hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体動作の順動力学シミュレーション技術を応用した股義足設計ツールの開発

本研究の目的は,人体の動作を予測する順動力学シミュレーション技術を応用した股義足の設計支援ツールを開発することである.昨年度に引き続き,股義足歩行に関する基礎データの収集を行うとともに,本年度は義足モデリングシステムを構築し,動作の検証を行った.具体的な研究実績は下記の4点でまとめられる.(1)股義足歩行実験:股義足を使用者を募集し股義足を用いた歩行実験を行い,股義足歩行の基礎データを収集し,関節角度変動のパターン,床反力パターンを個人別,歩行速度別に分類したデータベースを作成した.(1)義足動力学パラメニタ推定システムの計測系の構築:3次元動作解析システム,カセンサを組み合わせた計測システムを構築した.(3)義足動力学パラメータ推定ソフトウェアの作成:計測した物理量のパターンを用いて,義足の動力学パラメータを同定するソフトウェアを作成した.(4)システムの動作検証:計測システムと推定ソフトウェアを組み合わせ,動力学モデルすなわち慣性パラメータの推定を行った.推定結果では,既存の方法と比べて10%以上の誤差が表れ,誤差の原因は,加速度変動のノイズであることがわかった.誤差を小さくするためには,与える運動を適切に設定する必要があり,与える運動に関する指針を示した.本研究の目的は,人体の動作を予測する順動力学シミュレーション技術を応用した股義足の設計支援ツールを開発することである.本年度は,股義足歩行に関する基礎データの収集,義足モデリングシステムの構築の一部を行った.具体的な研究実績は下記の4点でまとめられる.(1)股義足歩行実験:日常的に股義足を使用している被験者に依頼し股義足を用いた歩行実験を行った.実験に用いた義足は,被験者が普段用いている股義足と研究代表者が開発中の股継手の回転中心を解剖学的な股関節回転中心に近づけた股義足である.これにより,股義足歩行の基礎データを収集した.また,副次的な成果として,開発中の股義足を用いて,安定した支持なしの自由歩行が可能であり,歩行時の左右対称性などに改善が見られることが確認された.(2)義足動力学パラメータ推定システムの計測系の構築:義足の動力学パラメータを簡便に同定するシステムの仕様を決定した.それに基づき,3次元動作解析システム,力センサを組み合わせたシステムを設計した.計測系ハードウェアの構築を継続中である.(3)義足動力学パラメータ推定ソフトウェアの作成:上記(2)により計測した物理量のパターンを用いて,義足の動力学パラメータを同定するソフトウェアのアルゴリズムを作成した.(4)義足モデリングツールの作成:推定した義足動力学パラメータを基に,義足のモデルを作成するツールおよび,作成した義足モデルを身体動作解析のための順・逆動力学シミュレータに簡便に組み込むための,インターフェイスとなるツールを作成した.本研究の目的は,人体の動作を予測する順動力学シミュレーション技術を応用した股義足の設計支援ツールを開発することである.昨年度に引き続き,股義足歩行に関する基礎データの収集を行うとともに,本年度は義足モデリングシステムを構築し,動作の検証を行った.具体的な研究実績は下記の4点でまとめられる.(1)股義足歩行実験:股義足を使用者を募集し股義足を用いた歩行実験を行い,股義足歩行の基礎データを収集し,関節角度変動のパターン,床反力パターンを個人別,歩行速度別に分類したデータベースを作成した.(1)義足動力学パラメニタ推定システムの計測系の構築:3次元動作解析システム,カセンサを組み合わせた計測システムを構築した.(3)義足動力学パラメータ推定ソフトウェアの作成:計測した物理量のパターンを用いて,義足の動力学パラメータを同定するソフトウェアを作成した.(4)システムの動作検証:計測システムと推定ソフトウェアを組み合わせ,動力学モデルすなわち慣性パラメータの推定を行った.推定結果では,既存の方法と比べて10%以上の誤差が表れ,誤差の原因は,加速度変動のノイズであることがわかった.誤差を小さくするためには,与える運動を適切に設定する必要があり,与える運動に関する指針を示した.
図版を含む提示資料付き英語プレゼンテーションの学習者分析と教育手法の開発

図版を含む提示資料付き英語プレゼンテーションは学術・産業ともにニーズが高いが、教育手法の開発は遅れている。本研究では学習者プレゼンテーションのコーパス構築により、定量的な分析を可能にし、ピア学習者評価なども含めて学習者分析を行って、学習者の困難点、誤りの相関について分析を行なった。そのうえで、困難点等を効果的に解決するための教材、オンライン支援ツールを開発し、それを利用する教育手法を開発し、その効果を確認した。本研究は英語プレゼンテーションの学習者分析を行なった上で、学習支援システムを含む教育手法の開発を狙うものであり、平成22年度は1年目として学生プレゼンテーションのデータ収録とその人間による評価データの収集を行ない、それに基づいてプレゼンテーションの困難点の特徴指標の抽出を行なうと同時に、平成23年度以降に用いる基本教材の作成を計画していた。この計画に基づき、当初予定の100件を超えて延べ150件の学生プレゼンテーションデータを収録すると同時に、当初予定していた外国人教員による評価だけでなく、ピア学習者同士の評価も収集した。この結果、基礎的なデータ収集としては当初予定を超えて、教授者だけでなく多くの学習者同士の評価を得ることができ、困難点の特徴指標の考察に用いるデータ量を大幅に増やすとともに、統計的分析においてもクラスタ分析等を活用することが可能となった。こうしたデータ収集とともに、これを基礎として、文法面並びに口調・身振りなどの側面での困難点を分析した。また基本教材として英文法、パラグラフ構成、プレゼンテーション構成についての教材を完成させると同時に、当初計画を越えて、次年度を予定していたプレゼンテーション学習支援システムの設計と仮構築についてもその過半について完了した。学会等でこれらの成果を発表し、意見・助言等の収集にも努めたが、それを超えて、本研究の中間成果の試験運用の協力も得られることとなった。本研究はパラグラフライティングを重視した5パラグラフのエッセイ構成を基本として作成・発表する図版を含む提示資料付き英語プレゼンテーションについて、多面的な項目別採点を踏まえて学習者実態を調査し、その重要点・困難点を特徴として抽出した上で、授業・自習の両面で使える複数の教材、支援ツールを作成するものである。平成23年度は2年目として前年度に作成した複数の自習用教材についてその有効性を検証しつつ、学習者の英語プレゼンテーションをさらに収集し、また、支援ツールの設計並びに部分開発を行うことを目標とした。まず自習用教材については研究代表者の関連授業において実際に使用し、その結果、プレゼンテーションの内容・資料の英語がどの程度向上したかを確認した。その結果はまだ集計中ではあるが、概算として、平成22年度収録のプレゼンテーションが平均して45程度の誤りをそれぞれ含んでいたのに対して、平成23年度収録のプレゼンテーションでは30程度に減少しており、誤りが主に減少している文法項目が自習用教材で大きく扱われているものであることから一応の有効性が確認できた。また、支援ツールの設計並びに部分開発については国内外の会議、研究会において発表し、参考となる助言をもらうと同時に、その内容について一定の評価を得るとともに、支援ツールの完成・早期公開を期待する意見を多くいただいている。この1,2年でプレゼンテーションの支援を行う学習支援システムは複数提案されつつあるが、英語そのものについての踏み込んだ支援を行うこと、実際に学習者のプレゼンテーションを収録してその分析等を研究・開発に活用すること、といった点では依然として類似の研究は存在せず、教材・支援ツールの開発を行う本研究の意義は高いことが成果発表の採択、関心の高さに示されていると考えられる。本年度は最終年度として、先の2年間で収集した学習者プレゼンテーションデータ並びにその複数人によるピア学習者評価に基づき、教材並びに支援ツールの作成を完了させることを目的とした。まず教材については基本的な音声、文法、パラグラフ構成、プレゼンテーション構築方法の4つについて自習ないし授業併用として使える教材を作成した。また、支援ツールについては収集した学習者プレゼンテーションデータをもとにプレゼンテーション準備時点で段階を踏んで内容を作成していく支援を行うツールを作成した。これらについては2014年1月に一般公開版をオンラインリリースする予定である。なお、公開版に際しては海外からの利用要望も多く寄せられているため、日本語バージョンと英語バージョンを用意する予定である。作成した教材は授業やセミナーで利用し、ユーザからの改善要望を収集すると同時に、その効果についても検証した。特に文法、パラグラフ構成については作成教材を利用することで早期かつ高効果で改善がみられることを確認した。一方、プレゼンテーションにおいては非言語的な要素も大きなファクターとなることから、学習者並びにプロフェッショナルなプレゼンターのプレゼンテーションを録画した映像を多数、比較検討することにより、評価の基準となる要素を体系的分類化することも行なった。これはプレゼンテーションそのものの要素の体系的分類化と合わせて複数のタスク・オントロジーとして構築し、今後の研究や教育に活用できるよう、さらに研究を深めて公開する予定である。予定していた自習用教材の作成は一応の完成を見ており、基本的なその有用性の検証も行なえている。また、学習支援システムについても既に設計と部分的な開発を予定通り終えており、順調に進展していると判断できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。

平成24年度は最終年として、先の2年間で収集した学習者プレゼンテーションデータ並びにその複数人によるピア学習者評価に基づき、予定している教材並びに支援ツールの作成を完了させることを目標とする。具体的には第一に、チュートリアル教材として、基本的な英文法、リズムやイントネーションを重視した発音、パラグラフ構成、プレゼンテーション手法についての教材として既に作成済みのものについて細部を修正し、これをオンラインで公開する。また作成中の学習支援システムについても年度末をめどに公開する。それに先立ちこれら教材、システムの評価実験を行う。また、成果公開の一環として年度末に関連のワークショップを開催する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
移転価格税制における2国間事前確認制度(BAPA)の研究

本研究では、これまでの研究で外生的に取り扱われてきた2国間事前確認制度(BAPA)における移転価格の決定メカニズムを考察することにより、「BAPAによって決定される移転価格はどのような水準に決定され、どのような性質をもつか」について、明らかにした。この研究成果は、税実務において、多国籍企業がBAPAを申請するかどうかの1つの判断基準を与えることができるという点において、非常に重要な意義を持つと思われる。平成21年度前半は、移転価格税制(とりわけBAPA)を扱った理論及び実証文献を調査し、それらの文献の論点を整理した。理論文献については、BAPAを最初にモデル化したTomohara(2004)と最新の理論論文であるWaegenaere et al.(2007)の2つが本研究と密接に関わっているため、この2文献を詳細にサーベイすることから開始した。サーベイ終了後、Tomohara(2004)及びWaegenaere et al.(2007)で外生的に取り扱われていたBAPAによって決定される移転価格を内生的にモデル化した。モデル化の方法としては、税収を最大化する課税当局が多国籍企業の行動原理を織り込んで、ナッシュ交渉解等により移転価格を決定するという構造である。分析の結果、実際にBAPAで決定される移転価格はどのような水準か、またそこで決定された移転価格はどのような変数によって影響を受けるのかについての性質が明らかになった。平成21年度後半は、国際学会で報告するため、日本語で書いた論文を英語に翻訳し、平成22年8月にサンフランシスコで開催されるアメリカ会計学会(2010 AAA Annual Meeting)に投稿した結果、論文が無事アクセプトされたため、8月に報告する予定である。この学会は、会計学では世界一権威のある学会なので、論文がアクセプトされたことは今後の学術誌投稿を考えたときに、大きな意義があると思われる。研究実施計画と照らし合わせてみても、研究は順調に進んでおり、平成22年度の学会発表および学術誌への投稿に向けて準備を進めている状況である。平成22年7月に出版された太田康広編著『分析的会計研究企業会計のモデル分析』の第9章「移転価格税制における二国間事前確認制度(BAPA)のモデル分析」を執筆した。さらに、平成22年8月にサンフランシスコで開催されたアメリカ会計学会(2010 AAA Annual Meeting)で学会報告をした。この学会は、会計学では世界一権威のある学会であり、討論者は当該分野で世界トップクラスの業績を残しているRichard Sansingであったため、大変貴重なコメントをいただいた。本研究の一番の貢献は、Tomohara (2004)及びWaegenaere et al.(2007)で外生的に取り扱われていたBAPAによって決定される移転価格を内生的にモデル化したことである。本研究の主要な結論は以下のとおりである。第1に、多国籍企業が申告移転価格と取引移転価格を分離する場合において、交渉移転価格は市場規模が大きくなるほど低くなり、2国間の税率差が大きくなるほど高くなる。第2に、多国籍企業が申告移転価格と取引移転価格を一致させる場合において、交渉移転価格は市場規模が大きくなるほど低くなり、2国間の税率差が大きくなるほど低くなる。第3に、内部移転価格を申告移転価格に一致させるコスト(コンフォーミティ・コスト)は、税率差に関して増加的となる。今後の課題として、課税当局と多国籍企業の間に情報の非対称性があるモデルへの拡張が考えられる。たとえば、課税当局が企業の収入関数について限られた情報しか持たない場合、相互協議によって決められる移転価格は税収を最大化していない可能性があり、企業の税負担を減少させるかもしれない。さらに、課税当局間の交渉のモデル化が考えられる。この場合、事前に企業が税率の低い国家の課税当局と交渉を行うことによって、企業に有利な移転価格が設定される可能性がある。
遍元環境維持方式による高バックグラウンド重金属含有土壌・岩石処分に関する研究

平成15年2月に土壌汚染対策法が施行されたことにともない,従来にも増して土壌汚染や地下水汚染が注目されてきている。現在,この法律が適用された事例は50件を超えるが,適用外の事例も多いことから,実際の土壌・地下水汚染の件数はこれをはるかに超えることが予想される。本法律の対象は人為起源の汚染としているが,鉱山,火山,温泉,断層などが多い日本国内では自然由来の重金属類濃度の高い岩盤も存在することから,自然由来の汚染に対しても合理的対応策を構築しておくことが必要である。本研究では,変質を被った火山岩や海成堆積岩中に含有量が多い黄鉄鉱やそれに含まれる微量な重金属類に注目し,酸性水や重金属類の溶出の問題に対してその発生原因を明らかにし,合理的対策を講ずるために室内試験や原位置試験を行った。すなわち,室内バッチあるいはカラム試験によって黄鉄鉱含有岩石からの酸性水の溶出特性あるいはヒ素含有岩石からのヒ素の溶出特性を明らかにする一方,原位置試験によりそれらの掘削ずり埋立地における地化学環境を測定した。その結果,黄鉄鉱含有岩石からの酸性水の発生を抑制するためには,pH低下を緩和させるための合理的方法として方解石を含有する現地発生掘削ずりを利用する方法を提案した。また,ヒ素含有岩石からのヒ素の溶出を抑制するために,岩石の酸化反応にともない溶出するというヒ素の溶出機構を明らかにし,それを抑制ための合理的方法として埋立環境を還元状態にしたり,ヒ素吸着能を有する周辺粘性土などを覆土・敷土として使用する方法を提案した。岩盤掘削ずりに黄鉄鉱などの硫化鉱物が含有する場合、本来の還元環境から酸化環境への移行にともない、ずり埋立地(通称土捨場)などから硫酸酸性の酸性浸出水が発生したり、ヒ素等の重金属類が溶出することがある。そのような浸出水がどのような性状の岩石から溶出するのかを明らかにするとともに、適切で合理的な対策を講ずることが必要である。そのため、今年度は以下のことを明らかにした。(1)ヒ素を溶出する岩石は、ヒ素含有量が多いだけでなく、イオウ含有量、すなわち硫化物含有量も多かった。このことは、黄鉄鉱などの硫化鉱物の酸化・溶解にともない含有ヒ素が溶出することを示唆する。(2)(1)の結果から、ヒ素含有岩石を還元環境下で埋め立てられれば、ヒ素の溶出を抑制できることが予想され、そのための室内および現場試験計画を立案した。(3)黄鉄鉱の酸化・溶解にともなう酸性水の発生を抑制するためには、天然に存在する方解石含有岩石を中和剤として利用する方法が有効であった。ただし、方解石含有岩石は黄鉄鉱含有岩石の下流側に埋め立てることが必要である。(4)上記の結果から、方解石含有岩石が得られない場合、黄鉄鉱含有岩石も還元環境下で埋め立てられれば、酸性水の発生を抑制できることが予想され、ヒ素含有岩石と同様に取り扱うことができると判断される。以上の結果を踏まえ、来年度は酸化還元制御によるずりの埋立環境の変化および浸出水性状の変化を室内および現場試験によって解明していく予定である。

本研究では,変質を被った火山岩や海成堆積岩中に含有量が多い黄鉄鉱やそれに含まれる微量な重金属類に注目し,酸性水や重金属類の溶出の問題に対してその発生原因を明らかにし,合理的対策を講ずるために室内試験や原位置試験を行った。すなわち,室内バッチあるいはカラム試験によって黄鉄鉱含有岩石からの酸性水の溶出特性あるいはヒ素含有岩石からのヒ素の溶出特性を明らかにする一方,原位置試験によりそれらの掘削ずり埋立地における地化学環境を測定した。その結果,黄鉄鉱含有岩石からの酸性水の発生を抑制するためには,pH低下を緩和させるための合理的方法として方解石を含有する現地発生掘削ずりを利用する方法を提案した。また,ヒ素含有岩石からのヒ素の溶出を抑制するために,岩石の酸化反応にともない溶出するというヒ素の溶出機構を明らかにし,それを抑制ための合理的方法として埋立環境を還元状態にしたり,ヒ素吸着能を有する周辺粘性土などを覆土・敷土として使用する方法を提案した。
機能性薄膜を用いた非接触エネルギー供給式マイクロロボットの研究

光圧電効果と焦電効果を持つ光圧電素子(PLZT)を用いてエネルギーと情報の多重伝送に関して光圧電素子の電荷発生モデルを構築し,シミュレーションにより特性及び提案する手法の有効性を確認した.また,赤外線によるエネルギー供給と紫外線による情報伝達の実験システムを構築し,特性の評価を行っている.光圧電素子の示す焦電効果と圧電効果の時間計数の違いによってそれぞれの効果に起こる変動の分離が可能となるため,赤外線による焦電効果と紫外線による光起電効果を分離し,情報の多重伝送に応用した.現時点では実験による有効性の確認にまでは至っていないがシミュレーションにおいてはそれぞれの信号の分離に成功している.現在の課題としては実験による特性の確認及び時間応答及び情報量の増加などのかいぜん行っている.光圧電効果と焦電効果を持つ光圧電素子(PLZT)を用いてエネルギーと情報の多重伝送に関して光圧電素子の電荷発生モデルを構築し,シミュレーションにより特性及び提案する手法の有効性を確認した.また,赤外線によるエネルギー供給と紫外線による情報伝達の実験システムを構築し,特性の評価を行っている.光圧電素子の示す焦電効果と圧電効果の時間計数の違いによってそれぞれの効果に起こる変動の分離が可能となるため,赤外線による焦電効果と紫外線による光起電効果を分離し,情報の多重伝送に応用した.現時点では実験による有効性の確認にまでは至っていないがシミュレーションにおいてはそれぞれの信号の分離に成功している.現在の課題としては実験による特性の確認及び時間応答及び情報量の増加などのかいぜん行っている.
局所脳機能への麻酔作用の画像解析とその動画ライブラリーの構築

大脳各部位および海馬の灌流切片を用い、高速画像解析法により脳局所の興奮伝搬の広がりや神経シグナル伝搬に対する灌流条件や麻酔薬の作用を画像解析した。また、その領域のGABAA受容体サブユニットの構成や分布を組織学的に検索し、麻酔ターゲット分子の存在と脳局所の機能抑制の空間的特性との関係を示唆した。さらに、研究で得られた局所脳機能の動画データを整理し、ウェブで閲覧できるライブラリーを構築し、以下のウェブサイトで公開している。URL: http://www.neuro-animation.jp/脳局所におけるシグナル伝達の画像解析を中心に、平成24年度は以下の研究を実施した。1.脳組織切片における神経シグナル伝達の画像解析脳局所神経シグナル伝達の画像解析については、タンデムレンズ蛍光顕微鏡を用いて脳切片の神経活動を広い領域で観察し、画像解析の高精度化を進めた。とくに、マウス海馬切片を用いて歯状回(苔状線維)への刺激によって海馬CA3、CA2、CA1、さらにSubiculumへと複数のシナプスを介する興奮伝達を画像化することができた。苔状線維への刺激ではCA3よりもCA2において強い脱分極応答が観察され、CA1内に興奮が伝わった後にSubiculumにまで伝達する興奮を画像で記録できた。また、同様な海馬切片モデルで細胞内カルシウム応答を観察すると、膜電位興奮と対応する部位で細胞内カルシウム上昇が観察された。AMPA/Kinate型グルタミン酸受容体拮抗薬CNQXの存在下では苔状線維刺激に対するCA2放射層での膜脱分極応答が消失するのに対して、同層の細胞内カルシウム上昇は弱いながらも観察され、シナプス前の細胞内カルシウム応答を捉えている可能性があることが示された。2.脳局所神経シグナル伝達の画像ライブラリーの構築脳局所神経シグナル伝達の画像ライブラリーを構築して、研究者や一般の興味ある人々に情報提供を行うため、これまでに本研究室で計測・記録した膜電位画像および細胞内カルシウム画像の動画データを、動画のままで情報を提供するための整理・編集を進めた。これまでに、観察記録した膜電位画像および細胞内カルシウム画像について、脳切片の部位、スライス方向、刺激条件、灌流条件(温度、酸塩基平衡)、使用薬物の種類と濃度、測定条件などによって分類した。それらの分類に従って、動画データを変化の経時変化のグラフとともにAVIファイルとして集積し、データベース化を進めている。今年度は、神経シグナルの伝達をより広範囲で記録し、とくに灌流切片標本の灌流条件に着目して、測定精度についての更なる向上を図った。また、神経活動の動画画像をウェブで公開した。1)大脳皮質および海馬スライスの膜電位画像、カルシウム画像はいずれも灌流温度によってその応答が大きく変化し、伝達様式の違いにより伝達速度の温度依存性が大きく異なることから、低温では興奮伝播を生ずる複数のプロセスを区別して観察することができた。また、これら神経シグナルの伝達の複数のプロセスは部位によって関与の仕方に差異があることが画像で観察することができた。2)温度による興奮伝達の変化は、動画による観察で薬物等の興奮伝播やカルシウム応答に及ぼす影響を画像解析する場合に無視できるものではなく、脳スライス灌流実験における灌流液の温度調節を正確に行い、さらに、灌流温度だけでなく灌流液中の二酸化炭素濃度(酸塩基平衡)を一定に維持するための灌流系の条件設定が重要であることを確認した。3)脳局所神経シグナル伝達の画像ライブラリーを構築して、研究者や一般の興味ある人々に情報提供を行うため、これまでに本研究室で計測・記録した膜電位画像および細胞内カルシウム画像の動画データを、動画のままで情報を提供するための整理・編集を進めた。それらの分類に従って、動画データを変化の経時変化のグラフとともに動画ファイルとして集積し、データベース化を進めて、順次ウェブ上で公開するためのホームページを開設した。今後、公開する動画データを順次増やすことができる。ホームページのURLはhttp://www.neuro-animation.jp/である。URL: http://www.neuro-animation.jp/神経マクロネットワークに形成される脳局所機能への麻酔作用とその機序解明を目的として、平成23年度は以下の研究を実施した。1.脳組織切片における神経シグナル画像の高精度化と薬物作用の検討に関しては、(1)脳切片の神経活動について、タンデムレンズ蛍光顕微鏡(ブレインビジョン社)を導入することにより、広範囲の視野で高品質な膜電位画像を観察することができた。(2)海馬のスライス方向による興奮伝搬を検索し、矢状切片においては、歯状回への刺激により、海馬CA3、CA2、CA1、さらにはSubiculumに達する複数のシナプスを介する興奮伝達を画像として記録することができた。複数のシナプスを経由する興奮伝達は、グルタミン酸受容体(AMPA/Kainate受容体)拮抗薬のCNQXにより強く抑制された。

(3)海馬切片の灌流液温度を低下することで、刺激後瞬時に伝わる興奮、それに続く広範囲に強く伝わる興奮(CNQXで抑制)、さらにその後の長く続く興奮という、伝達速度の異なる3成分の興奮伝搬過程を観察することができた。2.大脳皮質、海馬における抑制系に関与するGABAA受容体サブユニット構成に関しては、(1)ホルムアルデヒド固定したマウス脳の大脳皮質、海馬薄切標本を用い、蛍光抗体法によりGABAA受容体サブユニットの分布を検索したところ、大脳皮質では吸入麻酔薬のターゲットサイトである可能性が指摘されるβ2、β3サブユニットがともに高密度で分布していた。(2)海馬、歯状回ではβ2サブユニットが高密度で分布していたのに対し、β3サブユニットの密度は低かった。以上、脳切片の局所脳機能の画像解析の精度向上を図ることができた。一方で脳局所のGABAA受容体サブユニットの構成や分布を捉えることで、機能と物質の両面から局所脳機能への麻酔作用を解明するユニークかつ有用な実験システムをつくることができた。1.神経シグナル伝達を観察しやすい脳切片の作製方法や灌流条件についての基礎的検索として、灌流温度による神経伝達の影響を精査した。体温に近い37°C付近から灌流温度を低下させると、神経の興奮による膜電位や細胞内カルシウムの変化が遅延するばかりでなく、応答も増強することから、麻酔薬等の薬物の影響を観察する場合に灌流温度条件の精密な制御が重要であることがわかった。現在、この灌流条件の制御を確認しながら切片への麻酔薬等の影響の検索を進めていることからデータのとりまとめに時間がかかり、論文としての公表が遅れている。2.組織学的および生化学的検索に関しては、GABAA受容体サブユニットに対する抗体の選択性と検出感度について引きつづき検討を行っている。3.脳局所神経シグナル伝達の画像ライブラリーの構築については、膜電位画像および細胞内カルシウム画像の動画データの分類方法を定めた。これまでに、大脳皮質、海馬について、切片のID情報のPDFと動画データを反応の強さの経時変化のグラフとともにAVIファイルとして集積しており、平成25年度にはホームページ(httpファイル)に掲載し、Webで情報提供できる見通しである。1.研究機器、機材:震災に関連して物品等の一部に遅れはあったものの、平成23年度内に予定された実験機器、機材は導入、設置されており、研究機器、機材に関しては年度計画を達成している。2.研究方法、手法、検討課題の検索:(1)脳切片を用いた局所機能の画像化については、精度良く測定することが可能となっており、さらに、新たな解析手法を試みるなど、年度計画はほぼ達成している。(2)組織学的および生化学的検索に関しては、GABAA受容体サブユニットに対する抗体等の選択について、さらに検討が必要であり、一部未達成の点がある。3.成果の発表に関しては、一部の消耗品等の調達の遅れに伴う実験の遅れから、年度内に収集すべきデータの蓄積が不十分で、本研究課題に関して平成23年度内に予定した学会発表や論文発表ができなかった。
t-PA受容体の遺伝子発現調節による生体機能解析

培養血管内皮細胞より精製したt-PARはt-PAと特異的に結合し、この結合にはt-PAのリジン結合領域が関与しており、結合したt-PAの酵素活性を増強することをすでに明らかにした。さらに、t-PARをコードするcDNAから組換えt-PARを発現させ、t-PAとの相互作用を証明した。本研究では、t-PAR cDNAを血管内皮細胞膜表面上に発現させることによって生じる細胞の生理学的機能への影響について検討した。また、細胞表面でのt-PAの酵素活性について合成基質法により検討した。t-PAR過剰発現血管内皮細胞にt-PAを反応させるとコントロール血管内皮細胞に比べ顕著なプラスミノゲン活性化が見られたが、t-PA抗体を共存させるとこの活性は有意に減少した。したがって、t-PAは細胞表面に過剰に発現したt-PARに結合し、酵素活性を制御していることが証明された。次に、t-PAR過剰発現による増殖能への影響について検討した。その結果、t-PAR過剰発現血管内皮細胞は10%FBS存在下において、50nMt-PAで処理すると増殖能の亢進が見られた。このように本研究において、細胞膜表面でのt-PARの性質の一部を明らかにすることができた。IAsysを用いた相互作用解析では、t-PAと内皮細胞の結合シグナルは細胞濃度依存的に増加することが示された。したがって、t-PARは内皮細胞表面にt-PAを局在させることによってプラスミノーゲンの活性化を促進し、細胞周辺の酵素活性制御に関与していると考えられた。以上の成果をさらに発展させるため、血管内皮細胞膜表面上にt-PARを過剰発現させることによりその機能解析を行った。t-PARをコードするcDNAを発現ベクターpDisplay(Invitrogen)にサブクローニングした。このベクターは細胞膜表面にタンパク質を発現させることができるようN末端にマウスIg κ-chain leader sequence、C末端にplatelet derived growth factor receptor receptor(PDGFR)transmembrane domainが結合している。血管内皮細胞へのトランスフェクションにはLipofectamine2000(Invitrogen)を使用し、t-PARを過剰発現させた内皮細胞はGeneticinを含む培地で3週間選択培養を行った。Geneticin耐性細胞では、PCRおよびwestern blotによりDNAおよびタンパクレベルでt-PARの発現が確認された。今後、t-PAR過剰発現細胞の機能解析を行うとともにsiRNAを用いたt-PAR発現抑制細胞を作製し、t-PARの細胞表面上での機能を解析していく。培養血管内皮細胞より精製したt-PARはt-PAと特異的に結合することをすでに明らかにしている。このt-PARとt-PAの結合にはリジン結合領域が関与しており、結合したt-PAの活性を増強する。さらに、t-PARをコードするcDNAから組換えt-PARを発現させ、リガンドブロットによりt-PAとの相互作用を証明した。本年度は、t-PAR cDNAを血管内皮細胞膜表面上に発現させることによって生じる細胞の生理学的機能への影響について検討した。細胞膜にt-PARを過剰発現した血管内皮細胞とt-PAとの相互作用を生体分子間相互作用解析装置(IAsys)を用いて検討した。t-PAとt-PAR過剰発現血管内皮細胞の結合はコントロール(LacZ-transfected)血管内皮細胞に比べ増加した。しかし、t-PAをD:Pによって酵素活性を阻害しても結合に影響を及ぼさなかったので、t-PAと細胞表面上t-PARの結合にt-PAの酵素活性は関与しないことが示された。したがって、液相中のt-PAは細胞表面に過剰に発現したt-PARに結合し、酵素活性を制御していることが証明された。次に、t-PAR過剰発現による血管内皮細胞の増殖能への影響について検討した。その結果、t-PAR過剰発現血管内皮細胞は10%FBS存在下において、50nM t-PAで処理すると増殖能の亢進が見られた。
ヨウ化キセノンを用いた紫外線光源の開発

平成20年度は、ヨウ化キセノンランプの駆動波形の最適化と、放電過程およびXeI^*エキシマの生成過程の実験的解析、および殺菌応用に向けた検証を行った。まず立ち上がりおよび立ち下がり時間の短い(50-150ns)高電圧パルスを出力する回路を作成し、ランプを駆動することで、5-15%の発光効率を達成することができた。次にICCDカメラを用いて放電進展過程を観測することで、本ランプの駆動方式であるバリア放電の典型的な放電形態であるフィラメント状の放電について、可視光像は直径サブミリメートルのフィラメント形状であるが、紫外光はフィラメントを中心に1cm以上の範囲に広がって発光していること、かつ可視光や近赤外光と異なり、電圧パルス立ち下がり後の減衰が遅い(1μs)ことが分かった。この事実は、寿命の長いキセノン準安定原子が紫外発光に寄与していることを示唆する。近赤外レーザを用いた吸収分光により、キセノン準安定原子密度を直接測定したところ、その時間変化がXeI^*の発光波形と一致した。XeI^*エキシマが紫外線を放射し、基底状態に遷移する時定数は十分短い(15ns)ので、キセノン準安定原子がXeI^*エキシマを生成していることが分かり、キセノン準安定原子がヨウ素原子と衝突し、Harpoon reactionによりXeI^*エキシマを生成する過程が支配的であると思われる。最後に枯草菌に本ランプの紫外線を照射することにより、市販の低圧水銀ランプと比較して、同じ殺菌効果を得るための紫外線照射エネルギーが1/2から2/3で済むという結果が得られた。これは、XeI^*の253nmの紫外線に加えて、I原子の200nm付近の紫外線が同時に照射されることが効いているためだと思われる。初年度は、当初の計画通り、ヨウ化キセノンの紫外放射について実験系の整備と、基礎的なデータ測定を行った。測定の結果、Xe/I_2混合物が253nmの発光であるエキシプレックスXeI(B→X)の放射線源として有用であるという感触を得るに至った。実験は、Xe/I_2の分圧比が13.3kPa/40Paの混合ガスを用いて二重円筒型のガラス容器の外面に箔状の電極を貼り付け、中空部に金属棒を通した形状の放電管を作成した。この放電管をパルス電圧により誘電体バリア放電(DBD)させ、印加したパルス電圧の周波数をパラメータとして、放射光の分光分布、電気入力のパラメータとして電圧よび電流波形、そして、発光の放射波形を測定した。200-400nmの範囲において放射エネルギーの大部分をエキシプレックスXeIの253nmの発光が占め、最大81%を占めるに至った。AC電圧駆動と比較すると、パルス電圧駆動により、放電が均一化し、253nmの発光効率も向上することがわかった。また、円筒型の構造で内部の金属電極の表面の材料を変え光の反射率を変えたところ、この内側電極の光反射が効率の向上に大きく寄与することがわかった。そして、60kHzでのパルス駆動では14%の効率と22mW/cm^2のUV放射パワーを達成した。このとき、ガラスの表面クリーニングの効果を水滴の接触角で評価したところ、エキシプレックスXeIの253nmの紫外放射によりガラスの表面を効果的に洗浄できることが示された。ランプ構造の最適化を行った。まず外面電極として従来のメッシュ電極に代えて、細い金属ワイヤをらせん状に巻きつけることで、外面電極での遮光面積を小さくし、有効透光率を95%まで上昇させた。内面電極については、ランプ内部で発生した光(紫外線)に対して高い反射率を持つことが要求される。そこで、アルミニウム、銅、ニッケルおよびそれらを組み合わせた内面電極を作成し、発光強度や消費電力、駆動電圧電流波形等の解析を行った。その結果、材質としてはアルミニウムを使用し、表面に光沢を持たせることで最も高い効率を得ることができた。キセノンガス圧の最適化のために、コールドトラップを具備した特別な排気システムを構築した。これによりキセノンガス圧を10^3-10^5Paの広い範囲で制御することが可能になった。様々なガス圧で入力電力と発光強度を測定したところ、電極ギャップ長7mmのとき、キセノンガス圧12-15kPaで最も高い紫外線発光強度を得た。なお、ヨウ素の分圧はランプのガラス管の温度で決まるが、動作中でもランプ温度の上昇はわずかであったため、室温での蒸気圧である40Pa程度と見積もられる。このキセノンガス圧領域では、放電形態としてはランプ内全体に発光が広がる「拡散モード」と、直径1mm以下の細い線条放電が複数存在する「フィラメントモード」が混在したものとなる。これよりも低いガス圧領域では拡散モード、これよりも高いガス圧領域ではフィラメントモードとなる。すなわち、両者の境界領域で最も高い紫外線発光強度が得られた。

次にICCDカメラを用いて放電進展過程を観測することで、本ランプの駆動方式であるバリア放電の典型的な放電形態であるフィラメント状の放電について、可視光像は直径サブミリメートルのフィラメント形状であるが、紫外光はフィラメントを中心に1cm以上の範囲に広がって発光していること、かつ可視光や近赤外光と異なり、電圧パルス立ち下がり後の減衰が遅い(1μs)ことが分かった。この事実は、寿命の長いキセノン準安定原子が紫外発光に寄与していることを示唆する。近赤外レーザを用いた吸収分光により、キセノン準安定原子密度を直接測定したところ、その時間変化がXeI^*の発光波形と一致した。XeI^*エキシマが紫外線を放射し、基底状態に遷移する時定数は十分短い(15ns)ので、キセノン準安定原子がXeI^*エキシマを生成していることが分かり、キセノン準安定原子がヨウ素原子と衝突し、Harpoon reactionによりXeI^*エキシマを生成する過程が支配的であると思われる。最後に枯草菌に本ランプの紫外線を照射することにより、市販の低圧水銀ランプと比較して、同じ殺菌効果を得るための紫外線照射エネルギーが1/2から2/3で済むという結果が得られた。これは、XeI^*の253nmの紫外線に加えて、I原子の200nm付近の紫外線が同時に照射されることが効いているためだと思われる。
マイクロ波を用いた高効率反応性熱プラズマ発生及び特性評価

旧来のト-チでは、プラズマ発生条件の範囲が狭く、特性評価が困難であるなどの短所があった為に、本年度は新しいト-チを設計試作した。立体回路素子部に改良を加えたことにより、ア-キングが抑制され、より広い領域でのプラズマ発生が実現し、特に減圧下でのプラズマ発生が可能となった。プラズマの安定性はガス組成、流量、圧力、電極間ギャップ等に強く依存し、プラズマジェットが安定に発生し得る圧給には、下限が存在することが判明した。更にチャンバ-との結合様式の変更により、ト-チノズル出口近傍の発光分析が可能となった。Ar-H_2-CH_4大気圧プラズマに関する発光分析により、ノズル出口近傍においてH原子のバルマ-系列の発光が検出され、その強度からH原子の励起温度はおよそ7000Kと求められた。H原子の発光はノズル出口から30mm程度で急激に減衰するが、C系ラジカルはより長範囲に分布し、基板近傍でも検出された。C_x系ラジカルの温度はC_2の振動準位について定義でき、そのswanバンドから、位置に関わらず約5000Kであることが判明した。また、基板ホルダ-を兼ねた二段差動排気ノズルを使用することにより、基板近傍の気相種を質量分析することが可能となり、基板近傍ではC_1,C_2系気相種が主であり、C_3系以上の種は殆ど存在しないことが確認された。減圧下においても上記方法により、気相種を分析した結果、大気圧下の場合に比較して励起種の軸方向分布が異なり、基板上ではC_1系気相種がより多く、C_2系気相種が減少することが判明した。今後、ガス組成、圧力、電極間ギャップ等の外部パラメ-タと気相種の分析結果とを総合的に検討することにより、基板上の気相種の組成、励起温度等を制御する技術を確立する必要がある。
界面素過程の非線形性に起因する結晶成長の自発成長振動－宇宙実験による検証－

結晶の成長速度は、結晶周囲に対流などの擾乱がなければ時間的な変動は単調に推移するため、時間的な振動は観察されない。一方、不純物の分子が成長界面と相互作用する場合は状況が異なり、成長速度が周期変動する可能性がある。しかしながら、地上では必ず成長結晶の周囲には熱対流などの擾乱が存在するので、これを検証することは困難である。国際宇宙ステーションの無重力環境において実施された、微量の不凍糖タンパク質を含む過冷却水中での氷結晶の成長実験2により、成長速度の周期的な変動が検出された。すなわち、成長界面での吸着分子の挙動の非線形性によって引き起こされた結晶の振動成長が、世界で初めて検証された。微小重力環境において、微量の不凍糖タンパク質(AFGP)を含む過冷却水から成長する氷結晶の成長速度を干渉計により精密に測定した。実験は、国際宇宙ステーション「きぼう」において実施されている。宇宙実験で使う実験装置打ち上げ(2013年8月6日)後に予定通り開始された。しかしながら、実験開始直後に発生した「きぼう」システムの不具合のため実験が中断し、新しいケーブルの打ち上げ等の対策をとった結果、2013年11月末から実験が開始された。予定より遅れたため、約30回の実験を実施した後に実験が中断し、2014年1月末に実験が再開したが、約10回の実験実施後に再び不具合が発生し、現在中断中である。本年度中に実施できた実験回数は、約40回で当初予定の40%の消化率に留まった。しかしながら、前半40回の実験で当初予定した反射干渉縞画像が約10回の実験で観察できた。これらのデータ解析は、本年度開発した画像処理ソフトを活用して実施された。その結果、氷のベーサル界面の成長速度が成長時間に対して一様ではなく、周期的な変動を示すことが明らかになった。宇宙実験では、熱対流などの擾乱の効果が完全に排除されているので、この周期変動は氷結晶の自励的振動成長を観察できたことを意味する。すなわち、結晶の成長速度の振動現象を、初めて実測により確認できた。さらに、振動の発生機構として、氷ベーサル界面へのAFGP分子の吸着量と結晶成長に伴う潜熱の発生が相互作用するというモデルの検討を開始している。この成果は、極めて重要なものであり、速報としてすでに3月に開催された第14回氷の物理と化学国際会議において報告した。なお、宇宙実験は2014年4月に再開され、残された約60回の実験を実施する予定である。すべての実験は、2014年6月初めに終了するが、取得済みのデータの解析は継続して実施する。国際宇宙ステーションの「きぼう」において実施した不凍糖タンパク質水溶液中での氷結晶自由成長実験を、平成26年6月末に終了した。この実験は当初は平成25年5月頃には終了予定であったが、実験装置打ち上げ後に発生した宇宙ステーションのシステム不具合などにより、実験終了が大幅に遅延した。遅れはあったものの、実験計画はほぼ完全に達成された。本実験では、新たに開発した反射型マイケルソン干渉顕微鏡により、氷のベーサル面の成長速度を測定することを目的とした。氷と水の界面の光反射係数は、ガラスの表面のおよそ1/500しかないため、通常の光学系では反射干渉縞を取得できない。新たに開発したシステムにより、このような低反射係数界面での成長速度測定が、初めて可能になった。この実験では、氷のベーサル面の成長速度が不凍糖タンパク質の効果により、数倍から10倍近くも促進されることが示された。不純物分子による成長速度への影響は、通常成長抑制に作用すると考えらており、この結果は従来知られていない新たな知見である。また、本実験では成長速度の時間に対する変化も詳細に測定することができる。その結果、すべての実験において、ベーサル面の成長速度が周期的に変動する、すなわち振動成長することが明らかになった。さらに、速度の変化は、時間に対して連続的に変化するのではなく、デルタ関数的に急激に変化することも示された。これらの結果は、従来知られていないまったく新しい知見であり、対流などの擾乱が完全に排除された微小重力環境において初めて明らかにされた成果である。実験の終了時期が遅れたため、26年度中に得られた実験データの解析作業を実施し、成果については随時国際学会等で公表した。本課題では、新たに開発された宇宙実験装置に搭載された反射型マイケルソン干渉顕微鏡によって得られる干渉縞をもとに、自由成長する氷のベーサル面の成長速度の精密解析を行うことを目的とした。具体的な宇宙実験は、国際宇宙ステーション「きぼう」において、2014ー2015年にかけて実施された。この宇宙実験では、氷結晶の成長に対する不純物、特に生体高分子のマクロ分子の影響を解明することを木駅とした。具体的には、不純物として不凍糖タンパク質(AFGP)を0.7mg/mgの濃度で含む水を過冷却させて、その中で氷結晶の自由成長をさせる。この宇宙実験で取得された干渉計画像は、直ちに稚樹にダウンリンクされて、詳細な解析にかけられる。最終年度は、昨年度までに得られていた氷ベーサルメンでの成長速度の振動現象の詳細な解析を継続して行った。その結果、氷ベーサル面の成長速度の時間変動の詳細が明らかなった。

すなわち、前年度までデルタ関数的に速度が変動をすると考えていたが、一回の振動周期の中でも時間的に速度が特徴的な変動を示すことが示された。結晶成長速度の直接的な測定により、結晶の振動成長が明らかになったのは本研究が最初である。宇宙実験では、地上実験では避けることにできない結晶周囲の自然対流の効果が完全に排除されるので、このような極めて再現性の高い周期振動が観察された。宇宙実験ならではの大きな成果であり、27年度中に開催された国際会議等での報告を行うとともに、論文投稿の準備中である。結晶の成長速度は、結晶周囲に対流などの擾乱がなければ時間的な変動は単調に推移するため、時間的な振動は観察されない。一方、不純物の分子が成長界面と相互作用する場合は状況が異なり、成長速度が周期変動する可能性がある。しかしながら、地上では必ず成長結晶の周囲には熱対流などの擾乱が存在するので、これを検証することは困難である。国際宇宙ステーションの無重力環境において実施された、微量の不凍糖タンパク質を含む過冷却水中での氷結晶の成長実験2により、成長速度の周期的な変動が検出された。すなわち、成長界面での吸着分子の挙動の非線形性によって引き起こされた結晶の振動成長が、世界で初めて検証された。実験装置を打ち上げた直後に、国際宇宙ステーション「きぼう」側のシステム不具合が発生したため、実験の終了時期が10か月ほど遅延した。したがって、全体のスケジュールが遅れ気味であるため、おおむね順調と判断した。しかしながら、これまでに得られている研究成果は、宇宙における微小重力環境において初めて見出された新たな現象をが含まれており、当初計画以上の成果があがりつつある。結晶成長学宇宙実験の終了時期が大幅に遅延したため、当初の研究終了予定の平成26年度末までに計画終了に至らなかった。しかし、実験結果の解析が26年度末にはほぼ終了しており、その内容については国際会議等で随時報告してきたが、最終的な論文の執筆が平成27年度にずれ込んだ。このため、平成27年度には、論文の発表、国際会議等での最終的な報告を行う予定である。また、本実験の成果を説明するための。新たな数理モデルの構築を行う必要性が生じた。すでに26年度中から議論を開始しているが、モデルの完成を目指し、今後も継続する予定である。本研究の目的は、国際宇宙ステーションの微小重力環境を利用して取得される氷結晶の成長のその場観察画像を詳細に解析し、氷結晶の自励的振動成長を検出することであった。宇宙実験そのものは、いくつかのトラブルに見舞われて予定よりもかなり遅れているが、これまでに得られた宇宙実験データを解析し、すでに結晶成長速度が振動することを確認した。さらに、これまで得られたデータでは、すべての場合に振動成長が観察されている。さらに、ベーサル底面での成長速度は、AFGPの効果により抑制ではなくかえって促進されることも明らかになっている。氷プリズム面の成長は、AFGPの効果により抑制されることがすでに明らかになっているが、これとは全く反対の効果を示した。すなわち、AFGPの機能は、氷ベーサル面とプリズム面では全く逆の機能を示すことも明らかになっている。以上の成果により、本研究課題はすでに当初の計画以上に進展していると判断した。国際宇宙ステーション「きぼう」での宇宙実験の実施が、予期しない装置の不具合などにより、当初計画よりも10か月近く延期となった。これに伴ないデータ解析作業等も遅れが生じた。
分岐現象としてのサッカーシュートシーンの予測

昨年度開発したボール位置の優勢値に関する分析を進めてきた.具体的には課題として残っていた,優勢値を計算する際のボール周辺の選手の数,シュートシーンに至る起点,すなわちボールを相手チームから奪取した地点からシュートに至るまでの優勢値の時間変化を,同じ地点でボールを奪取したにもかかわらずシュートに至らなかったシーンの優勢値の時間変化との比較を行った.優勢値を計算する際のボール周辺の選手の数に関しては37名までを比較したが,明確な差が見られず,最適な選手数が見出せなかった.これは状況により,密集して選手がボール周辺に比較的多くいる場合と比較的スペースがありボール周辺には数少ない選手しかいない場合が混在していたためであると考えられた.ボール周辺の選手の密度を勘案する必要があることを示唆していた.また,シーンによる優勢値の時間変化についても,ボールの起点をコートの長辺を3等分し,比較検討したが,明確な差が見られなかった.これらのことは,優勢値の計算アルゴリズムにおいて,同時点での位置と速度を基に算出していることが原因であることが考えられた.つまり,いわゆるオフ・ザ・ボールの選手の「動き出し」のタイミングが微妙にずれていることが大切かもしれないことを示唆する.今後は,この時間遅れをどのように解析に取り入れていくかが課題となった.ただ,視覚的な表現としてはゲームの流れを見える化しているとも言える.ただ,優勢値の算出は計算量が多いことから,より簡便なアルゴリズムの開発が望まれる.本年度は,主に二つの方法からシュートシーンの予測につながる集合変数を探索した.一つは,これまでの我々の研究(Kijima et al., EPJ-B, 2014)から,チームの前線とボール位置の時間変動にはフラクタル性があり,非整数ブラウン運動がみられたことより,両チームのディフェンスラインとボールを3つの振動子と見立て,3連結振動子の連成振動としてモデル化を試みた.その結果,サッカーのディフェンス(DF)ライン同士は同相同期し,両チームのDFラインとボールとの距離は逆相同期する現象が,このDFラインとボールの動きを,3つの質量からなる連成振動と仮定することによって,DFラインはゴールラインとボール位置を基準に動き,両チームのDFライン間の距離はほぼ一定となることが明らかになった.しかしながら,ボールは両チームのDFラインの中で振動するが,その振る舞いは複雑に見えるものの,フラクタル性は見られず,粘性抵抗を考慮する必要があることが示唆された.もう一つのアプローチは,時間スケールの異なる,ゲームのオンとオフの時間の切り替わり,各チームのボール保持時間の切り替わり,各選手のボール保持時間の切り替わりに着目して,その時間変動に潜む共通の規則性を探った.Jリーグの10試合を対象に分析した結果,多くの試合において,ゲーム,チーム,選手の3つの異なる時間スケールでベキ則が成り立つことが認められた.このことは,ゲームの流れ,チームの勢い,選手の動きといった異なる時間スケールにおいても,同様のリズムの存在を示唆するものである.計画通り,Jリーグの10試合を対象に分析を進めている.シュートシーンは安定や秩序ある状態から逸脱し,不安定化,あるいは一見無秩序に見える状態になることと考えており,現在は,その安定,秩序の解明を優先的に行っている.その中で,新たに着目した連成振動とリズムのフラクタル性は,ゲームの定常状態を表しており,実際のゲームにおいてこの定常状態が崩れる場面を検出することが,シュートシーンの予測アルゴリズムにつながると考えられる.本年度は,サッカーゲームの局所的な特徴を記述する新たな変数を探索するために,Kijima et al. (European Physical JournalB, 87, 41, 2014)の勢力分布を拡張し,ボロノイ図を参考に,各選手の速度ベクトルを考慮して,ピッチ上のある地点への各選手の最小到達時間によって求められる優勢領域を求め,特にボール位置の優勢値,すなわち各時点での各選手のボール位置への到達可能時間を求め,守備側の選手の到達時間の合計を守備側の優勢値,攻撃側の選手の合計を攻撃側の優勢値とし,守備側の優勢値から攻撃側の優勢値を引いたものをボール位置の優勢値とするアルゴリズムを開発した.この値は正であれば守備側が優勢であり,負であれば攻撃側が優勢であることを示す連続量である.その結果,攻撃側がゴール前にボールを持ち込み,守備側の選手が数多くボール付近にいた場合でも,攻撃側の方が優勢となる場合があることを示す結果が得られた.このことは,ボール位置の優勢値が単にボールと各選手との距離だけでなく,攻撃側と守備側選手の動きの方向も加味した速度ベクトルを反映したものであることが示唆され,ゲームの流れのような,局所的なゲームの特徴を記述できる可能性があることを意味する.これらの結果は,日本スポーツ心理学会第44回大会で発表し,多くの参加者の興味・関心を引いた.しかしながら,今回はボールに近い各チーム6名の選手の動きから優勢値を求めたが,何名の選手を考慮すればよいのかも問題となる.また,競技経験が異なる観察者に,サッカーの試合映像の中で「良いプレー」を判断させたところ,ゴール型の競技経験者はオフ・ザ・ボールのプレーを選択し,ネット型の競技経験者はオン・ザ・ボールのプレーを選択する傾向が高かった.これは,ボールに直接関わらないプレーが,ゲームの流れを作っていることを示唆していた.今年度は新たに局所的な特徴を記述するために,ボール位置の優勢値という状態変数を求めるアルゴリズムを開発した.