hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地球史における花崗岩の進化

始生代・原生代・古生代・中生代新生代の花崗岩類の主化学組成値5000余ケのデータの統計処理を行った結果、以下のような各時代毎の特徴が明らかとなった。1.始生代花崗岩類にはIタイプ・チタン鉄鉱系列が多く、特にMタイプが多産する。2.原生代花崗岩類にはAタイプが特徴的である。3.古生代花崗岩類にはSタイプが多い。4.中生代新生代花崗岩類ではIタイプ磁鉄鉱系列が卓越する。以上のように主化学組成値からみる限り、地球史における花崗岩の進化は明瞭である。このうち最古の始生代花崗岩類の主化学組成の統計的特徴と中生代以降のそれとを特に詳細に比較検討した結果、以下のような始生代花崗岩類の化学的特徴が明らかとなった。1.Fe【O^*】,【K_2】Oに乏しく、【Na_2】Oに富む。【K_2】O/【Na_2】O比が低い。2.AFM図上で典型的なカルクアルカリ・トレンドを示し、Feの濃集が認められない。3.低い【Fe^(3+)】/【Fe^(2+)】比を示し、還元的である。4.高いC/ACF比を示す。5.高い(Ca+Mg)/【Fe^(2+)】比、低い(Na+K)/Al比を示す。以上の化学的特徴は当時の地殻物質の性質〔1.典型的な泥質堆積物を欠き、火山岩類が圧倒的部分を占める。2.火山岩類は大部分が低アルカリ・ソレアイト及びコマチアイトである。3.大気の性質を反映して、きわめて還元的である。〕と調和的である。すなわち、こうした特殊な地殻物質の再溶融が、特異な始生代花崗岩類をもたらした直接的原因である可能性がきわめて強い。また始生代地殻物質の化学的性質は、当日の高い地温勾配を反映しているものと思われ、結果的に花崗岩の化学的性質も、そうした地球初期の温度構造の表われであるといえるかもしれない。なお本研究の過程で、韓国江原道太白市周辺から採取した原生代花崗岩類の分析を行い、そのデータを統計処理に加えた。〕と調和的である。
場の雰囲気を読み，対面で積極的に，遠隔で緩やかに繋がるコミュニケーションシステム

本研究は,人にやさしいインタフェースを備えた「場の空気を読み緩やかに他者とつながることのできる」コミュニケーション支援システムの開発を目指す.支援の場として,対面条件においてはグループ討論の場,遠隔条件においてはSNSに着目する.対面コミュニケーションに関しては,グループ議論時の発言支援と議論への参加度合いの均等化を支援するシステムを実装し,対話内容を分析した.遠隔コミュニケーションに関しては,SNSに投稿された文章から投稿内容の特徴を表す言葉を抽出して可視化するシステムを実装し,運用実験を行った.その結果,以下の成果を得た.1.過去の成果より,視覚的な情報提示により対話の場の空気が緩和されること,意見に対する同意の表明によって参加者の発言回数が増加することが示唆された.この知見をもとに,他者の話を遮らずに意見を表明できる機能や,同意者数の可視化,強調表現が可能なシステムを実装し,検証実験を実施した.複数の4名1組の議論場面を分析した結果,発言者の偏りが減り,全員で議論を進めている感覚や充実感が得られること,および,他者の意見を容易に把握でき,それに対する意見を積極的に発言できることが明らかとなった.2.SNSに投稿された文章の形態素解析および係り受け解析,日本語評価極性辞書などにより投稿内容を分析して投稿内容を表す語句の対を抽出し,その結果をグラフで可視化するシステムを実装した.12日間の運用実験結果から,内容を表現する語句を適切に抽出できていること,原文そのものの提示と比較して興味の程度や把握の度合いに大きな違いがないことが確かめられた.本実験ではグラフという可視化手法を採用したが,この結果をSNSやチャットシステムで入力されるメッセージ文に対し,アバターを利用した可視化に適用することで,アバター動作の自動化や遠隔であっても対話しやすい場の実現に繋がることが期待される.本研究は,人にやさしいインタフェースを備えた「場の空気を読み緩やかに他者と繋がることのできる」コミュニケーション支援システムの開発を目指す.支援の場として,遠隔コミュニケーションに対しSNSに,対面コミュニケーションに対し雑談,グループ議論,プレゼンテーションの場に着目する.遠隔コミュニケーションに関しては,SNSを介して共同作業を行うシステムを開発し,実験によって匿名と実名による交流や作業進展の差を調査した.対面コミュニケーションに関しては,タブレットを活用しプレゼンテーション実施時に発表者が抱く苦手意識を軽減するシステム,および,グループ議論を行う際の発言を支援するシステムを実装し,対話内容を分析した.その結果,以下の成果を得た.1.実名の場合は,匿名の場合と比べ共同作業に対しモチベーションをもって取り組めることや,目標達成の度合いが高くなるとの結果を得た.一方,雑談や単なる情報発信のためにSNSが使用される場合には,実名時には投稿や反応に対する気遣いなどのSNS疲れの問題がより強く表れるため,ゆるく他者と繋がるための要件として,一定程度の匿名性が必要であることが示唆された.2.グループ議論中の発言を支援するシステムの利用時と不使用時の差を検証するために,3名1組の議論場面を撮影し,対話内容を分析した.その結果,システムの使用により自身だけでなく他のメンバーの発言が活発になったと感じる被験者が多く,実際,発言回数も増加した.また,一部のメンバーのみで議論が進んでしまうという発言の偏りも改善された.3.プレゼンテーション実施前,実施中,実施後の3つの場面において,緊張感や苦手意識の軽減を目指すシステムを使用して実験を実施した.この結果,実装システムは実施前の段階において最も緊張軽減に効果があったが,対話やプレゼンテーションを妨げない設計が必要であることが明らかとなった.平成28年度は,対面,遠隔コミュニケーションのデータを収集し,その内容を調査分析することによって課題点を洗い出した.平成29年度では,その課題点をもとにプロトタイプシステムの設計方針を定めて実装するとともに,プロトタイプシステムを利用した実験により課題点,および,支援の対象をより明確にする.まず,遠隔コミュニケーションに関しては,SNSを通じた多人数コミュニケーションについて分析を行った.その結果,匿名と実名,SNSの使用目的によって,アクセスの頻度や利用方法,投稿内容の傾向が変化していることが確かめられた.対面コミュニケーションにおいては,プレゼンテーションや議論が苦手な学生から聞き取り調査を行い,支援が必要な点として,発言のタイミング,意見の伝え方,どのような発言がその場において適切か,などの項目が挙げられた.これらの意見をもとにタブレットを利用した支援システムを開発し,使用実験を行ったところ,項目の一部については改善が見られた.一方,改善が見られなかった項目に対する意見やインタフェースの改善点などの指摘を受けた.改善点は主として画面の見づらさ,機能の使いづらさ,および,支援メッセージの提示タイミングや内容の是正についてのものであり,システムの支援そのものに対しては,肯定的な意見が得られた.これらの成果の一部は平成28年度中に複数の国際会議に投稿し,平成29年度中の発表が決定している.このことから,本課題はおおむね順調に進展している.本研究は,人にやさしいインタフェースを備えた「場の空気を読み緩やかに他者と繋がることのできる」コミュニケーション支援システムの開発を目指す.支援の場として,対面コミュニケーションに対し雑談,グループ討論の場に,遠隔コミュニケーションに対しSNSに着目する.対面コミュニケーションに関しては,タブレットを活用しグループ議論時の発言を支援するシステム,および,会話を妨げないように対面対話を支援するシステムを実装し,対話内容を分析した.遠隔コミュニケーションに関しては,SNS上で炎上の発生する要因や発生しづらい仕組みを考察した上で,実装,運用実験を行った.その結果,以下の成果を得た.

1.初対面に近い相手との1対1の雑談場面において,話題提供による発言支援や気まずい空気の低減を目指すシステムを構築して比較実験を実施した.結果として,趣味提示が会話の持続に有効であること,視覚的な情報提示により場の空気が緩和されるとともに,ユーザがシステムを注視せずに自然な状態で会話できる可能性があることが示された.2.時間経過と発言状況に応じてグループ議論中の発言を支援するシステムを実装し,検証実験を実施した.3名1組の議論場面を撮影し対話内容を分析した結果,匿名であっても同意の表明によって被験者の発言回数が増加した.また,沈黙が発生した際にシステムにより対話が再開される場面が見られた.3.過去の成果より,ゆるく他者と繋がるための要件として一定の匿名性が必要であることが示唆された.匿名性に加え,気疲れが起きにくいよう写真をメッセージ媒体とし,炎上の要因の一つでもあった個人情報の流出を防ぐ警告機能を持つSNSを構築して,12日間の運用実験を行った.SNS疲れを感じやすいユーザを被験者としたところ,投稿,閲覧,他者や自分の投稿への反応そのものには満足しつつ,SNS疲れの低減に有効であることが確かめられた.平成28年度は対面,遠隔コミュニケーションにおける課題を複数の実験,調査を通じて洗い出した.平成29年度では,いくつかの条件を設定して,その課題点やまだ明確になっていない問題点を確認した.以下では主として対面コミュニケーションにおける進捗状況を記述する.平成28年度に作成した討論支援システムにおいて,機能の使いづらさ,支援メッセージの提示タイミングや内容の是正について指摘されていた.これを改良し,グループ討論における意見の表明をしやすい場の構築を目指した.具体的には,議論の進行に応じて意見が発散,収束するようなメッセージを提示し発言を促した.また,他者の意見に容易に同意,反対の姿勢を示すことのできる機能を実装した.システムの使用により発言しやすい場の空気が作られ,発言回数の増加,沈黙発生からの対話再開につながった.1対1の対話場面においては,顔見知り程度の相手を対象として視覚的に話題を提供する雑談支援システムを実装し,比較実験を行って複数の知見を得た.まず,発言のきっかけとして機能する情報として,各ユーザの趣味の提示が有効であることが確かめられた.また,情報提示を行うタブレットを操作することによって,社会的スキルが低めのユーザが徐々に落ち着きを取り戻す様子が見られた.一方,タブレットに視線を向けたままでは自然な対話状況とはならないことから,システムに頼りすぎないように支援する方法について検討した.一部の機能において有効性が確かめられたが,どの機能が最も有効であったかは明らかにならなかったため,今後精査する必要がある.これらの成果の一部は平成29年度において複数の国際会議や国内での研究会で発表を行っている.同時に,平成30年度中に国際会議への投稿,および,国内外への論文投稿を計画しており,その一部を実施済みである.
被検者への負担が少ないＰＥＴ入力関数測定法確立に向けての物理的障害要因の克服

医用断層検査において生理的情報を定量値として測定することができる.そのためには動脈採血が通常必要となる.これは被検者へのリスクがあるので採血することなく入力関数を得るため,断層画像から動脈中トレーサ濃度を求める方法が考案された.しかし,断層画像から求められた入力関数は障害要因によって劣化している.そこで我々は動脈血中入力関数を模したファントムを開発した.これにより入力関数を補正する係数を得ることができた.その結果,入力関数である動脈血中濃度測定の定量性を向上させることができた.PET(ポジトロン放出断層撮影)は脳に関しても保険適応されている.O-15酸素ガスによる脳血流量測定,酸素摂取率などが測定できる.しかしこれには正確な入力関数つまり動脈血中の放射能濃度を測定することが必要となる.またF-18 FDGによる脳ブドウ糖代謝測定を検査することもできるが,これにおいて入力関数が測定できた場合は生理学的情報の絶対値測定となるため保険適応のてんかんのみならずアルツハイマー認知症の早期診断への期待が大きくなる.しかしながらPETの際,入力関数を測定している施設は決して多くはない.理由は動脈採血を行わなければならないからである.そこで動脈採血を行わなくても入力関数が測定できる撮像・処理方法を確立することを目的として,脳PETの際同時に撮像されている内頚動脈の時間放射能曲線から入力関数を推定する方法を実用化する.しかしPET撮像からの入力関数は,真の濃度から掛け離れていることが多い.そこでファントム実験を行い,入力関数測定の精度を劣化させる物理的障害要因を確認する.今回,物理的障害要因を確認するためのファントムを作製することに成功した.これはファントムの構造が,入力関数つまり投与後直後からの内頚動脈における時間放射能曲線の形を示すように設計されている.このファントムに3.0 MBq/ccの放射能濃度のF-18を封入した.そしてこのファントムをPET/CT装置SIEMENS Biographにて撮像した.撮像条件は3分収集であった.ピクセルサイズは4.1×4.1 mm,スライス厚は2.0 mmであった.測定されたファントム画像のプロファイルカーブは臨床における入力関数の形を的確に模していた.医用画像診断装置により得られた画像データから被検体の血流動態などの生体情報を解析することは行われている.従来の方法において動脈中の造影剤濃度(あるいはトレーサ)を測定し,組織内濃度と組み合わせることで絶対値を算出している.動脈中の濃度を使用しない手法も報告されているが,定性的あるいは半定量程度の精度にしかならない.本来,組織への流入動脈の濃度を測定しなければ真の値を算出できない.そのため動脈採血という侵襲的な行為で動脈中の濃度を正確に求めている.動脈採血をしない代替として,内頚動脈の時間濃度曲線を画像データから作製し入力関数(動脈血中の経時的濃度変化)とする研究も報告されている.しかしこれらの値は装置性能や撮像条件等で過小評価される.これを正確に補正するためには,それぞれの条件毎に真値と計測された値を比較する必要がある.今回,入力関数を再現したファントムの作製に成功した.このファントムはトレーサを封入して撮像することができる.今回の検討はフレーム収集時間とした.ファントムには放射能濃度3.0 MBq/mLのフッ素18を封入し,PET/CT装置SIEMENS Biographにて撮像した.フレーム収集時間を2秒から60秒まで変化させることで,フレーム収集時間と濃度過小評価との関係を表すテーブルを得ることができた.このテーブルが示すグラフは不連続であった.フレーム収集時間12秒で14%,34秒で45%過小評価されていた.このテーブルを使用することで入力関数の過小評価を補正することが可能となった.また別実験として,ファントムに水を封入し超音波診断装置SONIMAGE P3にて撮影した.ファントムの横断断層内における水を観察でき,今後超音波検査にも応用できることが示唆された.医用断層検査において生理的情報を定量値として測定することができる.そのためには動脈採血が通常必要となる.これは被検者へのリスクがあるので採血することなく入力関数を得るため,断層画像から動脈中トレーサ濃度を求める方法が考案された.しかし,断層画像から求められた入力関数は障害要因によって劣化している.そこで我々は動脈血中入力関数を模したファントムを開発した.これにより入力関数を補正する係数を得ることができた.その結果,入力関数である動脈血中濃度測定の定量性を向上させることができた.PET(ポジトロン放出断層撮影)が生理的情報の定量つまり絶対値として測定できるという長所の恩恵をすべてのPET施設が享受できるように動脈採血を行わなくても動脈血中放射能濃度が測定できる撮像・処理方法の確立を目的としている.これを達成するために,まず放射性薬剤分布の繰り返し精度を調べる必要があった.なぜならばPETは被曝が過剰にならないように,被検者に投与される放射能は低く抑えられている.このため測定される放射線の計測イベントは少なく統計雑音(変動)を含んでいる.この影響により放射性薬剤分布画像が若干変化するからである.今回,放射性薬剤3次元分布の繰り返し精度を評価するファントム実験を行った.ファントムは4種類で,いずれも内径26.8 mmの球形とした.球形そのままで均一であるtype-0,アクリル充実球10 mm径を一つ挿入したtype-

1,充実球10 mm径を2個挿入したtype-2,そしてアクリル充実球20 mm径を一つ挿入したtype-3を本評価のために開発し作製した.設計にはモバイルワークステーションを使用した.それぞれのファントムにF-18溶液60 kBq/mLを封入した.そして楕円柱容器内へ設置した.このファントムを設置した楕円柱容器を10回連続してPET収集をおこなった.撮像および処理条件は臨床の場合と同じ3分収集,FBP+FOREとした.そしてPET画像における放射性薬剤分布を体積閾値関数微分係数にて定量化した.PET収集10回における体積閾値関数微分係数の変動は,どのファントムの場合でも5%未満であり再現性は高かった.このように放射性薬剤分布の繰り返し精度は5%未満であると言えた.医用画像においてトレーサ(あるいは造影剤)を使用することで生理的情報を定量値として測定することが可能である.そしてこのためには動脈血中のトレーサ濃度を測定することが必要となる.動脈採血が直接的であるが侵襲性は高い.そこで撮像される医用画像から間接的に血中トレーサ濃度を測定することが有用である.しかし医用画像から間接的に得られる値と,真の値を比較する方法が存在しなかった.そこで今回,動脈血中の経時的濃度変化(入力関数)を再現したファントムを実現させた.これは内径が動脈程度の直径のチューブに挿入可能なロッド(竿状)において,先端から終端までの間隙部分の容積が時間濃度曲線と同様の形とする.このロッドをチューブに挿入し,間隙部分にトレーサが封入されることで時間濃度曲線の形を実現する.従来ポンプを使用してタンクからチューブへトレーサを循環させるファントムが存在したが,トレーサのポンプによる循環では流体の動きにばらつきがあり再現性に乏しかった.しかし今回開発し実現したファントムは間隙に封入するだけであり,トレーサ濃度の再現性が高い特徴を持つ.ファントムには放射能濃度3.0 MBq/mLのフッ素18を封入しPET/CT装置SIEMENS Biographにて撮像した.得られたデータから9秒間と18秒間の時間平均後の入力関数を表現した.これと真の値を比較することで9秒間と18秒間それぞれの時間-校正係数曲線を求めることに成功した.このことを応用することで撮像時の時間方向のスムージングが発生しても,この効果を克服することができると考えられた.次にPETに対してMRIとの相互情報量による画像評価を試みた.相互情報量によってPETの画質評価も可能であった.このことからPET入力関数測定の物理的障害要因のひとつである空間分解能劣化の評価へ繋げることも可能であると考えられた.医用画像当初の予定どおり,PETにおける入力関数(投与後直後からの内頚動脈における時間放射能曲線)の形を示すファントムの作製に成功したからである.撮像条件と濃度過小評価との関係を表すテーブルを得ることができ,このテーブルを使用することで入力関数の過小評価を補正することが可能となったからである.研究を開始して,PETの放射性薬剤分布の繰り返し精度を調べる必要性を認識した.そこでこの項目を優先し,それ専用のファントム実験をおこなった.
三又神経尾側核におけるダイノルフィン遺伝子の発現

三又神経は口腔・顔面領域の感覚を支配する神経で,この神経に起因する痛みの大部分は三又神経尾側核で中継され,この部位にはオピオイドペプチド合成細胞が多数存在する。すでに,私はこのペプチドの一つであるエンケファリンの遺伝子発現が三又神経により制御されていることを報告してきた。そこで,もう一つのペプチドであるダイノルフィンの遺伝子発現にもこの神経が関与しているか否かを明らかにするためにエンケファリン遺伝子の発現の変化を検討する際に用いたin situハイブリダイゼイション法を用い,同じ刺激条件および同じ解析手法を用いてダイノルフィン遺伝子の発現について検討した。三又神経刺激により三又神経尾側核におけるダイノルフィン遺伝子の発現は増加した。0.1mAの刺激で,この遺伝子のmRNA陽性細胞および陽性細胞当たりのmRNAは刺激後2時間で明らかに増加し,24時間まで持続した。エンケファリン遺伝子の場合は刺激終了直後と24時間後とに増加のピークをとる2相性を示す。lmAの刺激では,この遺伝子のmRNA陽性細胞数は24時間後に顕著な増加が認められ,陽性細胞当たりのmRNAは1時間後に明らかに増加し,この増加傾向は24時間まで持続した。さらに,この刺激条件下では陽性細胞当たりのmRNAの増加が陽性細胞数の増加より大きく,エンケファリン遺伝子の場合と逆の傾向を示した。経時的変化で比較すると,刺激後6時間まではこの二つの遺伝子の発現様式はほぼ似た傾向を示したが,24時間後ではダイノルフィン遺伝子の発現が勝っていた。これらの結果は,同じ刺激に対してこの二つの遺伝子のmRNAの発現様式は異なり,この二つの遺伝子の発現を制御している機構にちがいのあることを示唆している。ラットの三叉神経筋を1.0mAで1時間電気刺激し、三叉神経尾側核におけるダイノルフィンmRNAの経時的変化についてin situハイブリダイゼイション法を用いてで検討した。この刺激条件では痛みを伝達する無髄神経も興奮するので、この無髄神経が主に終末を形成する三叉神経尾側核のI・II層でのダイノルフィンmRNAの変化について調べた。三叉神経刺激後2時間でダイノルフィンmRNAは有意に増加し、刺激後6時間でmRNAの増加はほぼ最大となり、この傾向は刺激後24時間まで持続した。つぎに、ダイノルフィンmRNA陽性細胞数と陽性細胞当たりのmRNA量の経時的変化について検討したところ、この刺激条件ではダイノルフィンmRNA陽性細胞数の増加に比べて陽性細胞当たりのmRNA量が顕著に増加した。これらの結果を同一刺激条件かつ同一の核で得られたエンケファリンmRNAの発現の変化と比較すると、この刺激によるダイノルフィンmRNAの発現の促進がエンケファリンmRNAのそれよりも早い時期から認められた。さらに、エンケファリンmRNAの発現は主にmRNA陽性細胞数の増加に依存して促進されるけれども、ダイノルフィンmRNAの発現の促進は主に陽性細胞当たりのmRNAの量の増加に依存することが明らかとなった。これらの結果から、三叉神経尾側核におけるダイノルフィンmRNAの発現は三叉神経により支配されていることが明らかとなり、また、三叉神経段激による三叉神経尾側核におけるダイノルフィンmRNAとエンケファリンmRNAの発現促進の様態に違いのあることが明らかとなった。三叉神経を0.1mAで電気刺激すると三叉神経尾側核におけるダイノルフィン遺伝子の発現が促進される(平成3年度)。この遺伝子発現が刺激の強さに依存するか否かを検討するために、同じ神経を1mAで刺激し、同一の核におけるこの遺伝子の発現をinsituハイブリダイゼイション法を用いて検討した。さらに、0.1mA電気刺激で得られた結果(平成3年度)と比較するために、陽性細胞の出現頻度、陽性細胞当たりのmRNAの変化を指標とし、刺激後の遺伝子発現を経時的に解析した。

無処理ラットでは、ダイノルフィンmRNA陽性細胞は三叉神経尾側核の1層と2層の外層に主に局在し、1層での陽性細胞の頻度は15%、2層では20%であった。1mAの刺激後6時間までは、この部位における陽性細胞数の増加は顕著でなく、24時間後では陽性細胞数が約40%増加した。一方、陽性細胞当たりの銀粒子数(相対的なmRNA)の変化を指標にすると、1mAでの刺激後1時間で50%の増加が認められ、この増加傾向は24時間後まで持続した。これらの結果を0.1mA刺激で得られた結果と比較すると、刺激の強さによりダイノルフィンmRNAの発現様式に差異のあることが明らかとなった。ダイノルフィン陽性細胞数の変化を指標にすると、0.1mA刺激では刺激後2時間から増加し始めるけれども、1mA刺激では24時間までその増加は認められない。また、その増加率は0.1mAで刺激した方が高かった。陽性細胞当たりのmRNAを指標にすると、0.1mA刺激では刺激2時間後から増加が認められ始められるのに、1mA刺激では刺激後1時間にその増加が認められた。また、その増加率は1mA刺激の方が高かった。これらの結果から、三叉神経尾側核におけるダイノルフィンmRNAの発現は三叉神経により支配され、その発現は刺激の強さに依在することが明らかとなった。
人工現実感技術・センサーフェージョン技術を駆使した遠隔手術システムの試作研究

遠隔操作手術システム、および感覚をフィードバックしうる各種のマニピュレータ類の試作を行い、その有用性についての検討を行った。遠隔操作手術システムは、術者が操作するマスタマニピュレータは東京大学の駒場第二キャンパスに設置し、実際に手術操作を行うスレーブマニピュレータは前者から約10km離れた本郷キャンパス医学部内に設置し、両者の間の情報通信は4回線のISDN-64を用いた。術野の観察用にはマイクロサージェリー用顕微鏡を用い、この左右の視野に相当する画像を2台のCCDカメラに入力し、ゴ-グル形式のHMDを用いて立体視させるシステムを作成した。実際に術操作を行うスレーブマニピュレータには、6軸の自由度を持つロボットアームを用い、この先端のグリッパーにレーザープローブ或いは手術用メスを握らせ、これを用いて術操作を行わせた。一方、術者が操作を行うマスターマニピュレータには、レーザー光照射のためのトリガーを装着した3次元ジョイスティックを用い、実際に手術操作を行わせ、その有効性を確認した。マニピュレータに関しては、人の手型のものとして、1)独自のワイヤを用いるメカニカルな機構でマスタ・スレーブを操作するシステムの試作、2)石川分担者が開発中の、'対象物を4本指ロボットハンドにインピーダンス制御を用いて最適に把持させるシステム'及び'並列処理により超高速(1msec)で物体をトラッキングしうるビジョンチップ'の本システムへの導入、を試みた。現在、前記のロボットハンドの指先に感圧ゴムによるセンシング機構を取り付け、各指にかかる力を術者にフィードバックするシステムの開発を継続中である。また、新しい試みとして、感覚に関する高度なバーチャルリアリティ感を得る事を目的として、マイクロニューログラム法を用いて感覚神経線維を直接電気刺激し、これにより人工的に感覚を創出する試み、及び、臨床の場で神経線維を多チャンネルで刺激しうる電極として、神経再生型電極の開発・試作と、動物に対する埋め込み実験を行い、その有効性の確認を行った。平成7年度は、主として視覚系情報提示部の作成と、遠隔操作手技の確立を主眼として研究を行った。視覚系の入力装置には手術用立体視顕微鏡を用い、その左右の視野を2個のCCDカメラを用いてモニターし、これらをそれぞれ、術者の左右の目にヘッドマウンティッドディスプレイを用いて提示するシステムを作成し、良好な臨場感と術野の立体感を得ることが出来た。遠隔操作に関しては、術者が術操作を行う場所と、スレーブマニピュレータが実際に手術操作を行う場所を20km程度離し、本研究では原則として、術者は先端研で操作し、実際の手術操作は本郷キャンパスの医学部・医用電子研究施設で行うこととした。この間の視覚情報や術操作情報のやりとりは、2本のNTTのISDN回線を用いて行い、良好な結果を得た。ただし、画像のデータ通信におけるデータ圧縮過程や、データの変換過程で遅れを生じ、マスタ側とスレーブ側の動きに約0.5秒程度の遅れを生じ、今後改善が必要と思われた。また、マスタマニピュレータ、およびスレーブマニピュレータとしては今回は一時的に、それぞれ、市販の3次元ジョイスティック、およびレーザーメスを用いたが、現在、通常使用されている手術器具と同じ形で、種々のセンサ類を埋め込んだマニピュレータの開発を行っており、平成8年度は、これらを用いてシステムの改良を行う予定である。昨年度の実験では遠隔操作を主目的としていたが、本年度は、マニピュレータの開発、およびマニピュレータ操作における仮想現実間技術の開発に主眼をおき、実験および検討を行った。

まず、複雑な操作が要求される手術操作において、より自然に近い操作性を実現するため、各種のマニピュレータシステムの考案とそのプロトタイプの試作、およびそれらの基本機能の検討を行った。現在、その一つとして、術者が指にはめた形で操作を行う指サック型のマニピュレータの開発を行い、スレーブ側(実際の手術操作部)のマニピュレータにも、ロボットアームの先端の指部分に同様の基本構造を用いたシステム作成し、その操作性について検討中である。また、通信回線としては、昨年同様のISDM電話回線による長距離(東京名古屋)の操作も試みたが、主に同室内、あるいは隣室間におけるISDN疑似回線を用いたマニピュレータの遠隔操作を中心に実験を行っている。もう一つの研究方向としては、神経系との直接の情報の入出力による外部機器の制御、および人工感覚の創出を試みている。これは、マイクロニューログラム法などを用いて、術者の運動・感覚神経系の信号を導出し、この信号を用いてロボットハンドなどのスレーブマニピュレータを操作・制御させるシステムや、あるいは、逆に、単一感覚神経線維を刺激することによって、生体側の任意の部位に人工感覚を生ぜしめるシステムを開発しようとするものであり、現在、その可能性の検討と、これを可能とする、生体との多チャンネル情報の入出力の可能なマイクロ電極(神経再生型電極)の開発を試みている。平成9年度は、最終年度として、マニピュレータ類の開発、および視覚提示技術の改善を中心に実験を行い、それぞれ、駒場キャンパス、および本郷キャンパスに設置したマスタマニピュレータおよびスレーブマニピュレータの操作技術と視覚提示技術の改善を試みた。マニピュレータに関しては、手術器具型の物のみでなく、人の手型のものも想定し、後者に関しては石川分担者が開発中のインピーダンス制御による人の手型ロボツトアーム以外にも、独自のワイヤを用いるメカニカルな機構でマスタ・スレーブを操作する機構の開発も試みた。また、これらのマニピュレータ類を用いて、駒場キャンパス・本郷キャンパス間での操作実験を繰り返し(ISDN回線通信を使用)、システムの改善を図った。また、新しい試みとして、感覚に関する高度なバーチャルリアリティ感を得る事を目的として、3)マイクロニューログラム法を用いて感覚神経線維を直接(電気)刺激し、この刺激により人工的に感覚を創出する試みを行った。また、実際の臨床の場で生体の神経腺維新をマルチチャンネルで刺激しうる電極として、神経再生型電極の開発を試み、動物に実際埋め込むことにより、その有効性の確認を行った。現在、マニピュレータに感圧ゴム製の圧センサを装着する試み、および、石川分担者が開発中の、並列処理により超高速(1msec)で物体をトラッキングしうるビジョンチップを用いてマスタマニピュレータのポジションを計測するシステム、および、術者の手のふるえなどが生じた場合にも自動的にこれを修正して確実に対象物を把持しうるシステムの開発を継続中である。
蛍光色素-マイクロインジェクション法による細胞内Ca動態の解析

本研究は現在進行中でまだ発表できる段階に至っていないのでパイロットスタディーの結果を報告する。現在までにブタの血管平滑筋細胞を培養し、マイクロインジェクションの手法を用いて血管平滑筋細胞内にCa^<++>-Green Dextranを直接注入し、その明るさ(蛍光強度)の変化をCCDカメラでとらえる事に成功した.KClやノルエピネフリン投与によって平滑筋細胞内のCa^<++>濃度は上昇し、これはCa^<++>freeの培養液では見られない.一方カフェイン投与によっても平滑筋細胞内のCa^<++>濃度上昇が見られるがこれはCa^<++>freeの培養液でも観察できる.よってKClとノルエピネフリンの投与による細胞内Ca^<++>濃度の上昇は外液からのCa^<++>流入によるものと考えられた.KClやノルエピネフリン,カフェイン投与后、平滑筋細胞にニトログリセリンを投与しても細胞内Ca^<++>濃度には変化が見られない.これはニトログリセリンによる平滑筋の弛緩は内皮細胞依存性である事を示唆している.現在二重底のシャーレの下部に血管平滑筋細胞を培養し、上部に血管内皮細胞を培養し、上部の半透膜を通じてEDRFが平滑筋細胞に作用し、この変化をCa^<++> Green Dextranによって促えるモデルを作成中である.本研究は現在進行中でまだ発表できる段階に至っていないのでパイロットスタディーの結果を報告する。現在までにブタの血管平滑筋細胞を培養し、マイクロインジェクションの手法を用いて血管平滑筋細胞内にCa^<++>-Green Dextranを直接注入し、その明るさ(蛍光強度)の変化をCCDカメラでとらえる事に成功した.KClやノルエピネフリン投与によって平滑筋細胞内のCa^<++>濃度は上昇し、これはCa^<++>freeの培養液では見られない.一方カフェイン投与によっても平滑筋細胞内のCa^<++>濃度上昇が見られるがこれはCa^<++>freeの培養液でも観察できる.よってKClとノルエピネフリンの投与による細胞内Ca^<++>濃度の上昇は外液からのCa^<++>流入によるものと考えられた.KClやノルエピネフリン,カフェイン投与后、平滑筋細胞にニトログリセリンを投与しても細胞内Ca^<++>濃度には変化が見られない.これはニトログリセリンによる平滑筋の弛緩は内皮細胞依存性である事を示唆している.現在二重底のシャーレの下部に血管平滑筋細胞を培養し、上部に血管内皮細胞を培養し、上部の半透膜を通じてEDRFが平滑筋細胞に作用し、この変化をCa^<++> Green Dextranによって促えるモデルを作成中である.
立体三次元構築法を用いた末梢神経交叉移行術後における可塑的神経再生経路の検討

神経交叉術は本来、過誤支配をもたらす手技であり、有用な機能再生が促されるにはこれまで知られていないメカニズムが作用すると考えられる。マウス腕神経叢、上腕末梢神経は小さく、全体標本を使用して可塑的神経再生の観察に適する。高度の神経縫合技術を確立し、カルボシアニン蛍光色素染色でマウス末梢神経支配髄節はヒトと同様の支配レベルで筋皮神経と尺骨神経の支配髄節はほぼ、重ならない事を示し、尺骨神経を近位、筋皮神経を遠位に交叉すると、交叉部遠位からの逆行とレーサーで尺骨神経支配髄節とともに筋皮神経髄節の支配が加わっていることが判明した。電気生理学的にも交叉術後に有用な筋収縮が起こることを示した。脊髄・末梢神経レベルでの神経可塑性の存在についての追加確認項目として1)尺骨神経と筋皮神経を切離し、筋皮神経近位断端と尺骨神経遠位断端を端端縫合する。他の断端は結紮し、近くの筋肉内に埋没固定する。24週後に手術側神経縫合部を中心に神経剥離を行い、頚椎・胸椎移行部の椎弓切除を限局的に行い微小電極を用いてC8,Th1前・後根枝あるいは前角部および後根神経節で誘発電位を記録し、可塑性発現を電気生理的な方法で証明する。2)左側筋皮神経を切離し、その遠位端を神経上膜を一部開窓した尺骨神経に、端側吻合する。24週後にC5,6随節レベルでの誘発電位を1と同じ手法で記録する。3)コントロールとしてのLacZ Adenovirusvectorによる尺骨および筋皮神経の抗β-galactosidase抗体染色による神経走行の3次元構築による解析を行う。結果的には、動物実験棟の改築工事に伴い、実験動物の飼育、処置が出来ない状況となったため、医局の一部にある実験室に独自でラットおよびマウスを飼育できる設備を設計、発注し学内の許可をえて、動物飼育の準備を終了した。上記1)3)のうち、最も本質的である3)をコントロールのみでなく交叉モデルを作成し、脊髄および腕神経叢を一塊として標本採取してホールマウント標本を作製する事を最初の目的とした。しかし、当初のラットモデルではホールマウント標本全体を一塊として観察する事は困難なためマウスを用いることに変更した。マウスの上肢で神経交叉を行うことは高度な技術を必要とするため、高倍率顕微鏡下でトレーニングを十分行い、交叉モデルを作成した。又、コントロールを用いてDiを用いることも検討している段階である。1.研究担当の大学院生が退学したため新たな大学院生が担当することになり、26年度は研究の進行が予定より遅延してしまった。2.担当予定者は大学院入学の前に主たる研究者とともにできる研究準備としてできうる限りの事を行った。3.Whole mount標本作製のため神経交叉モデル作製が必要であるがマウスの筋皮神経、尺骨神経はラットのそれらに比べ遥かに小さく、神経縫合操作にも通常のマイクロサージャリーに用いる手術器具では適切ではなく、ウルトラマイクロサージュリーと呼ばれる更に微細な器具が必要であることが確認された。これらの器具を新たに購入し現有のマイクロ-サージャリー手術用の顕微鏡で限界近くの倍率で手術操作を行い、神経縫合には11-0の縫合糸を用いなければならなかった。主たる研究者直接指導の下に末梢神経の剥離、神経切離、交叉縫合の練習を重ねたが安定して良好な交叉モデルの作製が困難との結論に至った。4.より、操作が簡便で安定性の高い交叉モデルが作製可能な方法として神経交差部の神経断端接着に臨床試用されているフィブリン糊を用い,接合前に神経に通しておいた直径0.5mmの人工神経を用いて神経交叉接合部をチュービングする方法を採用する事になった。この操作が担当大学院生が適切に施行できることを確認した。5.共同研究を行っている解剖学教室で各種神経トレーサーの特徴を学び、まずは手術していない新鮮マウスを用いて末梢神経支配髄節レベルの検討をはじめたが、これまではラットおよびヒトの支配髄節レベルと同様である可能性が高い結果が得られている。マウスを用いて筋皮神経-尺骨神経交叉移行術モデルを作成し、脊髄および末梢神経の連続性を保ったまま標本を摘出する手技を確立した。また、手術未施行のマウス腕神経叢の支配髄節レベルの同定を行った。マウスの上腕で筋皮神経、尺骨神経をそれぞれ同定した。;神経上膜を開窓し、カルボシアニン蛍光色素の結晶を置き、逆行性に神経標識を行った。末梢神経線維から連続して、遠心性経路である前角細胞軸索、求心性経路である軸索後根神経節を連続的に観察することが可能であった。その結果、支配髄節については、筋皮神経はC5,6,7レベル(n=6)、尺骨神経は少数のC7支配を受けるが大部分はC8,Th1レベル(n=6)であり、ヒト、ラットと同様であることが判明した。マウスモデルでもラットモデルと同様に神経交叉移行術後に支配髄節レベルの変化を来すことが判明した。

すなわちマウス筋皮神経近位-尺骨神経遠位(n=6)、尺骨神経近位-筋皮神経遠位(n=6)の交叉術を行うと交叉モデル前者の術後に縫合部遠位より脊髄支配髄節を追跡すると筋皮神経の支配髄節に加え、尺骨神経支配髄節支配が加わるが、後者の交叉モデルでは尺骨神経支配髄節のみが追跡される事が判明した。以上から、マウスモデルでも神経交叉術後にラットモデルと同じ神経可塑性が発現することがわかり、より個体サイズの小さいマウスモデルで神経可塑性性発現経路の三次元解析が可能であることがわかった。現時点ではマウス腕神経叢全体を透徹標本で観察することは困難であるが横断標本所見を連続的に再構築する方法で可塑性発現経路の探索を行う予定である。マウス腕神経叢全体標本を三次元的に再生経路全体を十分透徹化した標本で共焦点顕微鏡で連続的に観察することは容易ではない事が判明した。地道な操作ではあるが連続切片を作成して染色、観察することで、再生経路全体を明らかにすることができないか検討している。時間がかかり、多くの労力を要するが脊髄の連続切片を作成してマッピングしていくことは可能と考えられる。神経交叉術は近年、有効な神経機能再建術の一つとして臨床的にも応用されている。しかし、異なる神経を中枢側神経として用い、交叉した遠位神経に繋がる標的器官が合目的な機能を発揮しうるメカニズムは未解明ところが多い。マウス腕神経叢の支配髄節を明らかにする目的で、カルボシアニン蛍光色素を用いて逆行性に神経標識を行い、前根、後根神経節を連続的に観察した結果、筋皮神経はC5,6,7レベル、尺骨神経は少数のC7支配を認めたが大部分はC8,T1レベルであり、ヒトと同様であることを確認した。マウス筋皮神経と尺骨神経交叉モデルを作製し、交叉術後の交叉神経近位が尺骨神経・遠位が筋皮神経の場合は支配髄節レベルは変わらないが、反対の組み合わせである交叉近位が筋皮神経で遠位が尺骨神経の場合は筋皮神経の髄節に加え尺骨神経レベルの髄節も追跡されることがわかり、神経可塑性により、支配髄節の変化が起きることを見いだした。今年度はマウス神経交叉モデルで透徹標本を作製し可塑性発現経路の追跡を行う一方で、生理学的検討として筋皮神経神経を切離放置する群、一旦切離し縫合したグループおよび近位尺骨神経に遠位筋皮神経を交叉したモデルで神経切離部より近位で電気刺激し、上腕二頭筋の筋収縮電位を拾うと後二者のグループでは上腕二頭筋の収縮電位が記録された。すわなち異種の神経交叉をしても上腕筋の再支配が起こることが判明した。さらに交叉部位より近位の下神経幹レベルで電気刺激し、上腕二頭筋のM波を測定予定である。仮説として下神経幹の刺激で上腕二頭筋が収縮すると予想される。またコントロールの未手術マウスの下神経幹の電気刺激ではニ頭筋は収縮しないと予想される。神経交叉術は本来、過誤支配をもたらす手技であり、有用な機能再生が促されるにはこれまで知られていないメカニズムが作用すると考えられる。マウス腕神経叢、上腕末梢神経は小さく、全体標本を使用して可塑的神経再生の観察に適する。高度の神経縫合技術を確立し、カルボシアニン蛍光色素染色でマウス末梢神経支配髄節はヒトと同様の支配レベルで筋皮神経と尺骨神経の支配髄節はほぼ、重ならない事を示し、尺骨神経を近位、筋皮神経を遠位に交叉すると、交叉部遠位からの逆行とレーサーで尺骨神経支配髄節とともに筋皮神経髄節の支配が加わっていることが判明した。電気生理学的にも交叉術後に有用な筋収縮が起こることを示した。1.26年度にこれまで担当してきた大学院生の進路変更による退学のため、新たに本実験担当が可能となる大学院生候補者を発掘し、受験・入学にいたるのに時間を要した。2.27年4月に予定者が大学院入学し、今年度の研究準備が整った。3.入学前より,モデル動物のラットを用いて神経交叉術の練習を繰り返し行い、モデル作製に必要な技術を習得した。
妊娠期の膵β細胞増殖におけるセロトニンシグナルの役割の解明

本研究は、妊娠期の膵β細胞増殖に、5-HT1b受容体とSERTを介したセロトニンシグナルの関与について検討することを目的とした。実際、妊娠期における5-HT1b受容体とSERTの発現を検討すると、5-HT1b受容体の発現増加、SERTは安定的発現を認めた。そこで、妊娠マウス母体へのantagonist投与を行ったところ、細胞増殖の割合が減少していることが明らかとなり、5-HT1bとSERTを介したシグナルが妊娠期の膵β細胞増殖に関与していることが示唆された。本研究を申請した際の目的として、妊娠期の膵β細胞増殖に関与するセロトニンシグナルとして、以前、共同研究によって報告した5-HT2b受容体の他に、肺高血圧症での肺動脈血管平滑筋細胞の増殖に関与するシグナルであると言われている5-HT1b受容体とSERTを介してERKを活性化させるシグナルが関与しているのではないかということを仮説として挙げた。昨年度までの検討で、妊娠期における5-HT1b受容体とSERTの発現変化について検討を行ったところ、5-HT1b受容体は、妊娠14.5日目をピークに膵β細胞増殖能と同期する発現量の変化を認め、SERTについては妊娠期間を通じて安定的な発現量を認めていた。そのため、膵β細胞内でも5-HT1b受容体とSERTを介したERK活性化による細胞増殖が起こっている可能性が示唆された。そこで、5-HT1b受容体、SERTのアンタゴニストが膵β細胞増殖能および膵β細胞量に影響を及ぼすのか否かを確認するため、妊娠マウス母体への5-HT1bとSERTのantagonist投与実験を細胞増殖がピークとなるdpc12.5で解析・検討を行った。その結果、5-HT1bとSERTの各アンタゴニスト投与した妊娠マウス母体の膵島での細胞増殖率がコントロールと比べてともに2割ほど減少していることが確認された。この結果から、このシグナルが妊娠時の膵β細胞量調節に関与している可能性が期待されたが、アンタゴニスト投与による膵β細胞量の変化を確認することには至らなかった。今後、さらに詳細な検討を行なっていきたいと考えている。本研究の申請した際の研究目的として、妊娠期の膵β細胞増殖には、セロトニンによる5-HT1b受容体とSERTを介したERKの活性化から引き起こされる細胞増殖シグナルが関与しているのではないかということを仮説として挙げた。実際に、細胞増殖が最も活発になる時点での5-HT1b受容体の発現増加、SERTの安定的な発現は以前の検討において確認していたが、今年度、本研究を遂行するに当たり、妊娠期間中での継時的な発現変化についての検討を行った。その結果、5-HT1b受容体については、膵β細胞内でのセロトニン合成の律速酵素であるTph1、Tph2の発現が増加し始める妊娠6.5日目から徐々に発現が増加し始め、細胞増殖最も活発になる12.5日目以降の発現が高くなっていることが確認され、SERTについては、妊娠期間中において、安定して発現していることが確認された。つまり、セロトニン→5-HT1b&SERT→ERKというシグナルが妊娠後期に活発に働いている可能性を示唆する結果が得られた。その結果を基に、妊娠6.5日目から、5-HT1b、SERTのantagonist投与実験を行ったところ、膵β細胞量に対する影響については、通常状態でも1.5倍ほどの増加と変化率が小さいため、影響を及ぼしているか否かの検討は不可能であった。現在、細胞増殖への変化の検討を行っており、SERTについては、antagonist投与群で約2割の細胞増殖率の減少が見られる結果も得られた。しかし、antagonist投与は腹腔内投与という全身への影響を否定できない投与方法を用いているため、単離膵島を用いた培養実験を行い、直接的にセロトニンが関与する細胞増殖への影響があるか否かを検討する予定である。また、5-HT1b投与群については、現在検討中である。今年度の研究において、5-HT1bとSERTが妊娠の細胞増殖期に発現増加、または安定的な発現をし、それぞれをブロックする検討により、SERTでは細胞増殖への影響を及ぼしている可能性を示唆する結果が得られている。ここから、さらに単離培養膵島やノックアウトマウスを用いた検討を行うことにより、仮説とした5-HT1bとSERTを介したシグナルが妊娠期の膵β細胞増殖に関与する機構について、詳細に解明していけるのではないかと考えている。本研究の今後の推進方策としては、単離培養膵島でのセロトニンによる細胞増殖への5-HT1bとSERTの関連実験、ノックアウトマウスを用いた表現型の検討を行うことによるシグナルの詳細な解析、さらには、遺伝子レベルでの5-HT1bとSERT発現調節に関する検討を行っていく。次年度についても、本研究を遂行するに当たり、研究するための試薬を購入するための費用と、マウス購入、維持のための費用に研究費を使用する。
中世考古資料の電子化による分析とデータべース化に関する研究

我々は、考古資料解析アプリケーションとして、主に陶磁器類を対象とした『図面解析アプリケーション』と、様々な考古資料の色情報を解析し活用するための『色情報解析アプリケーション』を作成し、さらに必要な諸機能の強化をはかった。『図面解析アプリケーション』に関しては、計算用ファイルを既存のアプリケーションには頼らずに可能となる『計算用ファイル作成』アプリケーションを作成した。一方これまでに作り上げてきた計算用アプリケーションでは、図面処理に必要なスケール値の理論値を用意した。また計算結果の保存として、データベース対応の保存方法を用意した。その他にも、ヘッダ付ファイルの作成と画像復元用機能、方眼紙の方眼除去機能等を用意した。『計算用ファイル作成』アプリケーションでは、計算に必要な輪郭線以外を除去するための「消しゴム」機能、線が切れていたときに補間するための「ペン」機能、また塗りつぶしに必要な「塗り潰し」機能、イメージが中心線等に対してズレを生じている場合、水平ないしは垂直なイメージを得るための「基準線回転」機能等を装備した。データベース関連では、中世陶磁器データベースと陶磁器色彩データベースを作成した。陶磁器データベースについては、ブラウザ上でのメニュー画面と陶磁器情報新規登録画面の構築を行うとともに、入力データの作成、さらには各テーブル上での項目についても再考した。色彩データベースに関しては、表示インタフェースに実装した。(1)データベースに登録した(検索した)画像リストの表示、(2)画像(JPEG)の拡大・縮小表示(対象画像サイズの25%800%に拡大もしくは縮小)、(3)画像の詳細なピクセルの状況を確認できるレベルで表示、(4)画像ごとの計測データの一覧、(5)画像ごとの計測データの位置と大きさを、電子付筆(アノテーション)で画像上にマーク表示、(6)計測データは、一覧あるいは電子付箋のシンボル選択により表示、(7)色差を指標とした検索インタフェースの実装、(8)検索結果の一覧機能、(9)検索結果の一覧を計測データのサムネイル画像として表示等である。今年度は基礎的研究に必要な情報機器や色計測機器等を調達した。今年度購入した主な機材は、コンピュータ、分光測色計、色温度計、デジタルカメラである。このうち分光測色計の導入により、高精度に基準となる試料の分光特性を測ることが可能になった。また色温度計を導入することにより、撮影時の光源状態を簡易に記録することも可能になった。研究の中心であるデータベースとして、筆者達は、商用データベースソフトOracleと関連するソフトウェアを用いることとした。開発環境としては、Linuxベースのマシン1台をOracle9i専用にし、ネットワークを介してデータ入力や閲覧を行う。また階層構造と意味付けされたデータ表現を扱う。データベースの作成と維持管理には技術的な面での高いハードルがあり、多くのマンパワーも必要である。技術的な面ではOracleを扱っている企業の協力を一部得ることにしている。発掘された陶磁器の図面を電子化し確実に保管し分析可能にすること計算できたものについではデータベースの中に入力していくことが簡単にできることを目指して、新たな汎用的な陶磁器データベースとしたい。あらかじめ分光特性が既知である基準チャートを撮影することにより、撮影時の光源の分光特性を推測することが可能になり、デジタルカメラで撮影した画像を撮影光源や撮影機器に依存しない画像に補正することが可能になった。そして試験色標をデジタルカメラで撮影し、補正後と補正前の色差(ΔE)を比較してみた。補正後は約37%色差が小さくなっている。色再現に最も影響を与えるのは撮影光源である。現在では汎用のチャート(マクベスカラーチェッカー)で撮影時の光源の分光特性を推測しているが、選ばれている色標は必ずしも目的に最適化されているとは言い難い。来年度以降は光源の分光特性を推測するため最適化された色標を選択し、更に色差を小さくすることが課題である。我々は、発掘調査において大量に出土する陶磁器の情報を有効に得るための技術開発に重点をおいている。その場合、様々な出土状況と形状をもつ陶磁器の図面と陶磁器そのものが研究対象になる。陶磁器の実測図を対象とした様々な情報を得るための技術開発として我々が開発しているのが、陶磁器の容量、重量などの計量値を自動的に計測するためのソフトウエアの開発である。1枚の実測図は研究上の宝庫である。しかし現実にはそうした実測図が十分に活用されているとも限らない。実測図がもつ多くの情報の1つが容量や重量である。実測図を活用するために、どのような方法が有効であり、どうしたら必要な情報を手にすることが可能か考えなければならない。そこで実測図がもつ様々な情報をデジタル化し処理する方法論の開発にいたった。そのソフトウエアの名前を、"FNCT-Vcal System"と呼んでいる。この一群のソフトウエアは、継続的に必要とする機能を実装して今に至っている。その結果、満足のいく技術の集積がはかられ、多くの成果ももたらしている。以上はデジタル化された図面上の情報の解析に関する技術的開発だが、出土する各種陶磁器そのものには図面化できない多様な情報をもつ。その1つが色情報である。できるだけ忠実な情報を得ようとする技術の開発は急務な課題である。そして色情報活用のためのノウハウが蓄積されつつあり、この技術の活用により得られる情報も研究上多大な貢献が可能となりつつある。今年度は、色解析ソフトウエアと色彩チャートの開発を行った。もう1つの研究上のコアをなすのがデータベースの作成とデータベース化であった。

前年度に陶磁器データベースとして必要なフィールドの設定を行ったが、今年度はそうしたフィールドの再検討とオラクルデータベースの構築、また陶磁器をデータベース化するためのデータベースシートの作成であった。また研究内容や情報を共有するためのホームページの充実にも力を入れた。3年目の今年度は、これまでの基礎的研究を踏まえ、陶磁器データの作成とデータベースシステムの再検討による様々な変更を行った。本格的なデータベースの作成に向けて、特に実測図を中心とした陶磁器資料データの作成を行った。一方データベースシステムの再検討を行い、多くの変更を実施した。データベーステーブルもこれまでより細分化するとともに、各テーブルの項目設定も変更した部分が多い。データベーステーブルの設定を大きく変えることになった。と同時に各テーブルを構成する項目も変えたところがある。これまでは5つのテーブルを設定していた。つまり「遺跡」「遺構」「陶磁器」「陶磁器画像」「遺構画像」などであった。ここでは様々な画像自体もデータベース本体に組み込むように考えてきた。ただ画像をデータベースに入力するためのシステム作りが困難であった。そこでこの画像自体とデータベースとの関係を考えざるを得なかった。そこで主たるテーブルとなる陶磁器のテーブルの分化を行うことにした。データベースシステムは次のようである。システムの目的は、各施設や個々の研究者などが有する様々なデータ情報や知識をできるだけ多くの人々が共有するようにすることである。多くの人々が同じ条件下に情報や知識を得ることができるよう、Webブラウザを通して同時的にデータベースを操作する。そのためには共有を可能にするような陶磁器の情報と解析用の仕掛けが必要となる。WebサーバソフトとしてApacheを利用する。これはPHPなどのスクリプト言語と併用することにより動的コンテンツを利用することが可能となる。スクリプト言語であるPHP(Hypertext Processor)は、各種データベースとの連携に優れている。我々はデータベースとして、大規模データベースの構築に適したOracleを用いている。PHPの処理部にSQLスクリプトを埋め込むことにより、データベースに接続し必要な処理結果を抽出して結果をHtmlで様々な形で成形しブラウザに返す。なお画像データやテキストデータは、データベースにではなく、外部情報として、データベースとは切り離して、PHPのディレクトリに配置する。我々は、考古資料解析アプリケーションとして、主に陶磁器類を対象とした『図面解析アプリケーション』と、様々な考古資料の色情報を解析し活用するための『色情報解析アプリケーション』を作成し、さらに必要な諸機能の強化をはかった。『図面解析アプリケーション』に関しては、計算用ファイルを既存のアプリケーションには頼らずに可能となる『計算用ファイル作成』アプリケーションを作成した。