hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絶滅危惧種カワシンジュガイの個体群絶滅機構の解明

カワシンジュガイの世代交代の起きない原因を調べるため、北海道の世代交代の行なわれている千歳川個体群と世代交代の行なわれていない安平川個体群の比較を行なった。千歳川および安平川の本種の推定生息数は17,095,200および5,100であり、生息密度は37.0個体/m^2及び0.1個体/m^2であった。安平川の個体群サイズは相対的に小さくて密度が低いため、より脆弱な個体群であると考えられた。安平川個体群には繁殖能力があり、浮遊幼生の放出、幼生の宿主への寄生、寄生幼生の成長を野外で確認した。室内実験では宿主のヤマメから稚貝が着底することを確認した。調査地点内の最大妊卵率は、千歳川では18%程度であったが、安平川では49%に達しており、両河川の同サイズの貝の抱卵数は、安平川の貝の方が多かった。よって、安平川個体群は十分な繁殖能力を備えていると言える。しかし卵から着底稚貝までの生残率は、安平川で低かった。また、千歳川の稚貝は9ヶ月間生存したが、安平川の稚貝は4ヶ月間しか生存できなかった。これらの結果は、生活史初期の生残率の低さが安平川個体群の世代交代を妨げていることを示唆していた。千歳川と安平川の浮遊幼生の平均生存時間は262±6.0時間と18.9±0.4時間で、安平川個体群で短かった。また、千歳川および安平川のヤマメの平均生息密度は755±830/ha、57±6/haであり、安平川では宿主密度が非常に低かった。これらの結果から安平川では浮遊幼生の寄生成功率が低下すると考えられた。寄生幼生期の生残率の低さは、免疫反応や寄生行動と関連して起きていると思われた。稚貝の生残率は産地に関わらず、安平川で飼育した場合に低くなったことから、安平川の環境が稚貝の生存に適さないと考えられた。こうした様々な要因によって脆弱な生活史初期の生残率が低下することにより、世代交代のできない状況に陥ると考えられた。
中国・「重慶モデル」の検証－社会・経済の発展と地域構造の変容

本課題では、中国重慶市の経済発展モデルといわれる「重慶モデル」のメカニズムを明らかにするために、公表されている統計データを用いた統計分析と重慶市における聞き取り調査を行った。ここから、1重慶経済の成長パターンが、粗放的成長パターンから集約的成長パターンに変化しつつあること、2重慶市内の都市農村格差は縮小の傾向にあること、3戸籍制度改革、住宅改革などによって、農村から都市への移住が進んでいること、4にもかかわらず、都市に移住した人々の就業支援などが不足傾向にある点などの諸点が見いだされた。25年度は、24年度に引き続き重慶経済に関する書籍や先行研究の整理を行うとともに、予定していた調査を実施した。まず25年9月に実施した現地調査では、重慶市内で代表的かつ大規模な低所得者用住宅地域をたずね、「重慶モデル」の骨子である戸籍制度改革や土地制度改革、住宅改革(公営住宅の導入)に関する聞き取り調査を行った。その結果、1「公租房」は出稼ぎ労働者をはじめとする低所得者層にとってきわめて人気の住宅であり、入居申し込みをしても抽選で当たる確率はかなり低いこと、2「公租房」と言っても、集合住宅を取り囲むように医療施設、教育施設、保育園、食堂、スーパーマーケットなど生活必需品を販売する店舗など、一つのコミュニティーあるいは町が形成されれていること、3しかし「公租房」に移り住んだ人々に対する職業紹介などは必ずしも機能しておらず、不満をもらす者も少なくなかったこと、4重慶市中心部から離れた場所に立地する「公租房」は人気が下がること、5にもかかららず重慶市中心部のみならず、重慶市の中小都市周辺にも「公租房」の建設が計画・着工されており、重慶市全土に「公租房」建設が広がっていることなどが明らかになった。同時に、2010年に実施された人口センサスの集計結果を公開している『重慶市2010年人口センサス資料』を利用して、人口構造の初歩的な分析を行い、2000年人口センサス実施時に比べると、人口流出、人口流入ともに増えていることなどが判明した。24年度は、予定していた調査の実施を試みたが、現地との連絡がスムーズに運ばなかったため、現地との調整と並行して以下の3点に注力した。まず第1に、文献研究である。「重慶モデル」に関連する情報に関してはネット上で公開されているだけでなく、関連書籍も膨大に出版されている。こうした情報や先行研究の整理を行った。第2に、本研究と似た研究テーマもとで収集された貴州省農家の調査データを利用した就業分析である。分析の結果、調査地では出稼ぎ労働は依然として主要な現金収入の機会であるものの、一方でUターンをする者も年々増加していること、そして失業してUターンせざる得ないとう消極的な理由よりも、Uターンして起業するため、といった積極的な姿勢が目立つことを指摘した。事実調査地で自営業を営む者の賃金水準は概して出稼ぎ労働者のそれよりも高く、「回郷創業」の機運が高まっている様子がみてとれた。ただしその職業のほとんどがトラック運転手等の運輸業従事者や小規模商店の経営者であることから、それは一時的な投資ブームを受けた結果であり、必ずしも地域の産業発展を牽引するような存在であるとはいえない点を指摘した。第3に、2010年に中国で行われた人口センサスの結果が24年度に公開されており、これを利用して全国レベルでの人口移動の実態の解明を試みた。その結果、2000年代の人口移動の特徴として、上海と北京への一極集中が進んでいること、青壮年層の移動率の上昇、低・中学歴の移動率の上昇、短期滞在型が依然として大半であること、非国有部門従業員比率が高い地域では移動率が高いといった1990年代には確認されなかった特徴が明らかになった。統計データ分析の成果については以下の2点に集約される。1.重慶市の所得格差の動向分析。中国における所得格差は都市・農村格差の拡大によって引き起こされていると指摘されてきたが、近年の重慶市の動向を分析する限り、都市・農村格差は縮小傾向にあり、一方で都市内部、農村内部の格差が拡大の傾向にあることが明らかになった。2.重慶市の所得格差と都市化の関係に関する実証分析。一般に途上国研究では、都市化は格差を拡大させる要因であると考えられているが、中国では逆の結論を主張する先行研究が多い。重慶市を対象に実証分析を行ったところ、重慶市においても、都市化と所得格差はマイナスの相関関係にあることがわかった。現地調査の成果については、以下の3点に集約される。1.重慶市雲陽県で住民数名に対し、土地流動化、年金制度、戸籍制度改革等に関する聞き取り調査を実施した。その結果、重慶市が実施している「地票」制度や土地流動化の見返りであるはずの手当てなど、一般住民には周知されていないことが判明した。2.重慶市市街地に位置する「両江新区」と呼ばれる経済開発区の現状について、「両江新区」管理委員会の関係者に対して聞き取り調査を行った。その結果、重慶経済は薄熙来事件によってダメージをほとんど受けることなく、自動車産業やIT産業の集積地として成長しており、「両江新区」は経済開発区として重要な役割を果たしていることが明らかになった。3.重慶市内に自動車部品工場の生産拠点をもつ日系企業を訪問し、経済活動の現状およびワーカーの雇用状況等について聞き取り調査を行った。中国では現在「新型都市化」政策と呼ばれる都市化戦略と、一人っ子政策の緩和をはじめとする少子化対策が平行して進行している。

そこで、「新型都市化」政策と現行の少子化対策がどのような関係にあるのか、すなわち、「新型都市化」政策がむしろ少子化を進行させているのではないか、という仮説を設定し、公式データ等を用いて検証した。そのために、中国人口統計年鑑をはじめ、各省の人口センサスデータを利用し、各省の合計特殊出生率の変化および生育管理政策との関係を分析し、次に、各省の「新型都市化」政策の内容を整理したうえで、新型都市化政策のなかでも重要なアクターである出稼ぎ労働者の合計特殊出生率を分析した。その結果、1都市化戦略がねらう集積の経済による成長戦略は、補完的な少子化対策を伴わない限り、その地域の出生率をさらに下げてしまう可能性がある。2「新型都市化」政策のもとでは、とりわけ農村から都市への移転者の家計を十分に把握し、その多様なライフサイクルを尊重しつつ、いかに出生率の低下を防ぐのか、政策立案にとって重要な課題であることなどを指摘した。平成27年度は当初最終年度として位置づけていたが、研究代表者の体調不良により、継続研究をすることにしている。最終的な報告書は出していないが、都市化と少子化の関係に着目した人口データ分析は順調に進んでいる。一方で、中国・重慶市の関連機関において実際に運用されている土地政策、戸籍政策、就業政策等に関する聞き取り調査などは十分に実現できていない。重慶市の経済成長を評価するために、成長会計によって要因分解分析を行っている。その結果、2000年以降の重慶市の極めて高い経済成長は、主に資本に依存することによってもたらされた粗放的な成長であり、集約的な成長の中心である全要素生産性による成長の貢献度は低いことが、統計データ等の分析により明らかになっている。「重慶モデル」の最も中心的な施策である「戸籍制度改革」について評価するならば、他地域とりわけ特大都市のそれと比べて、開放度に着目する限り、最も成功した戸籍制度改革であるといえる。しかし、「重慶モデル」は全国各地に普及するような普遍的なモデルにはなりえない。それは、重慶市の外来人口の比重、人口構造、都市農村格差、財政支出の構造、土地市場の仕組みにおいて、重慶固有の特色があるためである。すなわち、重慶市では他の大都市に比べて労働力の流入に対する障壁が低く設定されているが、これはとりもなおさず、沿岸部の大都市と比べて重慶市の高齢者比率が高いためである。さらに、「戸籍制度改革」による農民の都市民化の過程において課題となるのが社会保障費のコストであるが、これは重慶市固有の土地市場メカニズム(地票制度)から生まれる利益を充てることによって解決している。28年度に研究代表者は出産したため、当初予定していた現地調査の実施が見送られた。本年度は最終年度で、主な研究成果は2つである。(1)近年の重慶経済の実績をいくつかの経済指標を用いて評価した。要点は以下のとおりである。まず、全要素生産性の向上や投資効率の改善傾向などから、粗放的な成長パターンから集約的な成長パターンへの転換の兆しがある。その兆しは、非国有企業の生産性の向上から生じており、加えて非国有企業は、「一帯一路政策」で得られた貿易の機会を生かして、海外でも開発製品の販売を通じて活動の幅を広げている。一方で、生産性向上の「果実」を享受しているのは、賃金構造の分析結果から、非国有企業の就業者ではなく、高い賃金や優遇策に守られた国有企業の就業者である。
IL-27による免疫抑制作用の生体内時空間的解析

IL-27は免疫抑制作用を持つサイトカインで、感染や自己免疫病態、あるいは自然炎症などを抑制する。また、IL-27は2型自然リンパ球(ILC2)の活性化を抑制し、引き続くアレルギー病態を抑制する。これらのことは、IL-27がさまざまな生理・病理的局面で生体反応を制御していることを示している。IL-27は主として活性化したマクロファージや樹状細胞から産生されるが、マラリア原虫感染マウスにおいては、特定のCD4陽性T細胞からも産生される。これらを踏まえ、本研究では、IL-27による免疫・炎症抑制機能を包括的に解明することを目的とする。
神経ペプチドの分解に関与する脳内プロテアーゼの研究

脳内での神経伝達やその調節の因子として作用すると考えられている神経ペプチドの分解をつかさどるプロテアーゼの性格を明らかにする目的で、本研究では、3種の神経ペプチド、P物質、LHTH、ダイノルフィンの分解に関与する脳内プロテアーゼの精製と特徴づけを行った。1.ラット脳から精製したP物質分解酵素はホスホラミドン非感受性の新しいタイプのメタロプロテアーゼである。P物質の分解に関する本精製酵素の諸性質(阻害剤感受性や切断部位など)が、ニューロブラストーマ細胞や脳初代培養細胞から得たニューロンに富む細胞群によるP物質の分解の諸性質とよく一致することを明らかにした。一方、グリオーマ細胞や脳初代培養細胞から得たグリアに富む細胞群による分解には、それとは異なる酵素、エンドペプチダーゼー24.11が関与することを明らかにし、これをグリオーマ細胞から精製した。以上の結果から、ニューロンでのP物質の分解には、本研究で精製した酵素が、グリアでの分解にはエンドペプチターゼー24.11が主要な役割をはたすと結論した。2.ダイノルフィンの分解に主要な役割をはたすと考えられるシステインプロテアーゼ2種と、副次的な役割をはたすと考えられるトリプシン様酵素1種とをニューロブラストーマ細胞から精製した。2種のシステインプロテアーゼのうちの一つは塩基性アミノ酸対を特異的に認識する新しい酵素であることを明らかにした。以上3種の精製酵素によるダイノルフィンの切断部位は、ニューロブラストーマ細胞を用いて推定した部位とよく一致した。3.LHRHの最初の分解に関与すると考えられるフラグメント(1ー5)生成酵素をニューロブラストーマ細胞から精製した。本酵素が活性発現にチオール基を必要とするメタロプロテアーゼであることを明らかにした。二次的に作用すると考えられるアンジオテンシン変換酵素のニューロブラストーマ細胞からの精製と特徴づけも行った。1.ラット脳膜画分からBrijで可溶化し,5段階のクロマトグラフィーでP物質分解酵素を精製した.精製酵素の分子量は55K,P物質のPro4ーGln5,Gln5ーGln6,Gln6ーPhe7の3つの結合を2:2:3の比率で切断した.それらの切断は,EDTA,OーフェナントロリンおよびSH阻害剤で阻害された.以上の結果から,本酵素は新しいタイプのメタルプロテアーゼであり,活性発現にSH基を必要とすることが示された.2.ニューロブラストーマ細胞膜およびラット脳シナプス膜から,LHRHの分解に関与するフラグメント(1ー5)生成酵素とアンジオランシン変換酵素を単離した.両膜画分から得られるBrig可溶化画分の水銀セファロースクチマトグラフィーで両者を分離し,別々に3段階のクロマトグラフィーでさらに精製した.前者の分子量は110K,EDTA,OーフェナントロリンおよびSH阻害剤で阻害されることから,活性発現にSH基を必要とするメタルプロテアーゼであることが示された.後者の分子量は22OKである.3.ニューロブラストーマ細胞膜から,ダイノルフィルの分解に関与するトリプシン様酵素と2種のチオールプロテアーゼを単離した.トリトン可溶化画分の大豆トリプシンインヒビター(STI)セファロースを用いたクロマトグラフィーで前者を単離した.前者の分子量は33K,Arg6ーArg7とLys11ーLeu12の2つの結合を3:2の比率で切断した.STIセファロースクロマトグラフィーの素通り画分から水銀セファロースカラムを用いて後者を捕捉した.

後者はイオン交換クロマトグラフィーでさらに2つの活性画分に分離されたので,別々に精製した.一方は分子量110K,Arg6ーArg7結合のみを切断するという高い基質特異性を有し,他方は分子量70K,Lys11ーLeu12とLeu12ーLys13の2つの結合を切断した.脳内での神経伝達やその調節の因子として作用すると考えられている神経ペプチドの分解をつかさどるプロテアーゼの性格を明らかにする目的で前年度に引き続き3種の神経ペプチド、P物質、LHRH、ダイノルフィンの分解に関与する脳内ブロテアーゼの精製と特徴づけを進めた。1.先にラット脳から精製したP物質分解酵素が、ホスホラミドン非感受性の新しい形のメタロプロテアーゼであることを明らかにした。P物質の分解に関する本精製酵素の諸性質(阻害剤感受性や切断部位等)は、ニューロブラストーマ細胞や脳初代培養細胞から得たニューロンに富む細胞群によるP物質分解の際、観察された諸性質とよく一致していた。他方、グリオーマ細胞や脳初代培養細胞から得たグリアに富む細胞群による分解には、それとは異なる酵素、エンドペプチダーゼ-24.11が関与することを示し、実際この酵素をグリオーマ細胞から精製して証明した。以上の結果から、ニューロンでのP物質の分解には本研究で発見した酵素がグリアでの分解にはエンドペプチダーゼ-24.11が、それぞれ主要な役割をはたすと結論した。2.前年度ニューロブラストーマ細胞膜およびラットシナプス膜から精製したSHブロッカー感受性メタロプロテアーゼの性質を解析し、これがLHRH分解の初発反応(フラグメント1-5生成反応)を司る酵素であることを明らかにした。3.ニューロブラストーマ細胞において、ダイノルフィン分解の主役を果たすと想定されるシステインプロテアーゼ2種と、脇役を演じると想定されるトリプシン様酵素1種との精製・特徴づけに関する仕事を更に進めた。これら3種の精製酵素によるダイノルフィンの切断部位は、ニューロブラストーマ細胞自体をダイノルフィンに作用させた実験からの推定切断部位とよく一致し、上の想定の正しさが確認された。
環境応答型高分子の創製と貴金属イオン抽出システムの構築

温度感応性高分子N-イソプロピルアクリルアミドと金、銀、パラジウムといった貴金属イオンを選択的に捕集するモノアザポリチオエーテル誘導体を共重合し、新規高分子を合成した。これらの高分子を用いて水溶液中の貴金属イオンを選択的に捕集することが可能であった。水溶液中にピクリン酸イオンのような陰イオンが共存すると、銀、銅(I)、金(III)、パラジウム(II)イオンが水溶液中で補足され、温度の上昇により形成される固相中に抽出されることが明らかとなった。貴金属イオンの抽出率はモノアザポリチオエーテルユニットの重合比が高くなるにつれて上昇した。これらの研究により、有害な塩素系有機溶媒を使用することなく、貴金属イオンの定量的な抽出が可能になることが明らかとなった。本年度は申請者を中心に大学院1年生1名、2年生2名で研究体制を敷いた。また、連携研究者としては、機能分子化学科環境・計測化学研究室岩月聡史講師に合成反応に関する助力を仰いだ。申請者及び院生1名はまず、貴金属イオンを捕捉する部位であるモノアザジチオエーテル誘導体の合成に取りかかり、モノアザジチオエーテルの一種であるATUを既報(茶山ら、分析化学、Vol. 47, pp. 1077-1083)に従い合成し、首尾良く目的物質を得た。そして、ATUにアクリロイル基を誘導した中間体を合成するとともに、NIPAAmモノマーとATUにアクリロイル基を誘導した中間体を重合比を変え反応させて、ATU-PNIPAAm共重合体を合成した。合成したポリマーは下限臨界共溶温度(LCST)をもち、その温度以上で脱水和して凝集することが予想されたので、これらの物性を調べるとともに高分子中に含まれるATUユニットの含有量をICP発光分析法により正確に求めた。申請者と岩月講師及び院生2名はATUを高分子中に含まないPNIPAAmを合成し、ATU単体を用いて金属-ATU錯体のイオン対を捕集する実験を行った。また、申請者及び院生の合成したATU-PNIPAAmによる金属イオンの捕集挙動とを比較評価した。その結果、高分子中のATUユニットの数が抽出される金属イオン(特に銀(I)イオン)濃度に比例することが明らかとなり、化学量論的な抽出反応が起こっていることが見いだされた。また、この他にATUを用いた液液抽出法による金属イオンの抽出実験も行い、その結果と本研究で合成した環境応答型高分子との比較評価も検討した。本研究では、溶媒抽出の際に使用される有機溶媒が大きな環境負荷を持つことに着目し、有機溶媒を用いず温度感応性高分子を用いて貴金属イオンの溶媒抽出を行うため、貴金属イオンを選択的に抽出するモノアザテトラチオエーテル誘導体を高分子鎖内に誘導した新規温度感応性高分子を創製することを目的としている。本年度の研究では、一つの窒素原子と2つの硫黄原子もつ抽出ユニットをN-イソプロピルアクリルアミドと共重合し、新規高分子を数種合成した。そしてこの新規高分子の特性特に下限臨界共溶温度(LCST)がモノアザジチオエーテルユニットの含有量の変化と共にどのように変化するかを調べた。そして、貴金属が存在する水溶液中にこの高分子を溶解し、温度を上昇させることにより脱水和してガム上の固体になる高分子にどのくらいの貴金属イオンが取り込まれるのかを検討した。これと並かは上して、4つの硫黄原子をもつ抽出ユニットであるモノアザテトラチオエーテル誘導体とN-イソプロピルアクリルアミドと共重合し、新規高分子を数種合成した。モノアザジチオエーテル誘導体の時と同様に高分子鎖の中にどれだけの抽出ユニットが含まれるかをICP(誘導結合プラズマ型)発光分光分析装置を用いて、硫黄の発光強度を調べることによって、その組成比を明らかにすることに成功した。これにより、抽出される貴金属イオン、特に銀イオンと抽出ユニットとの化学量論比が明らかになり、抽出されている貴金属イオンが抽出ユニットとどんな錯体を形成しているかを推論することが可能になった。この結果は、次年度(最終年度)の総括的な抽出挙動の解明に大きく近付くもの大きな期待が寄せられている。本年度の研究では、1個の窒素原子と2個の硫黄原子を持つ抽出ユニットATUおよび1個の窒素原子及び4個の硫黄原子を持つATHを誘導した温度感応性高分子を合成し、それぞれの物性と貴金属イオンの抽出挙動を比較した。

その結果、ATH共重合体の方がより高い貴金属捕集能を有することが明らかとなったが、多座配位子の強い結合故に、一度抽出した貴金属を高分子鎖より脱離することが困難であるというデメリットも明らかとなった。そこで、ATH同様に貴金属イオンの選択的抽出が可能なATU共重合体を用いて、貴金属イオンの中でも銀イオンの捕集及び脱離に関する挙動を検討した。種々の重合比を持つATU共重合体を合成し、捕集挙動及び脱離挙動を検討した結果、銀イオンはATUユニットにより選択的に水溶液中より高分子鎖中に捕集され、固相中に取り込まれた。この固相を低い温度で溶解し、酸性水溶液中に銀イオンを逆抽出することが可能であった。これらの脱離プロセスは酸の他にチオ尿素等の配位子が共存する水溶液中でも試みられ、一定の成果が明らかとなった。当初より、貴金属イオンを有害な有機溶媒を使用することなく抽出し、さらにそこから貴金属イオンを脱離することを目標としてきたが、この抽出と脱離の両方を可能にするシステムを開発できたことがこの研究で明らかとなった。
量子効果/弾性波複合機能集積体における空間周波数ロッキングとその応用

格子歪は伝導帯変形ポテンシャルを介して伝道帯端のエネルギーを変調する。この効果は通常非常に小さく、電子デバイスに与える影響は小さい。本提案では、相互作用を大きくするため、共鳴トンネル素子(RTD)を分布定数化した伝送線路を構成し、それに表面音響波を作用させること考えた。この目的実現のためのプロセス技術、回路構成などについて検討を進め、新しいデバイス実現のための見通しを得た格子歪は伝導帯変形ポテンシャルを介して伝道帯端のエネルギーを変調する。本提案では、音響波と素子の相互作用を強くするため、電気機械結合定数の大きな水晶基板上に半導体素子を集積化する。さらに、RTDを分布定数化した伝送線路を構成し、表面音響波を作用させることでその効果を増大させることを試みる。これにより、表面音響波によるダイナミックな周期構造と素子中を伝播する超高周波電気信号の結合という新しい効果が期待できる。本年度は上記現象を実現するためのプロセス技術の検討を進めた。水晶基板上にInP基板上で作製した共鳴トンネルデバイスブロックをFSA法により配置、配線し、共鳴トンネル分布定数線路を作製するためにFSA(Fluidic Self Assembly)法の検討を進めた。この方法は予め作製した微小デバイスブロックを溶液中で配置するものである。寄生成分の少ない配置方法とそのためのデバイスブロック作製法の検討を進めた。また、ブロックの配置と共に電気的接続を行うための微小金属バンプの作成技術についても検討を進め、最小直径2μmの低融点金属バンプの作製に成功した。さらに、RTDを装荷した伝送線路の特性についてもシミュレーションにより検討を進め、増幅器としてのゲインと安定条件との関係を明らかにした。また、逆に発振が起こる条件についても検討を進め、これが高調波発振器として有望であることを明らかにした。本提案では、音響波と素子の相互作用を強くするため、RTDを分布定数化した伝送線路を構成し、表面音響波を作用させることでその効果を増大させることを試みる。本年度は上記現象を実現するため、RTDを装荷したアクティブ伝送線路について研究を進めた。特に伝送線路の両端で信号を反射させることにより可能となるアクティブ伝送線路発振器の特性についてシミュレーションにより調べた。その結果、基本波は半波長が伝送線路長と一致する所で発振するが、9次という非常に高い次数の高調波が発生することがわかった。この高次高調波が安定して得られれば、表面弾性波と基本波のロッキングを利用してTHz波を表面弾性波で制御することが容易に可能になる。ここでは、この高次高調波生成のメカニズムを検討し、その安定性についても調べた。その結果、高次高調波は、伝送線路の構造に起因する共鳴バンド(パスバンド)周波数の信号と、基本波信号のロッキングにより生じていることが明らかになった。一方、格子歪のRTD特性への影響を調べるために、新しいフォトマスクを設計した。ここで、全く新しいアイデアとして、歪みによるRTDの電流-電圧特性の変化を周波数変調△ΣAD変換器により検出することを提案した。この方式は、非常に高感度に変化を検出できることが特長である。現在、マスクが納品され、試作の準備をしている。本年度は格子歪のデバイス特性への影響を直接測定するため、RTDを装荷した弾性振動子の作製を検討した。この弾性振動子はInGaAs/InAlAs層よりなる中空構造体で、InP基板を選択的にエッチングすることにより形成される。この支えの部分にRTDを形成し、振動子の変位によるRTD特性の変化を測定するのが目的である。これまで、選択エッチング技術を中心にプロセス検討を行い、振動子構造が作製できるようになった。今後、RTDを装荷した構造を作製し、RTD特性への格子歪の影響を詳細に測定する予定である。一方、本研究課題の重要な一部である、異種材料集積化技術についても検討を進めた。ここで取り上げたのは、溶融金属バンプを用いたFluidic Self Assembly法である。微細化に有利で、毒性金属を含まない、Gaによる溶融バンプを用いる新しい技術を提案し、その可能性を調べた。ミクロンオーダーの低融点金属バンプの作製方法、RTDブロックの作製方法、FSAにおける様々な条件の検討を行い、かなりの歩留まりでブロックを配置することが可能になった。今後、これらの要素技術を用いて、目標達成に向けて研究を進めていく。

伝送線路発振器について新しいアイデアを提案すると共に、作製プロセスが確立し、次年度の実験的検証の準備が整ったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要に書いたように新しい歪によるRTD特性の検出方法を提案した。この方式は非常に感度が高く、歪の効果を得やすい。そこで、まずは、この方式による格子歪の利用について検討していくこととする。
マルチメディア外国語教材と学習者のインタラクションに関する言語行動学的研究

本研究ではマルチメディアの中で主に視覚情報がもたらす学習効果を概観し、外国語教育、特に日本語教育への応用の可能性について研究した。イメージが学習者に何らかの影響を及ぼすのではないかという問題はこれまで理論的研究に先行してむしろ実践的な場面で盛んに研究されてきた。しかし、なぜイメージが学習効果を促進するのかは未だ充分に明らかになっていない。具体的な映像材料は制作者や教師側の曖昧な基準や勘に頼って活用されているのが現状である。マルチメディアが外国語学習にもたらす学習効果の諸要因を徹底的に解明し、学生への認知実験を通じた学習プロセスについての理論的研究がより求められる。本研究の目的はマルチメディア外国語学習教材の学習効果を検証し、それに対する学習者のインタラクションパターンを分析することで、マルチメディア教材が備えなければならない要素と学習者に求められるインタラクションを特定することである。研究期間22年から24年の中の平成22年度は以下の「マルチメディア外国語学習モデルの構築」に重点を置き研究を進めてきた。1.MPEG-7コンテンツ記述を利用したモバイル外国語教材についての研究実際の言語生活での言葉の使用実態を提示する際に効果的だと考えられるのは映像の利用である。映像は時間の経過とともに、情報量、質とも変化していくので、同時に時々様々変化している言語情報と重複する内容であれば、理解が進むことは容易に想定できる。また映像と音声を介した言語理解は、テキストのみによる理解と比べて状況把握場面での利用に供することが容易になることも知られているため、外国語教育等におけるマルチメディア情報の活用は、重要である。本研究ではMPEG-7というマルチメディア・コンテンツに対するメタデータの表記方法を利用し、マルチメディア・コンテンツを様々な側面から捉えた場合に抽出を可能にしたシステムを提案した。2.メタフォリカル・コンピテンス研究の現状と問題点及び日本語教育への導入認知言語学の重要な一分野としてのメタファー理論に関する研究成果は、寡聞にして、まだあまり日本語教育に応用されていない。また、学習者の言語能力やコミュニケーション能力とほぼ同等の重要性を持つと考えられるMetaphoric Competenceに関する研究も、日本語教育ではまだ見られない。本稿では、応用認知言語学の潮流に応じ、メタフォリカル・コンピテンス(MC)研究の現状や問題点についてまとめながら、日本語教育への導入を提案した。研究期間22年から24年の中の平成23年度は以下の「日本語教育現場でのマルチメディア教材利用」に重点を置き研究を進めてきた。1.存在場所につく二格の習得、存在を表わす場所につく二格と範囲限定を表わすデ格の発達過程を明らかにした。2.教員養成に求められる日本語教師とは日本語教師に共通して求められるものは何かをPAC分析(内藤2002)を用いて調査を行った。その結果、三つの共通点が見られた。第一に、一つの言語としての日本語に対する分析能力と言語知識、第二に、幅広い教養・知識、第三に、教師としての人格・人間性が求められているということが明らかになった。3,辞書情報の効果的な視覚化と今後の展望辞書を単なる語彙や文法事項の情報源という意味だけではなく、学習者が語の意味を参照しながら実際の使用場面における活用にまで導くツールとして考えている。そして紙面の制約を受けないオンライン・モバイル辞書の可能性についても概観した。研究期間の平成22年から24年のうち24年度は外国語の語彙学習時の視覚情報の有効性に重点をおき、研究を進めてきた。動詞の意味の理解および定着を促進するための一つの方法として視聴覚コンテンツの利用が考えられる。動詞の意味や用例を羅列する今までの辞書とは異なり、学習者の認知プロセス、記憶プロセスを考慮した視聴覚コンテンツを利用させることで学習者の語彙習得を促すことができると考えている。特に多義動詞の意味獲得において、多義語には同じレベルの異なる意味をもっているものも存在する反面、ある意味が中心的意味をもち、他の意味はその中心的な意味から派生しているものもある。このような語彙のもつ意味体系を効果的に表現するためには視覚情報で表現したイメージスキーマの利用が考えられる。そして日本語教育や韓国語教育分野におけるマルチメディア学習教材の有効性について、言語学習において視覚情報がもたらす影響という観点から考察した。映像の持つ特性や効果を考え適切に選定された視覚情報こそが学習者の理解を引き上げる一つの手段になるだろう。研究計画書に示した開発手順にそっておおむね順調に進んでいると判断している。

外国語学:習者を対象とした評価実験がやや遅れているが、研究最終年度である平成24年度の早い時期に実施することを予定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では日本語学習者を対象とした教材開発、モデルの構築を主に行ってきた。しかし、本研究により明確な学問的な意義を持たせるために日本語だけでなく外国語教育全般に応用できる理論の構築が必要に思われる。そこで、日本での韓国語教育、英語教育対象者も視野に入れ、実験デザインとモデルの再構築、教材開発を行う予定である。
セラミックス系先端繊維強化複合材料の衝撃および熱衝撃破壊に関する研究

繊維強化ガラス基複合材料はセラミック系複合材料の中でも最も実用に近い材料である。本年度の研究では,高破断歪,高柔軟性をもつランダム配向短繊維化ガラス基複合材料の熱衝撃特性,とくに熱衝撃後の破壊メカニズムの検討を行った。面内ランダム配向不連続カ-ボン繊維シ-トを用い,溶剤中に研濁したボロシリケ-トガラス粉末のスラリ-中を通した後,乾燥・積層し,ホットプレスを施し複合材料板を作製した。繊維はほぼ2次元ランダム配向している。繊維体積含有率は3035%,空孔体積率は13%である。成形温度の異なる2種類の試験板(611,634)を製作したが,前者は後者にはない微小なマトリックス亀裂がランダムに発生している。試験片を赤外線加熱炉で所定の温度にまで加熱し、水中急冷により熱衝撃損傷(△T=550°C)を与えた。次に損傷後の引張り応力(荷重)ー歪線図を測定した。またAE測定,解析も行った。熱衝撃後のマトリックス亀裂はほぼ面内ランダムに発生いていた。超音波顕微鏡(SAM)観察によると,マトリックス亀裂は表面部にのみ存在し,繊維/マトリックス界面の剥離も引き起こしていた。熱衝撃を受けていない634試験片の引張り応力ー歪線図は著しい非線形性を示すが,(1)初期弾性域,(2)降伏域,(3)擬加工硬化域の3段階に分けられる。このような降伏現象は,比較的低応力時から全幅にわたる荷重方向に垂直なマトリックス亀裂が発生することによることが知られている。これに対し,予め微小なマトリックス亀裂がランダムに発生している611試験片では,降伏現象は暖やかに生じており,単なるknee(屈曲)点が見られる。また,熱衝撃後の634試験片では初期弾性率は熱衝撃後やや低下するだけであるが,降伏現象は緩やかに生じており,むしろ611試験片の挙動に近い。引張り試験中の累積AE事象数,AE振幅分布の変化も,以上の観察結果とよく対応した。
潜水船を用いて岩盤に設置する高性能海底地震計の開発

この研究の目的は、潜水船を用い、海底の岩盤に高性能海底地震計を直接設置し、高品質の地震記録を得ることである。地震計設置には、海洋科学技術センターの潜水船"深海2000"が用いられる。このような質の高いディジタル地震記録により、(1)海洋底マントル構造の研究が発展し、(2)高精度海底観測方法への新しい視点が開かれ、地球内部構造に飛躍的な発展をもたらす、ことが期待される。そこで、まずディジタル3成分海底地震計を作成した。この地震計の記録メモリーには4メガバイトのPROMが使用され、12bit、50HzでA/D変換されたデータが記録される。この地震計を用い、沖縄トラフで地震観測を行った。そして、この観測で浮き彫りになった地震計の欠点を補うために、さらなる改良が加えられた。たとえば、アルミ円筒耐圧ケースの採用、記録メモリーの増設、トリガー判定プログラムの改良である。この地震計を用いて、日本海での地震観測を計画した。それにより、150個程度の遠地地震、50個程度の深発地震が記録される予定で、その波形データを用いて日本海マントルの構造についての研究をおこなう予定であった。ところが、予備観測として、伊東沖において、1989年群発地震・海底噴火にさきがけた地震観測をおこなった際、地震計の回収作業に失敗し、本観測は不可能になった。しかし、これらは高精度海底観測方法へのさきがけとなり、この研究によりえられたものは、これ以降の海底地震計開発に十分に生かされている。研究の目的地球の表面の2/3を占める海の観測なしには地球内部構造研究の進歩は望めない。このため、過去数十年にわたり、海底地震観測に多くの努力が払われてきた。しかし、現在の海拍地震観測には改善すべき点も多い。とくに、平坦な堆積層を捜し地震計を投下し観測する手法には多くの問題がある。柔らかい堆積層に邪魔され、地球内部研究用の質の高い地震波形が記録できない。この研究の目的は、新しい型の海底地震計を開発し、地震計を海底の岩盤に置き、高品質の地震波形を記録することにある。地震計の設置には、海洋科学技術センターの潜水船"しんかい2000"が用いられる。この研究により、海洋底マントル構造や核の研究や、高精度海底観測方法への新しい視点が開かれ、地球内部構造研究に飛躍的な発展が望める。63年度の成果ディジタル3成分海底地震計を作成し、沖縄トラフで観測を行った。記録メモリーには、4メガバイトのPROMを用いた。内臓のCPUにより地震と判定された信号は、4分間にわたり記録される。サンプリング周波数が50Hz、ダイナミックレンジが12ビット、記録地震個数が最大51個である。記録された地震のトリガー時間、判定基準、振幅等は、メモリ中のトリガーリストに書き込まれる。さらに、地震が一個もトリガーされない日には、翌日の零時に、地動が4分間にわたり収録される。この記録はバックグランドノイズレベル解析のために用いられる。地震計の姿勢制御は、観測開始前に自動的に行われる。耐圧ガラス球上の地震計は、モータにより吊り上げられ、静止し鉛直が取られたのち、再びモータによりガラス球の上に降ろされる。この操作により、地震計は約3°の精度で水平が保たれる。その他、水晶時計の温度、海底地震計の傾斜の測定などは、すべてソフトで制御されている。記録は現在解析中である。この研究の目的は、潜水船を用い、海底の岩盤に高性能海底地震計を直接設置し、高品質の地震記録を得ることにある。地震計設置には、海洋科学技術センタ-の潜水船“しんかい2000"が用いられる。

このような質の高いディジタル地震記録により、【○!1】海洋底マントル構造の研究、【○!2】高精度海底観測方法への新しい視点が開かれ、地球内部構造研究に飛躍的な発展をもたらす。本年の成果は以下のとおり。海底地震計の改良63年度に作成した高性能海底地震計の改良(ハ-ド・ソフト共)。(1)耐圧ケ-ス:アルミ円筒耐圧ケ-スの採用とその設計・製作。63年度に製作した海底地震計は、耐圧ケ-スとして市販の深海用ガラス球を使用した。ガラス球は安値(20万円)であるが、潜水船で設置するにはいろいろ不都合が生じた。:【○!1】球は容積率が悪く地震計本体を必要以上に大きくすること。【○!2】沈降中にガラスが破壊し(確率は極めて低いが)内爆するおそれがあること。(2)ソフトの改良:地震とノイズをさらに効率よく判定するプログラムの作成。(3)記録メモリ-の増設:20メガバイトまでメモリ-を増やし記録可能な地震数を300個とする。予備実験・本調査(1)本試験の前に伊東沖群発地震地域で噴火に先がけ地震観測を行ったが、地震計の回収作業に失敗し、下記の試験は不可能となった。解析・結果の公表(1)遠震が150個、深発地震が50個記録される予定である。これらのデ-タの波形の解析から、日本海マントルについて以下の議論を行う予定であったが、地震計が回収できず、本試験はできなかった。(2)地震計の改良などについてはこれらの結果を現在まとめており、近日中に公表する予定である。
吃音児のコミュニケーション行動の分析及び指導プログラムの開発

吃音児の指導を、その流暢性にのみ着目するのではなく、コミュニケーション全体の問題として捉え、コミュニケーションを変化させることは、指導という関わりそのものを変えることであるという考えから、関わりの内容の類型化をはかるために、以下の研究を行った。1、聞き手の態度と吃音者のコミュニケーションについて考察し、聞き手の吃音者に対する見方及び吃音の捉え方が、吃音者の自己観に与える影響について考察した。そこから指導プログラムの骨子となる指導事項の柱建てを行った。内容は吃音者と周囲の関係に関わるという項目4項目、吃音児の暮らしに関わるという項目、吃音児及びその周囲の人々に対する情報の提供などを含むものとなった。2、吃音児への関わり方を分析する概念を検討し、指導プログラムの全体構想を立案検討した。内容はコミュニケーション全体に共通するものとなった。3、過去20年間に臨床事例として発表された報告を収集し、そこでの指導プログラムを収集し、その内容の検討を行った。用いた素材は全国公立学校難聴言語障害教育研究協議会の過去の発表論文集であった。そこでの指導の内容をカテゴリーに分類した。この内容については、第30回日本特殊教育学会において、佐藤紘昭、大石益男、菅原廣一が発表した。4、上記考え方を基にして、指導事例を追跡しその結果及び過程についてまとめ、指導プログラム作成の基礎になる資料を得た。上記研究の内、1、2、4(事例は通年で4事例追跡したがそのうち2事例を)については報告書にまとめた。吃音の問題を、流暢に話せないという話しことばの障害としてではなく、コミュニケ-ション障害としてとらえ、聞き手の反応の仕方が吃音児のコミュニケ-ション行動に与える影響を検討してみた。具体的な研究方法は次のとおりである。(1)家庭や学校でのコミュニケ-ション場面における吃音児のコミュニケ-ション行動を8ミリビデオ及びテ-プレコ-ダで経時的に収録した(2)対象児の日常生活の観察から聞き手の反応行動をカテゴリ-化し、聞き手の反応行動の分類表を試作した。(3)吃音児のコミュニケ-ション行動に対する聞き手の反応行動を上記の資料を使って評価した。このことを教育臨床に応用すべく、協力者会議を実施した。(4)収集した情報をパ-ソナルコンピュ-タ(EPSON PCー386 BOOK L)での画面処理法を検討し、入力を行っている。結果、ヒデオ資料をまずINREAL法によって両者の係わり方を分析した。そこから、吃音児のコミュニケ-ション行動に影響を与える聞き手の反応はバ-バルな反応よりも、聞き手の表情、しぐさなどノンバ-バルな反応に大きく影響されるという示唆が得られた。また、この資料から聞き手の反応行動に分類表及びチェックリストを試作し、協力者会議で、聞き手にとって聞きやすい状況とはなにか。吃音児にとって話しやすい環境とはなにかを討議し、この分類表及びチェックリストを修正した。この試作した分類表及びチェックリストを使ってビデオ資料からの情報を現在コンピュ-タ入力し、分析を行っている。次に、(1)で得た資料を事例研究し、聞き手の反応を変化させると吃音児のコミュニケ-ション行動が変化するかを検証すべく、引き続き事例を経時的に追跡している。

内容は吃音者と周囲の関係に関わるという項目4項目、吃音児の暮らしに関わるという項目、吃音児及びその周囲の人々に対する情報の提供などを含むものとなった。2、吃音児への関わり方を分析する概念を検討し、指導プログラムの全体構想を立案検討した。内容はコミュニケーション全体に共通するものとなった。3、過去20年間に臨床事例として発表された報告を収集し、そこでの指導プログラムを収集内容の検討を行った。用いた素材は全国公立学校難聴言語障害教育研究協議会の過去の発表論文集であった。そこでの指導の内容をカテゴリーに分類した。この内容については、第30回日本特殊教育学会において、佐藤紘昭、大石益男、菅原廣一が発表した。4、上記考え方を基にして、指導事例を追跡しその結果及び過程についてまとめ、指導プログラム作成の基礎になる資料を得た。上記研究の内、1、2、4(事例は通年で4事例追跡したがそのうち2事例を)については報告書にまとめた。
熱帯泥炭を用いた砂丘浜堤の栽培環境改良

本研究は、タイ国南部に残された砂丘浜堤の劣悪な土壌環境を、隣接する地域の熱帯泥炭、山土を混入による物理・化学性の改良で、作物生産が可能となるかどうか検討するものである。手法としては、対象が遠隔地であるため、室内実験とシミュレーションによる評価を行った。物理性:砂丘砂の飽和透水性は0.018cm/sと大きな値を持つが、泥炭や山土の混入により低下し、泥炭混入10%(体積率)になると3オーダー以上低下してしまい、通気・排水性の両面から4ないし6%程度の混入が妥当と考えられた。また、保水性は泥炭や山土の混入により改善されるが、過剰な混入は逆に有効水分を低下させてしまい、結果として、砂:泥炭:山土が体積比で84:6:10の時に最も有効水分が増加していることが解った。水分環境のシミュレーション:ここで求めた土壌の物理性、および現地の気象データーと作物データーを用いて、SPACモデルにより改良による水分環境の変化を調べた。この結果、砂100%では潅漑なしで作物生育が困難であるが、砂:泥炭:山土=84:6:10では1月から4月の強い乾季の1時期を除けば降雨のみでも作物生育が可能となることが予想された。また、降雨のうちで無効損失が43%であったものが、27%にまで減少する結果となった。養分溶脱の検討:溶脱実験によるBreak-through curveと水分環境のシミュレーション結果から改良土における養分の溶脱を推定したところ、改良前では年間下方浸透量の30%程度で肥料分が完全に溶脱するのに対し、改良土では、年間の全下方浸透量に対しても肥料分の20%程度が溶脱を免れると予想された。以上の結果、熱帯泥炭の混入は砂丘地の土壌改良に有効であり、潅漑を行わなくとも作物生産が期待でき、また、肥料分の溶脱も抑制できることが予想された。手法としては、対象が遠隔地であるため、室内実験とシミュレーションによる評価を行うこととし、本年度は物理性の実験とそれに基づく水分環境のシミュレーションを行った。物理性砂丘砂の飽和透水性は0.018cm/sと大きな値を持つが、泥炭や山土の混入により低下し、泥炭混入10%(体積率)になると3オーダー以上低下してしまい、通気・排水性の両面から4ないし6%程度の混入が妥当と考えられた。水分環境のシミュレーションここで求めた土壌の物理性、および現地の気象データーと作物データーを用いて、SPACモデルにより改良による水分環境の変化を調べた。この結果、砂100%では灌漑なしで作物生育が困難であるが、砂:泥炭:山土=84:6:10では1月から4月の強い乾季の1時期を除けば降雨のみでも作物生育が可能となることが予想された。

本研究は、タイ国南部に残された砂丘浜堤の劣悪な土壌環境を、隣接する地域の熱帯泥炭、山土を混入による物理・化学性の改良で、作物生産が可能となるかどうか検討するものである。手法としては、対象が遠隔地であるため、室内実験とシミュレーションによる評価を行った。物理性:砂丘砂の飽和透水性は0.018cm/sと大きな値を持つが、泥炭や山土の混入により低下し、泥炭混入10%(体積率)になると3オーダー以上低下してしまい、通気・排水性の両面から4ないし6%程度の混入が妥当と考えられた。また、保水性は泥炭や山土の混入により改善されるが、過剰な混入は逆に有効水分を低下させてしまい、結果として、砂:泥炭:山土が体積比で84:6:10の時に最も有効水分が増加していることが解った。水分環境のシミュレーション:ここで求めた土壌の物理性、および現地の気象データーと作物データーを用いて、SPACモデルにより改良による水分環境の変化を調べた。この結果、砂100%では潅漑なしで作物生育が困難であるが、砂:泥炭:山土=84:6:10では1月から4月の強い乾季の1時期を除けば降雨のみでも作物生育が可能となることが予想された。また、降雨のうちで無効損失が43%であったものが、27%にまで減少する結果となった。結果から改良土における養分の溶脱を推定したところ、改良前では年間下方浸透量の30%程度で肥料分が完全に溶脱するのに対し、改良土では、年間の全下方浸透量に対しても肥料分の20%程度が溶脱を免れると予想された。以上の結果、熱帯泥炭の混入は砂丘地の土壌改良に有効であり、潅漑を行わなくとも作物生産が期待でき、また、肥料分の溶脱も抑制できることが予想された。
無音の動画像ショットへの音貼り付け技術の研究

効果音を対象とする無音動画の有音化の研究を行った。効果音を、繰り返し音、瞬間的な音、持続性のある音の三種類に分類し、瞬間的な音と持続性のある音について研究した。瞬間的な音はミリ秒単位で発音位置を調整し、動画内の物体の動きと効果音の発音タイミングを一致させる必要がある。そこで音付き動画から効果音の合成に使用する特徴量と音データを切り出し、動画と独立なオブジェクト化を図ることとし、瞬間的な音の貼り付け技術を確立した。爆発音など数ミリ秒から5秒程度持続する音は、広周波数帯域にわたり不規則に音成分が現れる。このため無音動画内の物体の動きに合わせて持続性のある効果音を低劣化で伸長させる技術を確立した。無音動画に対して自動で効果音合成を行うシステムを改良し、実装、評価した。本システムは教師データとなる音付き動画を与え、その音データを切り貼りすることにより無音動画に適した新しい音データを生成するが、前年度までのシステムではアルゴリズムの性質上、音の繋ぎ目が目立つ、連続性が保たれないといった問題点があった。そこで今年度は、音付き動画から効果音の合成における特徴量と音データを必要な部分だけ切り出し、オブジェクト化するようシステムを改良した。本改良を実装した結果、より自然な音の合成が可能になる他、効果音の差し替えや加工も可能となった。改良前後の比較評価実験を行い、より適切に効果音の合成が行われることを確認した。具体的な改良点について以下に述べる。システムは特徴量として入力動画から抽出したオプティカルフローを用いる。前年度までのシステムは,音付き動画から抽出した全ての特徴量を使用していたが、実際に効果音の合成時において使用する特徴量はその中の一部であり、それ以外の部分は合成におけるノイズになっている場合がほとんどであることが今年度冒頭の分析により明らかとなった。そこで、合成に使用する特徴量と音データを持った、動画とは独立したオブジェクトを作成するというアイデアを発想した。また、前年度までは、マッチングにより選択された部分の音付き動画の音を断片化して貼り付けるため、合成する音をユーザ側がWavファイルに差し替えるといった操作ができなかった。今年度のオブジェクト化という改良により、動作における一連の特徴量と音データが1対1に対応する。これにより、音データのみを別のWavファイル等に差し替える操作や音データを動作ごとに編集するといった操作が可能になった。無音動画像ショットへの適切な音貼り付け作業はきわめて時間のかかる作業である。そこで、音を無音動画像内容と合わせる同期機能、音を適切な長さに伸長する編集機能等の要素技術を確立し、作業負担を軽減することを研究の目的とした。音の編集においては、音声と音楽に関する研究は多数行われているが効果音に関する研究は少ない。しかし効果音貼り付けは無音動画の有音化における有用性が高いため、主としてこれを対象とした。事前の検討により、動画製作で使用される効果音を、繰り返し音、瞬間的な音、持続性のある音の三種類に分類していたが、風の音や車の走行音などの繰り返し音は本研究代表者、研究分担者らの先行研究によりその技術がすで確立されていたため、残りの二種についての研究を主に展開した。足音や物体の衝突音など瞬間的な音に関しては、持続時間が一瞬しかない点が特徴である。そのため動画製作においてはミリ秒単位で発音位置を調整し、動画内の物体の動きと効果音の発音タイミングを一致させる必要がある。そこで、音付き動画から効果音の合成に使用する特徴量と音データを必要な部分だけ切り出し、動画とは独立したオブジェクト化するというアイデアを発想し、それを実現することにより、瞬間的な音の貼り付け技術を確立した。ガラスの破壊音や水はね音、爆発音など数ミリ秒から5秒程度持続する音は、広い周波数帯域にわたって不規則に音の成分が現れる点が特徴である。このため無音動画内の物体の動きに合わせて持続性のある効果音を劣化を抑えて伸長させるアルゴリズムを考案、実装し、その効果を確認した。また音無しの楽器演奏動画に別の演奏音を貼り付ける検討も行った。まとめると、無音の動画像ショットへの効果音貼り付けに対して、本研究成果を用いることにより、既存の編集ソフトウェアと比較し、音の貼り付け作業に要する時間を大幅に短縮できることを確認した。2種類のシステムを作成した。一つは、効果音を鳴らすタイミングや音量・再生時間の調節を半自動的に行うことで、動画製作における作業時間を短縮する効果音付加支援システムである。ユーザは付加させたい効果音と動画を読み込ませる。次に音が鳴る源となる物体(例:バウンド音を付加させたいならばボール)を選択する。

物体を選択した後、検出したいタイミングとして、バウンド音のように物体の軌道・速度が変化したときに鳴る音の場合と、花火の音のように物体が出現もしくは消滅したときに鳴る音の場合のどちらかを選択する。その後、システムがタイミングを算出する。物体を選択しなければ、汽笛の音のように物体の動きに左右されずに鳴る音と判断し、ユーザが指定した区間内にランダムに配置、もしくはその区間に合うように効果音の再生時間の調節を行う。なお、入力動画に既に音が入っていた場合、その音と効果音がどちらも聞こえるように付加を行う。タイミングを算出した後、検出できなかったタイミングの付加や余分な場所の削除、音量の調節を行い、効果音付加動画として出力する。物体の速度を検出するために、Kalalらによって提案されたTLD(Tracking Learning Detection)を物体追跡手法として使用した。もう一つのシステムでは、類似した動きの物体は類似した音を発するという仮定に立ち、音の貼り付けを行う。システムは、まず既存の音付き動画と無音動画を読み込み、それぞれの動画から画像特徴量を抽出する。続いて、無音動画の画像特徴量と既存の音付き動画の画像特徴量とのマッチングをとり、類似した部分の対応付けを行う。マッチング結果を基に、音データを切り抜いて、無音動画に貼り付ける。画像特徴量としてはオプティカルフローを採用した。ボールのバウンドの例では、音が適切な箇所に貼り付けられることを確認した。計画に沿い、前年度に研究開発したシステムを分析し、問題点の改善手法を発案し、そのアイデアに基づいてシステムを改良し、実装した。評価実験を行った結果、改良により、前年度の問題点を克服することができたことを確認した。研究成果として論文を外部発表した。2種類のシステムを研究開発した。前処理部は計画通りに既存技術を用いた。検索のための特徴量としてはオプティカルフローを採用した。音と動画の対応を取る編集手法としては、各種の手法を検討し、物体の速度検出に,Kalalらによって提案されたTLD(Tracking Learning Detection)という手法を利用し、物体の出現・消滅の検出にはテンプレートマッチングを採用した。ボールのバウンド音、車の走行音、靴音などの音をデータベース化し、類似性などの判定にはソナグラムを使用した。研究成果として2編の論文を外部発表した。この内の一編である第4回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM2012)にて発表した論文は、学生奨励賞を受賞した。おおむね計画どおりに推進する予定である。25年度は、計画に沿い、システムの有効性評価を主眼とするが、音データベース部の音種類を増加させる検討と実装を行った上で、評価する。23年度では特徴量として各フレーム画像におけるオプティカルフローを用いた。24年度では、カメラ移動の考慮、オブジェクト以外の背景の除去、自然な貼り付け音を生成するための手法の検討といった編集部の改良を目指す。また、前処理部においては音の同期に対応する手法の検討を行うととともに、音データベースも拡充する。おおむね当初の予定どおりに研究費を使用する計画である。