細胞におけるテロメア長の検討

病理標本として得られている中枢神経および骨格筋の生検および剖検標本組織を用いるにあたり、まずリンパ球からDNAを抽出してテロメア長を測定することにより実験方法の確立を目指している。抽出されたgenomic DNAを制限酵素Hinf IおよびRsa Iを用いてサブテロメア領域で切断した。断片を再抽出し、TE溶液に溶解した。このDNAサンプルをアガロース電気泳動したのち乾燥、アルカリ処理、中和処理を行なった。つぎにTerminal restriction fragments (TRF)を認識するプローブ5'-[^<32>P](CCCTAA)_3とハイブリダイズした。現在、High stringency wash後、オートラジオグラムをとることにより、テロメリックDNA量とTRF長の平均を求める方法の段階である。
超微細異常の精密測定による不安定核構造の研究

平成7年6月の中旬から7月にかけて、松木がCERNに滞在し、オンライン実験のための準備実験をおこなった。準備研究で特に行なったことは、アルカリ原子イオンビームの中性化装置の改善とデータ処理系の改良である。質量分離装置で分離されたイオンのエネルギーは60keVであり、その高速のまま中性化すると、超微細異常実験装置で3重マイクロ波共鳴を観測するには、その速度が速いために観測時間が短すぎて、測定精度が上がらない。このため質量分離装置で分離された60keVのイオンを、イットリューム(Y)がコーティングされたタンタル製の中性化装置に打ち込み、停止させる。打ち込まれたイオンは、表面から再び熱エネルギーを持った状態で放出されるが、Yの効果により、中性の状態でほとんどの原子が放出される。CERNの質量分離装置ISOLDEにより安定セシュームCs原子を分離加速し、中性化装置に打ち込んで、中性化効率を調べて、新たに製作した中性化装置の効率を調べた。また、このテスト実験で、オンライン実験の計測系とそのデータ取得・処理をコンピューターで迅速・便利に行なえるようにソフトを整備した。これらの装置の性能改善を基として、8月には松木、稲村、小川の3名がCERNに約23週間滞在し、オンライン実験を実施した。実際の実験実施実時間は3日であった。この実験では、まず120Cs近傍のアイソトープについて、超微細異常を測定する予備的な実験を行なった。質量分離装置ISOLDEで分離したCsイオンを中性化装置に打ち込み、中性ビームを用いてレーザー・RF3重磁気共鳴を観測する。120Cs,122Csについてg定数の予備結果を得たが、ISOLDEよりの分離イオン数が予期した値よりも少なく、十分な精度での測定結果を得るには至らなかった。次に、8月に得られた予備的な結果を検討し、またより精度の良い実験結果を得るために、平成8年2月に小川、村山、松木の3名がCERNに滞在した。まず小川と村山が実験準備の為にオンライン実験に先立って滞在し、データ処理系、蛍光観測系などの改良・準備を行なった。その後、松木が参加してオンライン実験をおこなった。前回8月に行なった120Cs,122Csのg定数をさらに良い精度で測定することが目的である。まず安定Csビームを用いて、実験装置系のテストをおこなったのち、不安定核120Csの研究に進んだ。前回と同じくISOLDEよりのビームは少なく、測定には大幅な時間を要する為に結局120Csのみに集中して、結果が得られるように努力した。現在のところ、ISOLDE質量分離装置はまだ定常状態にはほど遠く、予定した程度の質量分離イオン数が得られなかったのは残念である。しかし、いろいろな点で、改良が試みられており、より使いやすくなってきているのは確かである。今回の実験では、Csの不安定核1核種についてかなり良い精度の結果が得られたが、種々の実験上の改良点も明かになった。それらの一つとして最も重要な事は、3重磁気共鳴装置の効率改善である。現在のところ、蛍光観測の場所までの中性ビームの輸送立体角は10^<-5>程度であり、これが実験の効率を悪くしている。これを改良するには、6極磁石を中性化装置の直後に挿入し、100倍程度の立体角の改善を試みることが必要であろうと思われる。これに沿った改良を今年度以降に行ない、当初の計画の通りに、多くの不安定核についての超微細異常の結果を来年度は得たいと考えている。

次に、8月に得られた予備的な結果を検討し、またより精度の良い実験結果を得るために、平成8年2月に小川、村山、松木の3名がCERNに滞在した。まず小川と村山が実験準備の為にオンライン実験に先立って滞在し、データ処理系、蛍光観測系などの改良・準備を行なった。その後、松木が参加してオンライン実験をおこなった。前回8月に行なった120Cs,122Csのg定数をさらに良い精度で測定することが目的である。まず安定Csビームを用いて、実験装置系のテストをおこなったのち、不安定核120Csの研究に進んだ。前回と同じくISOLDEよりのビームは少なく、測定には大幅な時間を要する為に結局120Csのみに集中して、結果が得られるように努力した。現在のところ、ISOLDE質量分離装置はまだ定常状態にはほど遠く、予定した程度の質量分離イオン数が得られなかったのは残念である。しかし、いろいろな点で、改良が試みられており、より使いやすくなってきているのは確かである。今回の実験では、Csの不安定核1核種についてかなり良い精度の結果が得られたが、種々の実験上の改良点も明かになった。それらの一つとして最も重要な事は、3重磁気共鳴装置の効率改善である。現在のところ、蛍光観測の場所までの中性ビームの輸送立体角は10^<-5>程度であり、これが実験の効率を悪くしている。これを改良するには、6極磁石を中性化装置の直後に挿入し、100倍程度の立体角の改善を試みることが必要であろうと思われる。これに沿った改良を今年度以降に行ない、当初の計画の通りに、多くの不安定核についての超微細異常の結果を来年度は得たいと考えている。
メダカ視細胞の多様性形成におけるｍｉｃｒｏＲＮＡの役割の解析

平成26年度の経過報告において、赤オプシン遺伝子(LWS-A)とUVオプシン遺伝子(SWS1)それぞれと対をなすmicroRNA遺伝子、ola-miR-726とola-miR-729のノックアウト(KO)系統を作出したことを報告した。本年度はさらにola-miR-726/LWS-A遺伝子対が同一錐体視細胞で発現するのに必要と考えられる共有転写調節領域LWS_CNR-AをCRISPR/Cas9システムを用いることによって取り除いた系統を作出した。昨年作出したola-miR-729 KO系統を用いて成魚網膜切片を作製し、二重蛍光in situハイブリダイゼーション法によりola-miR-729と対をなすUVオプシン遺伝子(SWS1)とその他のオプシン遺伝子の発現の変化を検出した。その結果、ola-miR-729を欠損したメダカ個体では、青オプシン遺伝子(SWS2-AとSWS2-B)の発現が網膜前方部から全体に拡大することで、SWS1発現細胞でSWS2が共発現することが明らかとなった。ola-miR-729 KO系統においてSWS2遺伝子の発現領域が拡大し、SWS1遺伝子と共発現するという結果は、ola-miR-729がUV感受性錐体視細胞の性質を決定するのに重要な役割を担うことを示しており、マイクロRNAが視細胞サブタイプの形質制御に重要な役割をもつということを示すはじめて証拠である。そこで、どのような作用機構でこの現象が生じたのかを明らかにすべく、ola-miR-729の標的遺伝子の検討を行った。ゼブラフィッシュではsix7遺伝子KOの結果、青オプシン遺伝子の発現が抑制されることが明らかとなっている(Ogawa et al., Proc. Biol. Sci. 282:20150659, 2015)。また、昨年度ola-miR-729の予測標的の一つとしてsix7遺伝子が候補にあがっていた。そこで3'RACE法により取得したメダカsix7遺伝子の3'UTRの配列を決定したが、RNA分子間結合予測プログラムRNAhybridを用いた解析では、six7がola-miR-729の標的ではないことが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本申請者はメダカで2組のmicroRNA(miRNA)/オプシン遺伝子ペア(ola-miR-726/LWS-A, ola-miR-729/SWS1)が種間で保存されていることを発見し、レポーター遺伝子を用いた解析によって、それぞれの遺伝子ペアが共有する遺伝子間領域にmiRNA/オプシン遺伝子ペアが同一視細胞で発現するために必要なシス調節領域が存在すること明らかにしていた。レポーター遺伝子を用いた解析によってmiRNA/オプシン遺伝子ペアが同一視細胞で発現することが示唆されたが、内在性の発現を検証できていなかったため、二重蛍光in situハイブリダイゼーション法によってmiRNA/オプシン遺伝子ペアの発現様式を検証した。その結果、各miRNAをコードする転写産物はそれぞれ隣接するオプシン遺伝子が発現する錐体細胞サブタイプの核で発現することが確認できた。対をなすmiRNAとオプシン遺伝子が同じ細胞で特異的に発現するメカニズムを解明するために、遺伝子ペアの同一視細胞での発現に必要なシス調節配列に結合する転写因子をJASPAR COREデータベースを用いて予測した。また、TargetScanFish(http://www.targetscan.org/fish_62)を用いて錐体細胞サブタイプ特異的に発現するそれぞれのmiRNAの標的を予測した。その結果、ホメオドメインタンパク質をコードするSix7など、いくつかの視細胞の発生や分化の制御に関わる転写調節因子をコードするmRNAが標的であると推測された。以上の結果をまとめ、論文発表を行った(Dev. Biol. 392, 117-129, 2014)。さらに、CRISPR/Cas9法によるゲノム編集技術を利用して、ola-miR-726とola-miR-729の特異的遺伝子破壊(ノックアウト)を試み、それぞれのmiRNA配列を様々なパターンで欠損したF1個体が得ることができた。その中からいくつかのmiRNA欠損個体を選び、ノックアウト系統を作出した。

ola-miR-729 KO系統においてSWS2遺伝子の発現領域が拡大し、SWS1遺伝子と共発現するという結果は、ola-miR-729がUV感受性錐体視細胞の性質を決定するのに重要な役割を担うことを示しており、マイクロRNAが視細胞サブタイプの形質制御に重要な役割をもつということを示すはじめて証拠である。そこで、どのような作用機構でこの現象が生じたのかを明らかにすべく、ola-miR-729の標的遺伝子の検討を行った。ゼブラフィッシュではsix7遺伝子KOの結果、青オプシン遺伝子の発現が抑制されることが明らかとなっている(Ogawa et al., Proc. Biol. Sci. 282:20150659, 2015)。また、昨年度ola-miR-729の予測標的の一つとしてsix7遺伝子が候補にあがっていた。そこで3'RACE法により取得したメダカsix7遺伝子の3'UTRの配列を決定したが、RNA分子間結合予測プログラムRNAhybridを用いた解析では、six7がola-miR-729の標的ではないことが示唆された。申請書の1年目の実験計画で『1. miRNAとオプシン遺伝子を錐体サブタイプ特定的に発現させる機構の解明』、『2.機能阻害実験及び過剰発現実験によるmiRNAの生理機能の解析』、『3.イン・シリコおよびイン・ビボでのmiRNA標的の探索と検証』という3つの項目を掲げた。平成26年度は対をなすmiRNA(ola-mIR-726, ola-miR-729)と錐体オプシン遺伝子が同一視細胞で発現するために必要な共有シス調節領域を種間で保存された非コード配列より特定し、既知の転写因子結合配列データベースであるJASPAR COREデータベースを用いて、その領域に結合すると考えられる転写因子を予測した。さらにmiRNAと錐体オプシン遺伝子の発現をin situハイブリダイゼーション法を用いたin vivo解析によって検出することで、本研究の対象となっているmiRNAが対をなす錐体オプシン遺伝子が発現する錐体サブタイプでのみ発現することが明らかとなった。その他にもゼブラフィッシュ3'UTRデータベースを元にしたmiRNA標的予測ツールであるTargetScanFishを利用することで、種間で保存されているmiRNAの標的として視細胞分化に関わる転写因子等が候補された。以上の研究成果を論文にまとめ報告することができた(Dev. Biol. 392, 117-129, 2014)。また、論文にまとめた研究成果とは別にゲノム編集技術であるCRISPR/Cas9法を用いたmiRNA遺伝子ノックアウト系統の作製を試みた。その結果、錐体オプシン遺伝子と対をなすmiRNAの成熟miRNA配列の一部を欠損する系統をola-miR-726とola-miR-729のそれぞれで複数の系統を得ることができた。これらのことより、平成26年度の研究達成度はおおむね順調であると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、錐体オプシン遺伝子と対をなすmiRNA遺伝子が錐体サブタイプ特異的に発現し、共通のシス調節領域によって同一視細胞で発現することが明らかとなっていた。
遺伝的多様性ノーネットロスに向けた生物多様性ポテンシャル評価

生態系の質の新たな評価概念として遺伝的多様性ノーネットロスを提言し,生息地スケールで動植物の遺伝的多様性維持に寄与する環境要因を抽出するためのモデルを構築した.景観スケールでは地理情報システムと分子生物学を融合させ,周伊勢湾地域の種及び遺伝的多様性ホットスポットは植生や気象要因よりも,むしろ地史的要因に寄与していることを明らかとした.生物多様性保全のための周伊勢湾地域のゾーニング,保全シナリオを作成した.生態系の質の新たな評価概念として遺伝的多様性ノーネットロスを提言し,生息地スケールで動植物の遺伝的多様性維持に寄与する環境要因を抽出するためのモデルを構築した.景観スケールでは地理情報システムと分子生物学を融合させ,周伊勢湾地域の種及び遺伝的多様性ホットスポットは植生や気象要因よりも,むしろ地史的要因に寄与していることを明らかとした.生物多様性保全のための周伊勢湾地域のゾーニング,保全シナリオを作成した.1.ハビタットレベルでの生物多様性ポテンシャル評価ハビタット内の個体数及び遺伝的多様性評価のためのHSIモデル構築:象徴種の生息地ハビタット変数(SIモデル)をベースとし,ハルリンドウ(里地里山評価種)ヒメタイコウチ(湿地生態系評価種)アカネズミ(林相評価種)の個体数及び生息の有無を目的変数とした生息地適性指数モデル(HSI)を構築した(環境アセスメント学会誌受理).また里地里山評価種であるハルリンドウに関しては複数年度のデータをもとに,より普遍性の高いHSIを構築できた.(環境アセスメント学会誌受理)2.流域圏内のハプロタイプネットワークを用いた遺伝的多様性評価里地里山評価種ハルリンドウの周伊勢湾域のハビタットレベルでの遺伝的多様性評価を行い,ハプロタイプネットワークを構築し,GISを用いて各ハビタットの表層地質とレイアー解析を行なった.その結果,本地域のハルリンドウの遺伝的多様性は地史的要因に規定していることが明らかとなった.(中部大学現代紀要受理)3.湿地生態系の植物栄養学的解析湿地生態系の植生と水質の理化学的特性との相関を解析した結果,周伊勢湾域の東海丘陵要素植物群は酸性貧栄養(低硝酸含量)であることを明らかにした.(湿地学会投稿中)4. COP10でのアピール2010年名古屋で開催されたCOP10の際には,生物多様性交流フェアーでブース展示を行い,中部大学,清水建設(株)技術研究所,愛知県の産学官連携による取り組みとして,本申請課題をアピールした.1.潜在的遺伝的多様性ポテンシャル評価周伊勢湾地域に固有の湿地生態系評価種(水生昆虫:ヒメタイコウチ,湿地性植物:モウセンゴケ類,ハルリンドウ)の遺伝的多様性評価のためのハプロタイプネットワークを構築し,GISを用いて各ハビタットの地史的要因とレイアー解析を行なった.その結果,本地域の湿地生態系評価種の遺伝的多様性は地史的要因,特に生育地の表層地質に規定していることが明らかとなった.この地域では表層地質が異なる場合には,潜在的に異なる遺伝集団として扱って行く必要があることを明らかとした(湿地研究印刷中).2.遺伝的多様性ノーネットロスのためのシナリオ設定周伊勢湾地域の景観,生態系,ハビタットの3つのスケール間で生物多様性評価を実施した.本評価対象地域の環境構造は,植生よりも地史的条件に特徴づけられ,種多様性と地域固有種の生息適地の空間的重複は異なることが明らかとなった.生態系の地域固有性に配慮した,流域園ゾーニングによる生物多様性マネージメントの空間指針を作成した(土木学会論文集掲載済み).3.持続可能な社会形成へのパラダイムシフトを牽引する人材育成2011年名古屋で開催されたESDの10年地球市民会議2012(愛・地球博記念公園)の際には,中部大学,清水建設(株)技術研究所,愛知県の産学官連携によって実施されてきた本課題の発展編として,持続可能な発展のための生物多様性保全を内在化した人材育成のための教育プログラムとしてアピールした.また,ヴェトナム・カチェン国立公園において生物多様性に配慮した人材育成プログラムとして応用可能であることを見出した(中部大学現代教育学部紀要掲載済み).
空気混入効果に着目した段落ち部の局所洗掘制御に関する研究

本研究は、段落ち直下流の落下水による河床洗掘に及ぼす空気混入の影響を明らかにし、空気混入による洗掘制御法を検討する事を目的として、以下の4テ-マについて行われ、次の様な知見が得られた。1.斜め噴流による固定床衝突流れの特性:衝突流れは、衝突点付近の縮流によって加速される衝突域と流れが拡散する減速域に分けられ、減速域での速度分布は壁面噴流の速度分布でほぼ近似でき、最大流速の変化や底面圧力分布は衝突域の長さで規定される。境界層運動量方程式に基づいて、底面せん断力分布を計算すると、底面せん断力は、衝突域終端で最大になり、最大底面せん断力は衝突距離に逆比例して減少する事が示された。2.斜め噴流による洗掘の特性:洗掘過程は、掃流状態での砂輸送に規定される初期・中記、洗掘穴からのふき上げ流れによる浮遊状態での砂輸送に規定される後期に分けられる。洗掘機構をモデル化して、非平衡状態での砂移動による河床変動の式に基づいて洗掘過程の計算を行った。計算結果は実験結果とよく合致し、最終洗掘深は衝突距離よりも噴出速度によって規定される事が示された。3.段落ち落下水による固定床衝突流れの特性:直角段落ち形状の場合と空気混入効果を高めるため段落ち背面に突起をつけた場合の実験を行って、流れの特性を調べ、空気混入量と衝突流れの特性とが実験式によって関係づけられた。そして、空気混入が多いほど、衝突流速が弱められ、底面せん断力が低下する事が示された。4.段落ち落下水による洗掘の特性:洗掘の機構は空気混入のない時と同じであった。段落ち背面に突起をつけて、空気混入量を増やすと、洗掘量が減少する事が認められた。又、洗掘計算によって最終洗掘深は、水深が気泡の停滞深さに近づくにつれて急激に減少する事が示された。昭和63年度の研究は、空気混入を伴う段落ち流れによる洗掘特性を検討する際に必要となる基礎資料を得る事を目的として、次の三点についての実験を行い、それぞれの特性を明らかにした。(1)斜め噴流による洗掘、(2)斜め噴流による衝突流れ、(3)空気混入を伴う段落ち流れによる河床衝突流れ。以下に、上記三点について明らかとなった要点を記す。(1)について:斜め噴流による洗掘であっても、砂移動機構は鉛直噴流によるものとほとんど同じである。斜め噴流による洗掘の穴の長さや洗掘深は、鉛直噴流による洗掘のそれらと比べると、衝突距離、噴出速度、砂粒径が同じであってもほぼ倍近く増大する。洗掘深の増大は、噴流軸が傾いているため洗掘穴からの浮遊砂拡散のふき上げ角度が鉛直噴流によるふき上げ角度よりも小さくなったことに起因している。又、噴流軸の傾き角が45°の場合、上流側の堆積部はほとんど形成されない。(2)について:斜め噴流による衝突流れの特性、すなわち、最大流速、流れの幅、底面せん断力等の場所的変化は、鉛直噴流の流れ特性によく類似している。最大流速の変化は、衝突点から最大流速がピークになる地点までの距離(衝突域長さ)及びピークの最大流速を基準量にとれば、一曲線で表される。衝突域の長さは、噴流軸が傾いているため、鉛直噴流による衝突流れでの衝突域長さよりも大きくなる。

(3)について:段落ち流れが下流水面に突入して水中に混入される空気量が、次元解析による考察に基づいて実験式で表された。又、この式を使って、段落ち流れによる衝突流れの特性を整理した結果、それぞれの特性が実験式として表された。上述の様に63年度の研究目的は一応達成された。今後更に、(1)と(2)の関連、(2)と(3)の関連について検討を進める必要がある。平成元年度の研究は段落ち直下流の落下水による河床洗掘に及ぼす空気混入の影響を明らかにし、空気混入による洗掘制御法を提案する事を目的として行われた。まず、直角段落ち部からの落下水による洗掘の実験と空気混入効果を高めるため段落ち背面に突起をつけた段落ち部からの落下水による洗掘の実験を行って、空気混入の洗掘への影響が検討された。次に、洗掘機構をモデル化して洗掘過程の計算を行った。本研究で得られた主要な点は、以下の様に示される。1.段落ち落下水による洗掘の特性洗掘の機構は空気混入のない時と同じで、洗掘過程は掃流状態での砂輸送に規定される初期・中期、洗掘穴からのふき上げ流れによる浮遊状態での砂輸送に規定される後期に分けられる。段落ち背面に突起をつけて、空気混入量を増やすと、衝突流速が弱められて、洗掘量が減少する事が認められた。2.洗掘過程の計算洗掘面に沿う流れを水平砂面に沿う衝突流れで近似し、非平衡状態での砂移動による河床変動の式に基づいて洗掘過程の計算を行った。中期洗掘では、流れのはく離区間での砂移動をモデル化し、後期洗掘では、洗掘穴斜面に働く流体力と土圧力との釣合、噴流の動揺による洗掘穴斜面の間欠的崩落、及び、洗掘穴からのふき上げ流れによる浮遊砂拡散をモデル化して、計算に組み込んだ。計算結果はほぼ実験結果と合致し、計算結果から、水深が気泡の停滞深さに近づくにつれて最終洗掘深が急激に減少する事が示された。3.空気混入による洗掘制御法の検討空気混入効果を高めるため段落ち背面に突起をつけた段落ち形状の場合について洗掘の軽減効果を調べ、この様な段落ち形状でも洗掘量が減少する事が示された。しかし、突起を持つ段落ち形状の構造的な問題の検討や効果的に空気混入を増やす形状についての検討を今後さらに進めていく必要がある。
重度発達障害児の実用的伝達スチルの開発:図形シンボルと会話エイドの応用

次年度より実施予定の事例研究に必要な準備作業として、今年度は一部対象児の抽出と図形シンボル用伝達システムの開発を行った。(1)対象児の抽出「会話ボード使用群」の先発事例研究の対象児として、有意味語の表出が認められず実用的伝達手段を持たない男児2名(T,K)を選んだ。2名はともに長野県内の精神薄弱養護学校に在籍する重度精神遅滞児であるが、T児(I養護学校小学部2年生)は感音性高度難聴の、K児(N養護学校高等部1年生)は小頭症の重複障害がある。「会話エイド使用群」の対象児については、今後、精神薄弱養護学絞の訪問教育対象児童の中から抽出する予定である。(2)図形シンボル用会話ボードの開発「会話ボード使用群」の対象児の内のT児について、学内の日常ルーティン活動の前後に担任教師が活動内容を指示・確認するために使用する会話ボードを作成した。T児が頻繁に関わりをもつ人物、利用頻度や興味関心の高い活動・事物・場所、合計56種を伝達スキルの指導用基本語彙として選定し図形シンボルとして図案化し、その中から担任と対象児の会話において比較的伝達価が高いと思われる20種のシンボルをB4大の厚紙に貼付し会話ボードとした。現在、基本語彙として選定した項目の妥当性を検討し、同時に、会話ボード導入前の伝達スキルを評定することを目的に、T児の学内活動場面での社会的行動を記録したビデオ映像の分析を行っている。(3)図形シンボル用会話エイドの開発移動が困難で「寝たきり」の状態にあることの多い「会話エイド使用群」の対象児の場合、市販の会話エイドを伝達手段として使用することはかなり難しい。そこで、グラフィック機能、コントロール/インプットデバイス、音声入出力機能が充実し、大容量の記憶装置との接続も可能なパソコン(Macintosh社製)を用いて図形シンボル用会話エイドを開発した。現在、個々の対象児へ適用する際に個別的配慮が特に要求されるいくつかの側面(ディスプレイの視認性、C/Iデバイスの操作性、など)について改良を加えている。
動きの高次推定と構造化による超低レート映像符号化の研究

主として動き推定手法に関しての検討を行ってきた.一画素単位での誤差平面を用いることで物体の境界を考慮した非線型な動き推定法を枠組みを提案した.また,その動き推定法をアフィン動きモデルのもとで適用することでより精度のよい動き推定が可能であることを示した.さらに,今年度は,動き推定及び領域分割を同時に行う手法へと発展させた.物体の前後関係も考慮し,画像の構造化の観点からより多数フレームを利用する動き推定法を検討した.これらの手法の映像生成,超低レート符号化への応用も検討した.これまでの主たる研究項目を箇条書きにする.(1)一画素マッチングによる誤差平面を利用した動き推定法、アフィン動きモデルの下での誤差平面を利用した動き推定法(2)動きと領域の同時推定(3)構造化動き情報を利用した映像生成,超低レート符号化方式への応用主として動きを推定手法に関しての検討を行った.一画素単位での誤差平面を用いることで物体の境界を考慮した非線型な動き推定法の枠組みを提案した.また,その動き推定法をアフィン動きモデルのもとで適用することでより精度のよい動き推定が可能であることを示した.さらに,動き推定及び領域分割を同時に行う手法へと発展させた.現在,物体の前後関係も考慮し,画像の構造化の観点からより多数フレームを利用する動き推定法を検討している.また,これらの手法の映像生成,超低レート符号化への応用も検討している.ここまでの主たる研究項目を箇条書きにする.(1)一画素マッチングによる誤差平面を利用した動き推定法(2)アフィン動きモデルの下での誤差平面を利用した動き推定法(3)動きと領域の同時推定(4)多数フレームからの動き推定とその映像生成への応用主として動き推定手法に関しての検討を行ってきた.一画素単位での誤差平面を用いることで物体の境界を考慮した非線型な動き推定法を枠組みを提案した.また,その動き推定法をアフィン動きモデルのもとで適用することでより精度のよい動き推定が可能であることを示した.さらに,今年度は,動き推定及び領域分割を同時に行う手法へと発展させた.物体の前後関係も考慮し,画像の構造化の観点からより多数フレームを利用する動き推定法を検討した.これらの手法の映像生成,超低レート符号化への応用も検討した.これまでの主たる研究項目を箇条書きにする.(1)一画素マッチングによる誤差平面を利用した動き推定法、アフィン動きモデルの下での誤差平面を利用した動き推定法(2)動きと領域の同時推定(3)構造化動き情報を利用した映像生成,超低レート符号化方式への応用主として動き推定方法に関しての検討を行ってきた.一画素単位での誤差平面を用いることで物体の境界を考慮した非線型な動き推定法の枠組みを提案した.また,その動き推定法をアフィン動きモデルのもとで適用することでより精度のよい動き推定が可能であることを示した.さらに,今年度は,動き推定及び領域分割を同時に行う手法へと発展させた.物体の前後関係も考慮し,画像の構造化の観点からより多数フレームを利用する動き推定法を検討した.これらの手法の映像生成,超低レート符号化への応用も検討した.これまでの主たる研究項目を箇条書きにする.(1)一画素マッチングによる誤差平面を利用した動き推定法、アフィン動きモデルの下での誤差平面を利用した動き推定法(2)動きと領域の同時推定(3)構造化動き情報を利用した映像生成,超低レート符号化方式への応用
鋼構造立体骨組の臨界挙動解明のための増分摂動法を用いた高精度解析法の提案

構造物の設計に際し,その終局状態をできるだけ正確に予測しておくことは,安全性の確立の上で極めて重要である。終局状態の最も明確な基準は,その構造物の各種外乱下での力学的臨界状態である。本研究の目的は,任意形状弾塑性立体鋼骨組の様々な臨界挙動を確実に捉えることのできる高精度解析法の基礎式を誘導し,そのプログラム・コードを開発することである。基礎式の誘導では,3次元有限回転を考慮し,臨界挙動の精度を確保するために増分摂動法を導入している。本年度までの研究成果を以下に要約する:(1)サンブナン捩れを仮定した梁一柱有限要素による弾性骨組解析プログラムによって,実用に供された鋼板接合部を有する木造単層ラチスシェル骨組の臨界挙動解析を実行し,実物実験で観察された節点の回転座屈の高精度シミュレーションに成功した。この解析によって,いくつかの節点の回転方向が反転する2次座屈が存在する可能性のあることを明らかにした。(2)反り関数を用いて曲げ捩れにも対処できるようプログラムを発展させ,H形鋼部材の弾性横座屈挙動の高精度予測解析に成功した。(3)動的解析に増分摂動法を使用するときの打ち切り誤差制御において,べき級数を偶数べき,奇数べきに分けて制御する技法を提案し,計算精度ならびに計算効率が改良されることを確認した。さらに現在,弾塑性立体骨組解析のために断面を数分割する梁一柱有限要素モデルによる基礎式の誘導を終え,解析プログラムのデバッグ中である。このプログラムの完成によって本研究目的はほぼ達成される。構造物の安定性を考えるとき、最も明確な基準は、その構造物の各種外乱下での力学的臨界状態である。本研究の目的は、任意形状弾塑性立体鋼骨組の様々な臨界挙動を確実に捉えることのできる高精度解析法の基礎式を誘導し、そのプログラム・コードを開発することである。基礎式の誘導では、3次元有限回転を考慮し、増分摂動法を導入している。増分摂動法は、既存の増分型弾塑性解析法における材料構成則の扱いの不明瞭さを払拭し、特に、臨界挙動の解析制御上問題であった増分刻み幅の設定を自動化することを可能にする。本年度は、サンブナン捩れを仮定した梁-柱有限要素による弾性骨組解析プログラムをほぼ完成し、剛接ラチスシェル単位骨組の臨界挙動解析を実行した。また、反り関数を用いた梁-柱有限要素による弾性解析プログラムの開発も行ない、単材の横座屈挙動の解析等を行なっている。また、単純分岐点からの分岐後釣り合い経路の解析技法の提案を行なった。この技法は、非対称分岐の場合には近似となるが、分岐点直後の増分刻み幅を小さくとることによって十分な精度の解析が可能となり、効果的な解析技法である。現在、弾塑性部解析用の断面分割梁-柱有限要素による解析プログラムとの結合について検討中である。なお、予想されたことであるが、平面問題に比して立体問題では、変数の数が格段に多くなる。これに伴い、摂動展開も多変数関数のテイラー展開を含み極めて煩雑になる。これらの展開には、数式処理ソフトウェアの使用が効果的であったが、さらに、何らかの工夫によって少しでも展開を単純化する必要がある。また、上記した分岐後釣り合い経路の解析技法は、これまでの解析では確かに効果的であるが、分岐点の探索ならびに分岐後経路の解析をより厳密に行なえるアルゴリズムも用意しておく必要がある。構造物の設計に際し、その終局状態をできるだけ正確に予測しておくことは,安全性の確率の上で極めて重要である。

本研究の目的は,任意形状弾塑性立体鋼骨組の様々な臨界挙動を確実に捉えることのできる高精度解析法の基礎式を誘導し,そのプログラム・コードを開発することである。基礎式の誘導では,3次元有限回転を考慮し,臨界挙動の精度を確保するために増分摂動法を導入している。本年度までの研究成果を以下に要約する:1.サンブナン捩れを過程した梁-柱有限要素に弾性骨組解析プログラムによって,実用に供された鋼板接合部を有する木造単層ラチスシェル骨組の臨界挙動解析を実行し,実物実験で観察された節点の回転座屈の高精度シミュレーションに成功した。この解析によって,いくつかの節点の回転方向が反転する2次座屈が存在する可能性のあることを明らかにした。2.反り関数を用いて曲げ捩れにも対処できるようにプログラムを発展させ,H形鋼部材の弾性横座屈挙動の高精度予測解析に成功した。3.動的解析に増分摂動法を使用するときの打ち切り誤差制御において,べき級数を偶数べき,奇数べきに分けて制御する技法を提案し,計算精度ならびに計算高率が改良されることを確認した。さらに現在,弾塑性立体骨組解析のために断面を数分割する梁-柱有限要素モデルによる基礎式の誘導を終え,解析プログラムのデバック中である。このプログラムの完成によって本研究目的はほぼ達成される。
高温プロセス用グラファイト材料の酸化防止技術の開発

多成分ファインセラミックスの安定分散多成分ファインセラミックスの分散装置を開発した。それを用いてAl_2O_3、SiO_2、ZrO_2、Sic、ZrB_2等を主成分とした酸化防止剤を水溶液に安定分散することができた。酸化防止剤を安定分散したサスペンションは、固体分含有率が最大35mass%、その中最大6mass%の非酸化物(窒化物、ほう化物)を添加でき、また、粘度150mPa・s以下、1ヶ月沈澱・ゲル化しない特性を有するため、多孔質グラファイト材料への含浸に適用できる。ファインセラミックス膜の形成酸化防止剤の素材、配合比等の最適化を図って新酸化防止剤を開発した。空気中、1400°Cまで、新酸化防止剤を含浸したグラファイト試料の酸化率は、含浸しないものと比べて66%、従来の酸化防止剤に比べて50%低下することができた。更に、微量のほう化物、炭化物等の添加によって、ファインセラミックス膜の緻密性、グラファイトとの密着性を向上することができた。酸化防止効果を向上するため、非酸化物の添加量を向上する必要がある。多孔質グラファイトに上記の分散液を含浸・コーティングさせて、グラファイト材料の表面と内部の微細孔の表面にファインセラミックス膜を形成させた。含浸方法含浸方法としては、予め減圧することによってカーボン電極の気孔・隙間中の空気を抜けた(減圧・脱気)後、酸化防止剤を流し入れて含浸することが有効である。酸化防止剤を電極棒に含浸する作業を順調に行うために、酸化防止剤の粘度を150mPa・s以下制御させ、カーボン材料との濡れ性を向上することが望ましい。多成分ファインセラミックスの安定分散水溶液にAl_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_24成分系ファインセラミックス粒子を安定分散することができた。このゾルは、固体分含有率が最大25mass%、粘度が0.05P・S以下、3ヶ月以上ゲル化しないという特性を有し、その配合比をかなり広い範囲にわたって調整できた。ファインセラミックス膜の形成多孔質グラファイトにゾルを含浸・コーティングさせて、グラファイト表面と内部の微細孔の表面にファインセラミックス膜を形成させた。この膜の厚さは、ゾル中の固体含有量の調整、含浸の繰り返しの回数によって制御できた。グラファイトの耐酸化性の向上ファインセラミックスを含浸することによって、グラファイトの耐酸化性を大幅に向上させることができた。実験室では、空気中、1400°C以下でグラファイト電極棒試料の酸化率を40%低減し、実機では、14%の電極原単位の低減を実証できた。今後の展開ファインセラミックス膜を形成したグラファイト材料の耐酸化性が、主に微細孔表面のセラミックス膜の安定性、セラミックス膜とグラファイトとの密着性に左右されることがわかった。今後、今年度の成果をもとに、セラミックスとグラファイトとの高温化学反応、界面物理化学的性質をより深く究明することをとおして、1300°C以上において、グラファイトと共存でき、濡れ性に優れるセラミックス膜を形成させ、耐酸化性を向上する技術を開発し、製品化を目指す。多成分ファインセラミックスの安定分散平成12年度の成果を踏まえて、Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2ゾルに炭化物、ほう化物、窒化物微粉末を水溶液に数mass%安定分散することができた。この分散液は、固体の含有率が最大40mass%、粘度が0.075P・S以下、2ケ月以上ゲル化しない特性を有し、多孔質のグラファイト製品への含浸・コーティングに適用できることを確認した。

ファインセラミックス膜の形成多孔質グラファイトに上記の分散液を含浸・コテイングさせて、グラファイト材料の表面と内部の微細孔の表面にファインセラミックス膜を形成させた。微量のほう化物、炭化物等の添加によって、ファインセラミックス膜の繊密性、グラファイトとの密着性を向上することができた。グラファイト製品の耐酸化性の向上上記のファインセラミックス膜の形成によって、空気中、1400°C以下でグラファイト電極棒試料の酸化率を60%低減することができた。今後の展開ファインセラミックス膜を形成したグラファイト材料の耐酸化性が、主に微細孔表面のファインセラミックス膜の繊密性、グラファイトとの密着性に左右されることがわかった。今後、いままでの成果をもとに、セラミックスとグラファイトとの高温化学反応、界面物理化学的性質をより深く究明すると共に、含浸・コーティング技術を適正化することをとおして、1400°C以上において、高温プロセス用グラファイト材料の耐酸化性を更に向上する技術を開発し、製品化を目指す。新酸化防止剤の開発:粉砕・分散機と超音波振動・分散機を組み合わせることにより、実験室規模(約5kg/日)の酸化防止剤の分散装置を開発した。この分散装置を用いて、Al_2O_3、SiO_2、ZrO_2を主成分とする新酸化防止剤を水溶液に安定分散することができた。酸化防止剤を安定分散したサスペンションは、固体分含有率が最大35mass%、そのうち最大6mass%の非酸化物(炭化物、ほう化物、窒化物微粉末)を添加でき、また、粘度が0.15Pa・s以下、1ヶ月沈殿・ゲル化しない特性を有するため、多孔質カーボン材料への含浸に適用できることを確認した。酸化防止膜の形成:多孔質グラファイトに上記の分散液を含浸・コーティングさせて、グラファイト材料の表面と内部の微細孔の表面に酸化防止膜を形成させた。ほう化物、炭化物等の添加によって、酸化防止膜の緻密性、グラファイトとの密着性を向上することができた。グラファイト製品の耐酸化性の向上:上記のファインセラミックス膜の形成によって、空気中、1400°Cでグラファイト電極棒試料の酸化率を60%以上低減することができた。今後の展開:今後、今までの成果をもとに、酸化防止剤とグラファイトとの高温化学反応、界面物理化学的性質をより深く究明すると共に、含浸・コーティング技術を適正化することをとおして、より高温において、高温プロセス用グラファイト材料の耐酸化性を更に向上する技術を開発する。実機テストを通し、製品化を目指す。多成分ファインセラミックスの安定分散多成分ファインセラミックスの分散装置を開発した。それを用いてAl_2O_3、SiO_2、ZrO_2、SiC、ZrB_2等を主成分とした酸化防止剤を水溶液に安定分散することができた。酸化防止剤を安定分散したサスペンションは、固体分含有率が最大35mass%、その中最大6mass%の非酸化物(窒化物、ほう化物)を添加でき、また、粘度150mPa・s以下・1ヶ月沈殿・ゲル化しない特性を有するため、多孔質グラファイト材料への含浸に適用できる。ファインセラミックス膜の形成酸化防止剤の素材、配合比等の最適化を図って新酸化防止剤を開発した。空気中、1400°Cまで、新酸化防止剤を含浸したグラファイト試料の酸化率は、含浸しないものと比べて66%、従来の酸化防止剤に比べて50%低下することができた。更に、微量のほう化物、炭化物等の添加によって、ファインセラミックス膜の緻密性、グラファイトとの密着性を向上することができた。
デザイン初期段階における専門的技能修得支援環境の構築

本研究課題では、エキスパートによるデザインスケッチ作成過程を録画し、(1)エキスパート自身によるデザインスケッチ作成過程の振り返り(reflection on reflection-in-action)を、動画像閲覧経験として再現・活用することにより、学習者が創造的活動を擬似的に体験すること、(2)学習者が映像を詳しく観察することによりデザインスケッチ技術を習得することの2点を支援する環境を構築する。本年度は主に、エキスパートのデザインプロセスの記録・分析・およびその結果を利用した学習方法の検討を実施した。予備実験として、学生に市販のデザインプロセス記録映像を閲覧させ、どのように学習するかを観察した。結果から、エキスパートのtrial and errorの様子に注目する点が明らかとなった。また、実際のロゴマークコンペティションを題材とし、プロフェッショナルデザイナ1名が、ロゴマークを作成するプロセスの、視線追跡データを含む映像を記録し、記録映像に対するオーディオコメンタリを作成した。ただし、記録映像と、それを閲覧するエキスパートのインタラクションから動画閲覧知識を抽出する予定であったが、十分なインタラクションが観察されなかったため、両者の関連づけには至っていない。学生にオーディオコメンタリを閲覧させる実験を実施し、reflection-on-actionに関する行動に関しては一定の気付きがあったが、reflection-in-actionに関する行動については、学生は十分把握できていない点が明らかとなった。本研究課題では,デザインの初期段階における専門技能の習得を目的として,具体的には(a)デザインスケッチ作成過程を振り返るためのインタラクティブブラウザの作成(b)映像に対するユーザインタラクションと動画像特徴量との関連付けによる知識抽出(c)動画像閲覧経験を再現し活用するためのブラウザの作成、の3点をサブゴールとして研究を進める.平成24年度は,主に(a)のインタラクティブブラウザのプロトタイプ作成を行った.動画の時空間解像度を調整する機能を実装している.高速度カメラで撮影されたデータサイズの大きい動画を扱うため,現状では実行速度が十分ではないが,ユーザの意見も取り入れつつブラッシュアップを続ける.本研究課題では,デザインの初期段階における創造的活動として,紙や鉛筆などの筆記用具を用いたデザインスケッチを対象とするが,提案する環境は,動画像とその閲覧方法を元にした学習支援であり,その適用範囲は多岐にわたる.本研究課題では,デザインの初期段階における専門技能の習得を目的として,具体的には(a)デザインスケッチ作成過程を振り返るためのインタラクティブブラウザの作成、(b)映像に対するユーザインタラクションと動画像特徴量との関連付けによる知識抽出、(c)動画像閲覧経験を再現し活用するためのブラウザの作成をサブゴールとして研究を進めた。予備実験として複数のエキスパートによるクリエイションプロセスを学習者に閲覧させ、技術向上のために既存の動画像コンテンツを利用していることを確認した。学習者が動画閲覧時にReflectionを意識した箇所(注視時刻)を記録できるブラウザ、REFRER(Reflection Environment For Reflecting on Expert's Reflection)を制作し、学習者の動画閲覧データを収集した。対象となるクリエイションプロセスの記録動画として、エキスパートによる2DCGロゴ制作と、3DCGキャラクターモデリングを対象とし、制作者の視線追跡データおよびRetrospective Think Aloudプロトコルによる解説音声を含む動画を作成した。特定の動画特徴量から学習者の注視点を導く知識抽出においては、REFRERによる注視時刻のデータと複数の動画特徴量との関連付けのパターンを明確にすることを試みたが、十分な成果は得られなかった。一方で、動画に対する学習者の注視時刻を強調する動画(映像教材)の提示は、学習者がエキスパートのクリエイションプロセスを理解する一助となったことを確認した。インタラクションデザイン研究業績の概要に記載した通り、映像と映像閲覧時のインタラクションの関連づけが十分ではないが、エキスパートの協力が1名にとどまっていることから、他のエキスパートにも協力を依頼し、行動を観察する予定である。また、オーディオコメンタリ閲覧から、学生がエキスパートのreflectionプロセスの一部を観測できることを明らかにした。研究実績の概要に記載したとおり,ブラウザ実行時の速度面で完全とは言えないが,プロトタイプ作成としておおむね順調に計画が進展している.また,イラストレーションに興味を持つ学生にアンケート調査を実施し,限定的ではあるが,技能向上のために既存の動画コンテンツを利用していることを確認した.記録映像からreflectionを効果的に学習者に伝えるための指針を作成し、動画像閲覧経験を再現して学習に活用できる環境を構築し、研究をまとめる。インタラクティブブラウザのブラッシュアップに加え,研究実績の概要に記載したサブゴール(b)の達成を目的とし,研究を進める.(b)の知識抽出は,動画像閲覧時にユーザが行った操作と,映像の画像特徴量とを関連付けて機械学習を行うものである.これにより,特定の録画映像に対してエキスパートが注目した個所を抜き出すことだけでなく,どのような場面でreflection-in-actionが行われたかを,知識として抽出することが可能となる.年度の後半では,学習者向けの動画像閲覧経験を再現し活用するため,(c)のブラウザ作成を目指す.年度末に実施したエキスパートのデザインプロセス観察・記録・オーディオコメンタリの作成について、業務委託契約を結んだが、支払いが年度末に完了しなかった。既に完了している業務委託に関する費用を支払う(5月末に振り込み済み)発注していた備品が本年度3月末日までに納品を完了できなかったため,次年度使用研究費が生じた.なお,本実施状況報告書記載時(平成25年4月)においては,当該備品は納品され、支払いも完了している.