hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体力の変化に影響を及ぼす遺伝子多型に関する研究

アンジオテンシンI変換酵素(ACE)遺伝子の挿入欠損(I/D)多型と身体能力やトレーニング効果の差異に関する研究は数多い。本研究では(1)ACE遺伝子I/D多型がどのようなメカニズムで身体能力やトレーニング効果に影響を及ぼすのか(2)加齢に伴う筋力の変化とACE遺伝子I/D多型の関係(3)高齢者を対象としたトレーニングの効果とACE遺伝子I/D多型の関係、(4)ACEノックアウト(KO)マウスの糖代謝についてを調査した。(1)ACE遺伝子I/D多型のI/I型とD/D型、それぞれ6名を対象として低・中・高強度の多段階運動負荷試験を行った。予想を反して安静時、運動中と回復期のいずれにおいてもACE遺伝子I/D多型間で血中アンジオテンシン(Ang)II濃度に差を認めなかった。またAng IIの変化はAng Iに依存して変化することを示した。(2)高齢者190名を対象に4年間の加齢に伴う脚伸展パワー、膝伸展力と握力の変化とACE遺伝子I/D多型について調査を行った。その結果、いずれの項目においてもACE遺伝子I/D多型間で差を認めなかった。(3)135名の高齢者を対象に12週間のステップ運動トレーニングを行い、その効果をACE遺伝子I/D多型間で比較した。その結果、有酸素性作業能力と脚伸展パワーに有意差を認めなかったものの、心機能の指標の1つである心電図のQTc間隔がI/I型に比べてD/D型で有意に改善した。(4)ACE KOマウスへ糖負荷試験とインスリン負荷試験を実施した。今後、野生型との比較を行う。以上の結果はACE遺伝子I/D多型は身体能力に強い影響を及ぼす因子ではないことを示唆する。しかしこの遺伝子多型間が心機能の運動適応に影響を及ぼす可能性がある。これは身体能力には差が無くとも適応のメカニズムがこの遺伝子多型間で異なる可能性を示唆している。目的:運動負荷試験中の内分泌反応にアンジオテンシンI変換酵素(ACE)遺伝子多型性の関与が認められるか?対象者:ACE遺伝子多型のI/I型とD/D型の健常若年者,各6名の計12名。運動負荷試験中の循環生理応答:(1)1/2LT,(2)LT,(3)OBLA,(4)Maxに相当する運動強度で,それぞれ10分間の多段階運動負荷試験を行った。運動前,各負荷終了2分前,運動終了3分後に,肘静脈からの採血と自動血圧計による血圧測定,心電図モニターから心拍数を測定した。更に,各負荷終了1分前から呼気ガスを測定し酸素摂取量を算出した。血液検査項目:アドレナリン,ノルアドレナリン,ドーパミン,レニン活性,ACE活性,アンジオテンシンI,アンジオテンシンII,アルドステロン,心房性ナトリウム利尿ペプチド,脳性ナトリウム利尿ペプチド,血中乳酸濃度を測定した。結果・まとめ:運動前,各負荷の運動中,運動終了3分後のACE活性はI/I型に比べD/D型が有意に高い値を示した。これは先行研究(Rigat et al. J.clin. invest.1990)を追認する結果となった。

しかし収縮期血圧,拡張期血圧,平均血圧,心拍数,アドレナリン,ノルアドレナリン,ドーパミン,レニン活性,アンジオテンシンI,アンジオテンシンII,アルドステロン,心房性ナトリウム利尿ペプチド,脳性ナトリウム利尿ペプチド,血中乳酸濃度は,いずれの負荷においても遺伝子多型間で有意な差が認められなかった。我々は血液中のアンジオテンシンIIの濃度が,ACE遺伝子多型に影響されないことを見出し,その成果をアメリカスポーツ医学会にて発表した(Tobina et al.2003)。【目的】【方法】無作為に抽出された72歳の高齢者600名のうち、2000年から2004年までの4年間、毎年実施した体力測定を完遂した190名(I/I型:77名,I/D型:85名,D/D型:28名)である。測定項目は膝伸展力、脚伸展パワー、握力である。【結果】初年度の筋力に遺伝子多型間で有意差を認めなかった。また4年間の膝伸展力(-7.83±14.15,-5.65±11.09,-11.04±14.68kg:それぞれI/I型,I/D型,D/D型;mean±SD)、脚伸展パワー(-80.8±155.2,-115.9±171.7,-105.6±126.3watts;それぞれI/I型,I/D型,D/D型)、握力(-2.42±4.27,-3.36±3.34,-3.54±3.54kg;それぞれI/I型,I/D型,D/D型)の経時的変化にACE遺伝子I/D多型間で差を認めなかった。この研究結果はACE遺伝子I/D多型が加齢にともなう身体能力の変化に影響を及ぼす因子でない事を明らかにした。ACEノックアウトマウスに関する研究Emory大学のDr.BernsteinよりアンジオテンシンI変換酵素(ACE)ノックアウトマウスの分与を受け、研究に使用できるよう現在クリーニングを行っている最中である。【目的】(1)ACE遺伝子ノックアウトマウスにおける糖代謝と骨格筋組成の調査(2)高齢者におけるACE遺伝子多型と運動トレーニング効果の関係の調査【方法】(1)ACE遺伝子ノックアウトマウスのオス10匹に糖負荷試験(2g/kg)とインスリン負荷試験(0.75units/kg)を行った。腹内注射後15、30、45、60分と糖負荷試験時には120分に尾から血液を採取して血糖値を測定した。(2)136名の高齢者を対象に乳酸閾値(LT)強度の運動トレーニングを12週間実施した。トレーニング前後で有酸素性作業能力、脚伸展パワーと心機能(心電図)の測定を行い、遺伝子多型間で比較した。【結果】(1)コントロールマウスの糖負荷試験が終了していないため、現時点では先行研究のマウスのデータと比較した。糖負荷試験時の血糖値は100±36,355±57,342±61,256±54,131±40mg/dl (15、30、45、60、120分:平均±標準偏差)であり、Andrewらのデータ(J. Clin. Invest.2003)とほぼ同様の変化となった。また100±0,94.5±39,71.0±24,67.4±23% baseline(15、30、45、60分)であり、Guptaら(J. Clin. Invest.2005)の60分目データ(およそ50% baseline)と比較して高い数値となっている。(2)対象者の年齢、トレーニング時間とトレーニング前の値を調整して、それぞれの変化について統計を行った。有酸素性作業能力と脚伸展パワーは遺伝子多型間で差は認められなかったが、新機能の指標であるQTc (QT間隔を心拍数で補正した値:心筋の電気的収縮時問)はD/D型はI/I型に比べて有意に減少した。
酸化物高温超伝導体の分光学的研究

格子振動のラマン散乱において、正孔濃度依存性から正孔の入る位置を決定した。Bi_2Sr_2Ca_<1-x>Y_xCu_2O_<8+y>においてCuO_2面の酸素原子が振動するモードのエネルギーが正孔濃度の減少によって大きく変化するがCuO_5ピラミッドの頂点の酸素原子が振動するモードはあまり変化しない。それに対してYBa_2Ca_3O_<7-y>では頂点の酸素原子が振動するモードは大きな変化を示すが、CuO_2面の振動はあまり変化しない。このことからBl_2Sr_2-Ca_<1-x>Y_xCu_2O_<8+y>ではCuO_2面の酸素原子位置に、YBa_2Ca_3O_<7-y>ではピラミッドの頂点に正孔が入ることが結論される。
イオン液体中で自己集積化させた銀ナノワイヤーの導電性高分子との複合化及び機能化

イオン強度が非常に高いイオン液体中では電気二重層の広がりは望めない。すなわちイオン液体中でのコロイド粒子間には、一般的なコロイド分散媒である水や極性溶媒で働く電気二重層の重なりに起因する静電斥力が静電遮蔽効果により働かず、凝集すると予想される。しかし、近年の研究結果は、イオン液体中にコロイド物質が安定に分散するといった多くの事実を示している。しかし、何故安定化するか、さらにはその安定化のメカニズムなどは不明のまま残されていた。本研究では、コロイド粒子のイオン液体中における分散安定性について系統的に研究するために、銀ナノ粒子を取り扱う前駆段階として、表面性状の明確な単分散シリカ微粒子を選択しその分散安定化に寄与する斥力の起源について精査した。具体的には、表面に開始剤を導入しgrafting-from法で原子移動ラジカル重合(ATRP)法により高分子鎖を導入した微粒子と、裸のシリカ微粒子を用意した。この2種の微粒子を用い、種々のイオン液体中での分散安定性を動的光散乱、直接電顕観察により調べた。その結果、修飾鎖の立体効果による斥力が働く場合にはコロイド粒子が安定分散することを見出した。この場合、濃度増加させると粒子が配列し最終的には籠効果によって動けなくなり、コロイドガラスを形成した。さらに、コロイド粒子系、修飾鎖の長さを制御すると、コロイドガラスが構造色を呈することを見出した。本コロイドガラスは、可視光選択反射特性、高イオン伝導性、熱安定性、不揮発性などの特徴を有するため、太陽電池の電解質層など、新しいオプトイオニクス材料としての展開も視野に入れ、その詳細を明からにした。本研究は、ナノ物質/高分子複合体のイオン液体での自己集積による機能発現を目指している。研究の第一段階とし、ナノ物質としてシリカナノ粒子を、高分子に(ポリメチルメタクリレート)(PMMA)を選択し、PMMA修飾シリカ微粒子の合成を行った。シリカ微粒子表面にシランカップリング剤を結合させた後、ここを起点にPMMAをリビングラジカル重合にて修飾した。得られた微粒子は、イオン液体に分散することで濃度増加によりゾルーゲル転移を誘起した。このゲルは電解質であるイオン液体が含まれているので、高いイオン導電性を示した。また、約15wt%の微粒子を混合したものは、その規則配列構造により赤色の構造色を発現した。約25wt%、約30wt%の微粒子を含むものはそれぞれ緑色、青色の構造色を示し、微粒子の混合比率により可視光領域の光反射を自在に制御できることを見出した。構造色は特定波長の光を反射することで見られる現象であるが、今後、このゲルを色素増感太陽電池の電解質層に適用することで太陽電池の性能向上につながると考えている。従来は色素に吸収されずに透過していた特定の波長領域の光が、電解質層で反射し色素に二次吸収されることで、より太陽電池の高効率化が見込まれる。この半年間で見出した結果は、色素増感太陽電池の高性能化を考慮すると非常に意義深く、重要であると考えられる。
胃癌における温熱耐性の解明に関する分子生物学的検討

変異型p53、hsp72各々の発現と胃癌温熱療法症例の予後との関係を知るために、胃癌切除標本を用い、免疫組織学的に検討を加えたが、両者ともその発現は温熱療法施行症例の予後と相関は認められなかった。この結果および大腸癌株化癌細胞を用いた実験系で温熱療法によりdThdPaseが上昇することが明らかにされている事実を踏まえ、胃癌のおける温熱耐性の解明という主旨に従い、胃癌における温熱耐性とThymidine phosphorylase(以下dThdPaseと省略)発現の視点から研究を展開した。まず、抗ヒトdThdPaseモノクローナル抗体を用いて、当科において温熱療法を併用した治療を行い予後の明かな進行再発胃癌患者25例の新鮮凍結標本を用いて、免疫組織化学的なdThdPaseの発現を検討した。dThdPaseの発現は48%に認めれ、3年生存例はdThdPase陰性では15%であるのに対して、陽性例では75%で統計学的に有意差を認めた。さらに、近年、dThdPaseは血管新生に関与する血小板由来血管内皮細胞増殖因子(PD-ECGF)との相同性があきらかにされており、抗ヒト第VIII因子抗体を用いた免疫染色を同一の検体により行ったところ、dThdPaseと血管新生に正の相関を認めた。現在のところ温熱療法を施行していない胃癌症例のdThdPaseは検討していない。しかし、温熱療法を行っていない乳癌症例ではむしろdThdPase陽性例は予後が不良であり、上記の温熱療法を行った胃癌症例とdiscrepancyが生じる結果となっている。この理由として癌腫による差の他、各種サイトカインによりdThdPaseが誘導される可能性もあり、温熱療法により誘導されたサイトカインを介してdThdPaseの発現がコントロールされていることも考える得る。今後、温熱耐性がdThdPase、さらにはサイトカインネットワークにより調整される可能性を示唆できた点で大変興味深いと考えられる。当初の計画に従い、当科にて胃癌手術がなされ術後温熱療法を施行した64例を対象に、変異型p53、hsp72の発現を蛋白レベルにて、免疫組織学的に検討をおこなった。パラフィン切片での検討では、変異型p53、hsp72とも約50%に発現を認めた。さらに、同一検体において凍結切片の染色性とパラフィン切片での染色性の相違を検討したが、凍結切片においては、変異型p53はパラフィン切片と染色性がほぼ同一であったが、hsp72は些か異なる結果が得られた。すなわち、ホルマリン固定までの時間よりhsp72が核内または細胞質内に顆粒状に染色されるといった染色部位の差を認めた。また、当初予定された染色部位と予後との間には相関がなかた。変異型p53、hsp72の発現と胃癌温熱療法症例の予後とに相関が予想されたが、現在までの検討では、変異型p53、hsp72の発現と予後とにはいずれも相関のない可能性が明らかとなった。予後および温熱療法の感受性につき検討を行ったが、いずれの因子ともに相関は認められなかった。現時点で臨牀材料を用いた検討はhsp72においては困難であることが示唆された。さらに、凍結切片を用いたmRNAレベルでの解析においてもhsp72の発現量と予後との間に関連は認められなかた。

以上のnegative dataの意義については明かでない点も多く、現在検討中であるが、他臓器の悪性腫瘍をも含め、解析をすすめている。平成6年度の検討において、変異型p53、hap72各々の発現と胃癌温熱療法症例の予後とに相関のないことが明かとなり、平成7年度の実験計画は胃癌のおける温熱耐性の解明という主旨に従い、胃癌における温熱耐性とThymidine phosphorylase(以下dThdPaseと省略)発現の視点から研究を展開した。この基礎的背景として、大腸癌株化癌細胞を用いた実験系で温熱療法によりdThdPaseが上昇することが明らかにされていることがあげられる。まず、抗ヒトdThdPaseモノクローナル抗体を用いて、当科において温熱療法を併用した治療を行い予後の明かな進行再発胃癌患者25例の新鮮凍結標本を用いて、免疫組織化学的なdThdPaseの発現を検討した。25例中dThdPaseの発現は12例(48%)に認めれ、3年世存例はdThdPase陰性13例中2例(15%)であるのに対して、陽性例では12例中9例(75%)で統計学的に有意差を認めた。さらに、近年、dThdPaseは血管新生に関与する血小板由来血管内皮細胞増殖因子(PD-ECGF)との相同性があきらかにされており、抗ヒト第VIII因子抗体を用いた免疫染色を同一の検体により行ったところ、dThdPaseと血管新生に正の相関を認めた。現在のところ温熱療法を施行していない胃癌症例のdThdPaseは検討していない。しかし、温熱療法を行っていない乳癌症例ではむしろdThdPase陽性例は予後が不良であり、上記の温熱療法を行った胃癌症例とdiscrepancyが生じる結果となっている。可能性としては癌腫の差も考えられるが、各種サイトカインによりdThdPaseが誘導されるという報告も散見さる。このことから温熱療法により誘導されたサイトカインを介してdThdPaseの発現がコントロールされている可能性も考慮に入れる必要があろう。今後、温熱耐性がdThdPase、さらにはサイトカインネットワークにより調整される可能性を示唆できた点で大変興味深と考えられる。
酸素スタットの製作と酸素濃度精密制御による代謝解析

前年度に製作した酸素スタット反応解析装置を用いて、実際に酸素濃度を制御しながら酸素反応を行わせ、制御の限界と問題点、さらに改良点を検討した。用いたのはチトクロム酸化酵素で、基質である還元型チトクロムCの酸化を吸光度の時間変化として追跡するに際して、反応溶液中の酸素濃度を酸素ポンプを用いて制御し、反応が進行している間、酸素濃度を一定に保つことにした。その結果、酸素濃度が下限として1.5×10σMを保つことが可能であることを確認した。更に、酸素濃度を変化させる一方で、反応液に一定濃度の過酸化水素を共存させ、チトクロム酸化酵素活性とチトクロムCペルオキシダ-ゼ活性を測定したところ、調べた酸素濃度範囲でペルオキシダ-ゼ活性は殆んど変化しない反面、3×10σM以下で酸化酵素活性が顕著に低下する、という興味のある現象が見出された。このことは各種酵素反応で、酸素濃度の影響の解析が、現実的になったことを示すもので、今後の応用に期待がもたれる。この観察との関連で、ラットの潅流肝の反射スペクトルを酸素濃度を変化させて記録し、カタラ-ゼのcowpoundIのみならずCowpoundIIが定常的に生成していることを始めて確認することが出来た。今後、酸素代謝の解析に重要な知見を与えるものと思われる。このような代謝解析への応用で、酸素スタット法の有用性が確認されたので、改めて酸素濃度の制御、吸光度等の同時測定を統合化した反応解析装置にまとめるために、デ-タの処理、結果の3次元表示を含めたコンピュ-タプログラムを現在まとめつつある。酸素スタット反応解析装置として以下の條件を満たすシステムを製作した。(1)反応溶液の容量を10ml以下とし、恒温ジャケットをつけた。(2)酸素濃度の制御範囲を10^<-3>10^<-6>Mとする。(3)酸素濃度、pH、吸光度、蛍光の検出を標準的仕様とした。(4)一定組成の混合気体を酸素濃度をモニターしながら供給。(5)反応基質溶液の微量連続供給。(6)反応産物の分析定量のための反応溶液の微量分取。一方、分光蛍光光度計にオプショナルインターフェースを装着し、パーソナルコンピュータにGPIBを介して接続し、光度計の制御とデータ処理のためのプログラムを作成した。またpHモニターと自動調節に、自動滴定装置のpHスタット機能を活用してシステムを構築、さらに反応液の吸光度変化を精度よく測定するために、従来から保有していたシングルビーム分光光度計に16ビットのAD converterを組み込み性能を改善した。その結果、反射スペクトルによる潅流臓器の呼吸酵素系成分の挙動の観察が可能になった。また過酸化水素濃度の時間変化をモニターするために、過酸化水素電極とその測定回路を製作し、その動作を検討、満足すべき性能を示した。
統計情報を利用した人口の時空間分布推定モデルの開発と自然災害リスク評価への展開

本研究では,国勢調査,経済センサス,社会生活基本調査といった全国的に整備される統計情報を利用することで,任意の時刻における広域圏内人口分布を推定するためのモデルの開発を行った.同モデルにより,京阪神都市圏の時刻別人口分布の推定を行い,交通網の被害発生状況や徒歩による通勤・通学者の帰宅可能距離が,大規模自然災害時における帰宅困難者の発生に及ぼす影響を分析した.また,2011年東北地方太平洋沖地震が発生した際の気仙沼市における人口分布の推知を行い,立地施設の種別や規模が津波浸水区域内の滞在人口に及ぼす影響を分析した.本研究では,全国的に整備される統計情報を活用することで,任意の時刻における広域圏内人口分布を推定するためのモデルを開発する.また,同モデルによる推定結果を地震災害の外力の推定結果と重ね合わせることで,地震災害が発生した場合の人的被害発生過程の特徴を整理し,被害を効果的に低減するための対策のあり方について検討を加えることを目的としている.平成25年度は,以下の3課題について検討した.(1)行動推定モデルの改良:従来,就業者を対象としていた行動推定モデルを改良し,平日の学生の行動の推定を行えるようにした.また,鉄道ネットワークに加え,道路ネットワークの経路探索を行うことで,鉄道利用者以外の通勤・通学経路の推定を行えるようにした.また,国勢調査の小地域単位の集計を行っていたものを改め,500mメッシュ単位での推定を行えるようにした.(2)京阪神都市圏における災害時帰宅困難者数(就業者・学生)の推定:改良したモデルにより推定された流動人口分布をもとに,平日の京阪神都市圏における災害時帰宅困難者分布を推定した.また,この結果をもとに,京阪神都市圏における帰宅困難問題の特徴を分析した.(3)非就業者・非学生の行動特性の統計分析:今後,非就業者・非学生の行動推定を行っていくことを念頭に,これらの行動特性を調べた.具体的には,社会生活基本調査の匿名データを利用して,外出回数や外出時間に対する,年齢,性別,職業などの個人属性の影響を分析した.本研究では,全国的に整備される統計情報を活用することで,任意の時刻における広域圏内人口分布を推定するためのモデルを開発する.また,同モデルによる推定結果を地震災害の外力の推定結果と重ね合わせることで,地震災害が発生した場合の人的被害発生過程の特徴を整理し,被害を効果的に低減するための対策のあり方について検討を加えることを目的としている.平成26年度は,(1)統計データを使用した非就業者の外出行動目的,(2)非集計モデルによる非就業者外出行動先の推定の分析,(3)人的被害発生過程の分析に向けた基礎的検討,の3課題について検討した.課題(1)では,社会生活基本調査の個票データを使用して,年齢・性別に応じた外出行動目的の分析を行った.同調査では,被験者の一日の行動を20種類に分類しているが,このうち自宅内行動を含まない2回の「移動」に挟まれているもの,もしくは,「買物」,「スポーツ」,「ボランティア社会活動」,「交際付き合い」,「受診診療」を外出行動とみなし,これらの組み合わせ発生確率をモデル化した.課題(2)では,非集計モデルを用いることで,目的に応じた外出行動先の組み合わせ推定手続きを整備した.非集計モデルの説明変数には,一日の総移動距離と,国土数値情報ならびに経済センサスから得られる地域指標を採用した.説明変数のパラメータ推定には,過去に実施されたパーソントリップ調査の結果を用い,統計的に有意な推定が行えることを確認できたが,正答率は就業者・学生の場合に比べて低下した.課題(3)では,東北地方太平洋沖地震におけると津波浸水区域と死者・行方不明者数の分布を,国勢調査の昼間人口分布と対比させることで,次年度に実施する予定の人的被害発生過程の分析に向けた基礎的な検討を行った.本研究では,全国的に整備される統計情報を活用することで,任意の時刻における広域圏内人口分布を推定するためのモデルを開発する.また,同モデルによる推定結果を地震災害の外力の推定結果と重ね合わせることで,地震災害が発生した場合の人的被害発生過程の特徴を整理し,被害を効果的に低減するための対策のあり方について検討を加えることを目的としている.平成27年度は,以下の2課題について検討した.(1)離散選択モデルによる非定型的外出行動の推定(2)東北地方太平洋沖地震発生時における流動人口分布の推定課題(1)では,統計調査の結果を利用することで,対象とする圏域内における住民一人一人の一日の行動の軌跡を推定し,その結果を集計することで地域単位の人口分布の時刻変動を推定することとした.ここでは,対象を,平日の外出先を比較的推測しやすい就業者・学生と,その他の非就業者・非学生に分けて検討しているが,後者については,睡眠や食事,身の回り行動など必須と考えられる行動以外の行動の組み合わせを,社会生活基本調査の結果に基づいて確率的に決定し,決定された行動が外出行動を伴う場合に,外出行動目的に適合した目的地を離散選択モデルにより選択することとした.離散選択モデルの説明変数には,一日の総移動距離と,国土数値情報ならびに経済センサスから得られる地域指標を採用した.説明変数のパラメータ推定には,過去に実施されたパーソントリップ調査の結果を用い,統計的に有意な推定が行えることを確認できた.課題(2)では,開発したモデルを,2011年東北地方太平洋沖地震で被害を受けた気仙沼市に適用した.当時の津波浸水区域と重ね合わせを行った結果,津波浸水区域内の人口は,津波が襲来する時間帯によって23,500人から26,000人の間で変動することが分かった.

本研究では,国勢調査,経済センサス,社会生活基本調査といった全国的に整備される統計情報を利用することで,任意の時刻における広域圏内人口分布を推定するためのモデルの開発を行った.同モデルにより,京阪神都市圏の時刻別人口分布の推定を行い,交通網の被害発生状況や徒歩による通勤・通学者の帰宅可能距離が,大規模自然災害時における帰宅困難者の発生に及ぼす影響を分析した.また,2011年東北地方太平洋沖地震が発生した際の気仙沼市における人口分布の推知を行い,立地施設の種別や規模が津波浸水区域内の滞在人口に及ぼす影響を分析した.就業者・学生に加え,非就業者についても一日の行動推定の見通しを立てることができた.防災計画東北地方太平洋沖地震発生時における流動人口分布の推定を行い,津波浸水分布との比較などから人的被害発生過程の分析を行う.おおむね当初の計画通り進めることができた.研究成果発表の場として適当な国際会議が次年度に開催されるため.今後の研究の進め方に大きな変更はない.主に研究成果の発表に使用する.少額の未使用額については,不必要に全額消費することを避けた.前年度未使用額は次年度の国内旅費などに充当する.
磁力線再結合現象を用いた非平衡プラズマ生成法の開発

16年度は、リコネクションのイオン加速・加熱特性を解明し、イオン温度が電子温度より高い非平衡プラズマ源、或いは安価な加速器への応用にめどをつけることができた。1次元および2次元ドップラー計測によれば、アウトフローで得られる最高速度は理論予測のアルベーン速度の80-100%であり、それが縦磁場の少ない場合はイオン粘性、縦磁場の大きい場合はファーストショックを介してイオン温度に変換されることが判明した。再結合磁場がゼロの異極性合体ではトロイダル方向の視線積分のドップラーシフトを直接計測・逆変換し、アウトフロー速度がアルベーン速度程度と速く、10cm位の大きなイオンラーマ半径程度のスケールにわたり、イオン粘性を介して急速なイオン加熱(0,5kGのスフェロマックに対して10MW程度)が発生していること、再結合磁場の倍程度の縦磁場のある場合は、アウトフロー速度自体の連度は落ちるものの、1-2cmのラーマ半径程度のスケールで電子密度、磁場、流速のジャンプが発生してファーストショックを介したイオン加熱が発生していることが判明した。ジャンプはランキン・ユゴニエ条件を満たしている。また、2次元静電プローブ計測を立ち上げて、リコネクション中に電流シート中心部の電子温度が周囲に比べて高くなることを明らかにした。不純物放射損失がまだ多いものの、シートコア部の電子温度はバルクプラズマの倍程度であり、縦磁場の大きいほど電子加熱が増加する。電流シートを上手に用いることで高電子温度型の非平衡プラズマが実現できることがわかった。縦磁場とインフロー速度の制御により、合体を用いたイオン温度・電子温度の自在に制御できることが明らかになり、大量粒子が加速できる安価な加速器、核融合プラズマ用急速イオン加熱源、高電子温度のプロセスプラズマ源の3つの方向で磁気リコネクションの非平衡プラズマ生成と応用について基本アイデアを取りまとめた。磁力線再結合現象の磁気エネルギーから運動・熱エネルギーへの変換効果を人為的に制御することにより、イオン温度のみ、或いは電子温度のみが高い安価な非平衡プラズマ源の試作を3年計画で進めている。今年度は、既設の装置を改造して磁力線再結合のイオン加熱・加速効果の利用に向けた基本特性の検証を進めると共に、プロセスプラズマ発生に適した新実験装置を設計・製作した。前者については、ライン光のドップラー広がりを用いた新たなトモグラフィー計測法を開発して、72チャンネルの2次元化イオン温度計測システムを構築した。その結果、イオン温度分布の2次元画像によって、磁力線再結合のアウトフローが電流シートの下流部分から順々にイオンを加熱するプロセスを明らかにすることができた。電流シートでも異常抵抗に関与すると考えられるイオン加熱が観測されたが、アウトフロー加熱が3倍以上(縦磁場条件による)大きいことが判明した。また、電流シートと平行な縦磁場が小さくなるほどアウトフローやそれに伴うイオン加熱が大きくなる基本特性を把握し、さらにvolticityを用いた新しいベクトルトモグラフィー手法を開発して、ライン光のドップラーシフトによる2次元流速計測にもめどを付けることができた。以上の実験を基に、内部制御コイルシステムの小型化により、プロセスプラズマ発生に適した直径50cmで長さ1mの新装置の設計・製作を行なうことができた。コイル配置とコイル電流波形を最適化して、多くの電子を加熱できる扁平で大きな電流シートが形成されるように工夫を行なった。数kGの大きさの縦磁場を印加することにより、再結合した磁力線によるイオン加速効果を抑制することができる。現在、来年度に向けて新装置を用いたイオン温度のみが高い非平衡プラズマの生成実験、速度成分をそろえた加速実験を立ち上げ中である。今年度は、イオン温度が電子温度に比べ大きな非平衡プラズマの生成、および速度成分をそろえたイオン加速実験に進展があった。ICCDカメラと拡大光学系を付加した分光器を用いて空間方向8点、波長方向200点程度の分解能で磁力線再結合面付近のプラズマライン光のドップラーシフトからリコネクションアウトフローの流速分布を計測し、視線方向の積分でアルベーン速度の数分の1程度であり、空間的には電流シート幅の倍程度で分布していることを明らかにした。また。ドップラー幅から、縦磁場の少ないリコネクションではイオン温度(10-100eV)が電子温度(数eV)に比べ十分に高い非平衡プラズマの生成を確認した。空間的にはリコネクション下流領域に明快な高温部が2つ形成されて磁気エネルギーからイオン流速さらにはイオン温度へのエネルギー変換が行われ、その効率は70-80%程度とかなり高効率であることが判明した。'これは、太陽フレアのX線計測で見られるアウトフローがファーストショックを引き起こして発生するプラズマ加熱に類似のものである。また、粒子加速の磁場スケーリング(速度が磁場に比例)を完成させつつあり、安価な加速器を製作する可能性についても検討を開始した。11月3-5日にはUS-Japan Symposium on Plasma Merging and Magnetic Reconnectionを米国カリフォルニア州カタリナ島で共催し、日米欧の主要研究者と共にリコネクション物理やその工学応用についても議論を深めた。これらの成果は「プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験」の題目でプラズマ核融合学会論文賞を受賞するに至っている。

再結合磁場がゼロの異極性合体ではトロイダル方向の視線積分のドップラーシフトを直接計測・逆変換し、アウトフロー速度がアルベーン速度程度と速く、10cm位の大きなイオンラーマ半径程度のスケールにわたり、イオン粘性を介して急速なイオン加熱(0,5kGのスフェロマックに対して10MW程度)が発生していること、再結合磁場の倍程度の縦磁場のある場合は、アウトフロー速度自体の連度は落ちるものの、1-2cmのラーマ半径程度のスケールで電子密度、磁場、流速のジャンプが発生してファーストショックを介したイオン加熱が発生していることが判明した。ジャンプはランキン・ユゴニエ条件を満たしている。また、2次元静電プローブ計測を立ち上げて、リコネクション中に電流シート中心部の電子温度が周囲に比べて高くなることを明らかにした。不純物放射損失がまだ多いものの、シートコア部の電子温度はバルクプラズマの倍程度であり、縦磁場の大きいほど電子加熱が増加する。電流シートを上手に用いることで高電子温度型の非平衡プラズマが実現できることがわかった。縦磁場とインフロー速度の制御により、合体を用いたイオン温度・電子温度の自在に制御できることが明らかになり、大量粒子が加速できる安価な加速器、核融合プラズマ用急速イオン加熱源、高電子温度のプロセスプラズマ源の3つの方向で磁気リコネクションの非平衡プラズマ生成と応用について基本アイデアを取りまとめた。
3次元距離計測イメージセンサの高分解能化のための短パルス光源の開発

近年, Time-of-Flight法による距離撮像は,他の三角測量に基づく方式に比べて装置の小型化や計算コストの面で優位性があり,ジェスチャー認識などを始めとして広まりつつある.その一つとして,安全性向上のための自動車内でのジェスチャーによる機器制御の開発が進められているが,屋外使用下では太陽光などの外乱光の影響により分解能が劣化し,実用化を阻む大きな障害となっていた.この障害を打破するために,短パルス型のTOF撮像素子の開発を進めている.短パルス型TOF法は一般的な位相検出TOF法(Kinnectなどに用いられる)に比べて,短時間にエネルギーを集中させるため,外乱光の影響を受けにくい撮像が実現できる.パルス幅を狭くすることで,外乱光耐性の向上と更なる高分解能化が見込まれるが,現状のパルス幅は, LEDの応答で律速されていた.そのため,レーザダイオードによる新たな短パルス光源の開発が必要であった.現状のパルス幅は, LEDの応答で律速されている.そのため, LDによる新たな短パルス光源の開発が必要であった.これまでのLEDではパルス幅13ns程度の応答が限界であったため, LEDではなくLDにおいて5ns程度のパルス幅が実現できる光源を開発した.実際に, 13nsのLED光源と5nsまでのパルスを発生できるLD光源を使い, TOFイメージセンサで分解能の比較測定を行った.13nsLED光源では,対象物まで80cmの場所での分解能が2.6mm程度である.それに比べ,開発したLD光源では, 5nsのLD光源では, 60cmの距離での分解能が0.9mm, 80cmの距離でも0.11mmとLED光源に比べて大幅に分解能の向上が実現できた.近年, Time-of-Flight法による距離撮像は,他の三角測量に基づく方式に比べて装置の小型化や計算コストの面で優位性があり,ジェスチャー認識などを始めとして広まりつつある.その一つとして,安全性向上のための自動車内でのジェスチャーによる機器制御の開発が進められているが,屋外使用下では太陽光などの外乱光の影響により分解能が劣化し,実用化を阻む大きな障害となっていた.この障害を打破するために,短パルス型のTOF撮像素子の開発を進めている.短パルス型TOF法は一般的な位相検出TOF法(Kinnectなどに用いられる)に比べて,短時間にエネルギーを集中させるため,外乱光の影響を受けにくい撮像が実現できる.パルス幅を狭くすることで,外乱光耐性の向上と更なる高分解能化が見込まれるが,現状のパルス幅は, LEDの応答で律速されていた.そのため,レーザダイオードによる新たな短パルス光源の開発が必要であった.現状のパルス幅は, LEDの応答で律速されている.そのため, LDによる新たな短パルス光源の開発が必要であった.これまでのLEDではパルス幅13ns程度の応答が限界であったため, LEDではなくLDにおいて5ns程度のパルス幅が実現できる光源を開発した.実際に, 13nsのLED光源と5nsまでのパルスを発生できるLD光源を使い, TOFイメージセンサで分解能の比較測定を行った.13nsLED光源では,対象物まで80cmの場所での分解能が2.6mm程度である.それに比べ,開発したLD光源では, 5nsのLD光源では, 60cmの距離での分解能が0.9mm, 80cmの距離でも0.11mmとLED光源に比べて大幅に分解能の向上が実現できた.
運動系の制御・調整機構における微量元素の役割-ウィルソン病での解析を中心にして-

先天性銅代謝異常症であるウィルソン病において,中枢神経障害の評価,中枢神経に対する治療効果判定に髄液銅定量が有用であることを明らかにした.またもう一つの銅代謝異常症であるメンケス病に関して,モデル動物であるマクラ・マウスの各組織の銅含有量,チトクロームCオキシダーゼ(CCO)活性を検討した.結果(1)マクラ・マウス中枢神経系において,銅含有量とCCO活性は,大脳,小脳,脊髄のいずれでもほぼ同じ傾向を示した.すなわち日令7のマクラ・マウスでは対照に比べ銅含有量は低下し, CCO活性は明らかな低下を示した.日令14では銅含有量, CCO活性とも著明に低下していた.(2)マクラ・マウス肝での銅含有量は対照より明らかな低値であったがCCO活性の低下は軽度であった.(3)マクラ・マウスでの腎の銅含有量は,日令7, 14とも対照より著明な高値を示したが, CCO活性は日令14ではむしろ低下した.(4)マクラ・マウス中枢神経系のCCO染色において,染色性が対照より明らかに低下する細胞と,対照に同程度に保たれる細胞が区別された.以上よりマクラ・マウスには,銅含有量の増加する組織と低下する組織があるが, CCO活性は両者とも低下する傾向を示し,銅分布異常とともに,銅利用障害の存在が疑われた.またマクラ・マウス中枢神経系のCCO染色性では,細胞の種類により銅分布,あるいは,銅利用の差があることが推定された.先天性銅代謝異常症であるウィルソン病において,中枢神経障害の評価,中枢神経に対する治療効果判定に髄液銅定量が有用であることを明らかにした.またもう一つの銅代謝異常症であるメンケス病に関して,モデル動物であるマクラ・マウスの各組織の銅含有量,チトクロームCオキシダーゼ(CCO)活性を検討した.結果(1)マクラ・マウス中枢神経系において,銅含有量とCCO活性は,大脳,小脳,脊髄のいずれでもほぼ同じ傾向を示した.すなわち日令7のマクラ・マウスでは対照に比べ銅含有量は低下し, CCO活性は明らかな低下を示した.日令14では銅含有量, CCO活性とも著明に低下していた.(2)マクラ・マウス肝での銅含有量は対照より明らかな低値であったがCCO活性の低下は軽度であった.(3)マクラ・マウスでの腎の銅含有量は,日令7, 14とも対照より著明な高値を示したが, CCO活性は日令14ではむしろ低下した.(4)マクラ・マウス中枢神経系のCCO染色において,染色性が対照より明らかに低下する細胞と,対照に同程度に保たれる細胞が区別された.以上よりマクラ・マウスには,銅含有量の増加する組織と低下する組織があるが, CCO活性は両者とも低下する傾向を示し,銅分布異常とともに,銅利用障害の存在が疑われた.またマクラ・マウス中枢神経系のCCO染色性では,細胞の種類により銅分布,あるいは,銅利用の差があることが推定された.
セミドライMQL/冷風加工における空気冷却メカニズムの解明と冷却効率向上の検討

環境保護の観点から,油剤を使用しないセミドライMQL加工やドライ冷風加工などにおいて,空気単層流の加工点の冷却メカニズム,加工熱と供給空気冷却との熱収支限界の基礎関係を把握するための実験と解析をし,また実際のCBN研削により確認した.赤外線加熱器によって,想定した加工熱を工作物に与え,その加熱点に与える空気の供給状態を変化させ実験を行い,また加工点の空気除熱伝熱関係を逆問題解析し,種々の供給条件における冷却特性を求めた.供給空気の流速が速く,低温になるほど,加工点および周囲の冷却性が高くなるとわかった.また,CBNホイールで高能率冷風円筒研削を行い,工作物の表面組織状態,硬さ分布,残留応力分布を測定した.0.2Nm^3/min,-60°Cの冷風で,高能率研削でも油剤と同じ冷却効果が得られることを確認した.さらに,高速空気流の中に水滴ミストを混入させ,ミスト添加による乱れの増加や潜熱による冷却性向上を目的に基礎実験と解析を行い,その効果を明らかにした.流速をレーザドップラー流速計で測定し,加熱点における液滴や液膜の状態を高速CCDカメラによって測定,観察した.加熱点温度は電圧制御され,定常状態にし,外挿値により加熱表面温度をフーリエの法則を用いて壁面熱流束を求めた.水滴を添加させたことによる気相の攪乱効果よりも液膜形成による潜熱効果が大きいことがわかった.水滴量0.3L/hでは,空気単層流の約3倍であり,水滴量に比例して冷却性効果があった.また,水滴速度が速い方が熱伝達率が高くなることがわかった.しかし,冷却性を高めるためにはある程度以上の水滴量が必要とわかった.以上のように,空気単層流でも流量を少なくしても,流速を向上させることにより熱伝達率が向上し,冷却性が向上する.また水滴を圧縮空気とともに供給することによって,潜熱から冷却性が高くなることがわかった.環境保護の観点から,油剤を使用しないセミドライMQL加工やドライ冷風加工などにおいて,空気単層流の加工点の冷却メカニズム,加工熱と供給空気冷却との熱収支限界の基礎関係を把握するための実験と解析をし,また実際のCBN研削により確認した.赤外線加熱器によって,想定した加工熱を工作物に与え,その加熱点に与える空気の供給状態を変化させ実験を行い,また加工点の空気除熱伝熱関係を逆問題解析し,種々の供給条件における冷却特性を求めた.供給空気の流速が速く,低温になるほど,加工点および周囲の冷却性が高くなるとわかった.また,CBNホイールで高能率冷風円筒研削を行い,工作物の表面組織状態,硬さ分布,残留応力分布を測定した.0.2Nm^3/min,-60°Cの冷風で,高能率研削でも油剤と同じ冷却効果が得られることを確認した.さらに,高速空気流の中に水滴ミストを混入させ,ミスト添加による乱れの増加や潜熱による冷却性向上を目的に基礎実験と解析を行い,その効果を明らかにした.流速をレーザドップラー流速計で測定し,加熱点における液滴や液膜の状態を高速CCDカメラによって測定,観察した.加熱点温度は電圧制御され,定常状態にし,外挿値により加熱表面温度をフーリエの法則を用いて壁面熱流束を求めた.水滴を添加させたことによる気相の攪乱効果よりも液膜形成による潜熱効果が大きいことがわかった.水滴量0.3L/hでは,空気単層流の約3倍であり,水滴量に比例して冷却性効果があった.また,水滴速度が速い方が熱伝達率が高くなることがわかった.しかし,冷却性を高めるためにはある程度以上の水滴量が必要とわかった.以上のように,空気単層流でも流量を少なくしても,流速を向上させることにより熱伝達率が向上し,冷却性が向上する.また水滴を圧縮空気とともに供給することによって,潜熱から冷却性が高くなることがわかった.環境保護の観点から,油剤を使用しないセミドライMQL加工やドライ冷風加工などにおいて,空気の加工点の冷却メカニズム,加工熱と供給空気冷却との熱収支限界の基礎関係を把握するための実験装置と解析プログラムを作成し,またCBN研削により実際の研削データにより基礎的に確認した.具体的には,空気で加工点の冷却を行う場合の除熱限界量を,下記の単純化した単相流熱伝達モデル実験と解析を行った.加工点の発熱現象を単純化および理想化するため,被削材に平板のS50CやSCM435H(HRC50)を用い,研削加工による発熱現象の変わりに,被研削エネルギから想定した発熱量を,赤外線加熱器で被削材表面に過熱した.このとき,通常の赤外線では,スポットで加熱をすることが困難であることから,赤外線加熱器のレンズ集光部に石英光ファイバーを用いて,スポット(φ6mm)で1000°Cの加熱ができるようにした.その加熱点に対して,空気冷却装置で生成した圧縮空気(温度+30-60°C,流量0700NL/min,圧力0.10.7MPa)による衝突噴流を,供給条件を変化させて伝熱面にあてて冷却し,そのときの温度変動や定常温度状態を,被削材伝熱面に配置して埋め込んだシース型伝対(φ1mm)によって測定した.

ここで,発熱点の空気除熱伝熱関係を,差分法を用いて逆問題解析をするプログラムを作成し,種々の供給条件における冷却特性を求められるようにした.また,CBNホイールでSCM435H(HRC50)を単位時間あたり研削しろ断面積901800mm^2/minで冷風円筒研削を行い,加工点温度,研削中の工作物表面温度,工作物の表面組織状態,硬さ分布,残留応力分布を測定し,基礎的研削発熱量の測定と各項目に対して0.2Nm^3/min,-40°Cの冷風で油剤冷却と同じ効果があることを確認した.環境保護の観点から,油剤を使用しない加工を構築する必要がある.昨年度は,単層流の高速空気による加工点の冷却メカニズム,加工熱と供給空気冷却との熱収支限界の基礎関係を把握した.本年度は,冷却性をさらに高めるため,高速空気流の中に水滴ミストを混入させ,ミスト添加による乱れの増加や潜熱に起因する熱伝達率の増加を目的とし,基礎実験と解析を行った.具体的には,空気流および水滴ミスト流での簡易的な加熱点の冷却状態を観察する実験装置を試作し,空気流と水滴ミスト流の流速をレーザドップラー流速計(LDV)で測定し,加熱点における液滴や液膜の状態をCCD高速カメラによって観察した.また,液滴径は,液滴採取シャッターにより液滴を採取し,カメラ撮影を行うことによって求めた.加熱点は,ヒータによって電圧制御され,定常状態にし,熱電対から外挿値により加熱表面温度を,フーリエの法則を用いて壁面熱流束を求めた.これらの結果,10m/s程度の遅い流れにおいては,空気単層流では6x10^2/m^2Kであるが,水滴量4L/hでおよそ30倍(1.2x10^4/m^2K),水滴量8L/hでおよそ50倍(3.0x10^4/m^2K)であった.水滴を添加させたことによる気相の攪乱効果よりも液膜形成による潜熱効果が大きいことが観察からわかった.水滴量0.3L/hでは,空気単層流の約3倍であり,水滴量に比例して冷却性効果があった.また,水滴速度が速い方が,熱伝達率が高くなることがわかった.また,シュールトムソンを利用し,空気温度を下げる検討を行ったが,空気の圧力(流速)が低下することから,好ましくないことがわかった.以上から,空気流に水滴を添加することによって冷却性を高めることができるが,冷却性を高めるためにはある程度以上の水滴量が必要であることがわかった.また,供給速度を高くした方が冷却性を高くできることがわかった.
浸透学習法とその応用に関する研究

本研究では,申請者らが浸透学習(percolative learning)と呼ぶ階層型神経回路網の学習手法の基礎理論・実現方法,及び社会実装を想定した複数分野への応用について研究を行なう.浸透学習は学習時のみ利用できる入力情報(Aux)を,学習時・運用時の両方で利用できる入力情報(Main)に“浸透"させることで,Mainだけを学習・運用に用いた場合より高精度の認識・分類を実現する手法である.これまでに,まず浸透学習回路を進化計算法で最適化する手法を開発した.浸透学習では,AuxとMainの両方を用いた学習の後で,Auxの情報を削減しながら影響が出ないよう一部の結合荷重を修正するが,その際の方法,Aux,Mainに関わる神経回路網の構造などを最適化することで性能を向上させることがわかっており,ここではそのための最適化手法を開発し,実験により有効性を確認した.次に,脳波,心拍などのバイタルデータをAuxとし,表情動画像をMainとするマルチモーダルなデータに対して適用して手法の有効性を確認した.脳波情報を浸透させた浸透回路によって,画像を見ている人の表情だけを用いる通常の場合より高精度な認識を実現した.また,時系列予測への適用のための基礎方式を開発し,実際のデータに適用してその有効性を確認した.この際,未来の情報をAux,現在までの情報をMaxとして入力することで,未来から過去を予測する式を考慮した予測を実現することができることを確認した.本研究は,研究期間中に次の15の研究項目を同時並行的に実施する.1浸透学習の基礎手法の確立:基礎構造と学習アルゴリズムを確立する.2浸透学習の改良手法の開発:浸透させる入力情報を最適化する手法を開発する.3応用1:マルチモーダル認識へ応用して有効性を検証する.4応用2:マルチセンサ認識へ応用して有効性を検証する.5応用3:時系列予測問題へ応用して有効性を検証する.これまでに,1,2の一部,3,5の一部を実現して提案手法の有効性を確認した.また,浸透学習法に興味をもつ企業が主催するコンソーシアムにおいて,浸透学習だけの研究会が作られ,そこに複数の企業が自主的に参加するなど,社会実装のための準備を確実に進めることができた.以上により上記の評価とした.本研究は予定以上の成果を残しながら問題なく遂行中であり,今後もこのまま実施する予定である.本研究の2年目である2019年度は,2018年度に開発した手法をさらに改良してその精度,有効性を高めるとともに,上記の応用1応用3に対する応用を通して,理論的な考察だけでなく,実践的な有効性を併せて追求する予定である.2019年度は,特に応用2のマルチセンサデータ処理への適用として,自動車制御信号を扱う予定である.Auxとしては試験車両に搭載されている多数のセンサ情報,Mainを市販車両の極めて限定的なセンサ情報とし,市販車両のセンサ値に対して試験車両のセンサの情報を“浸透"させることで,通常は実現不可能な制御を実現する予定である.さらに,様々な応用に対する社会実装を前述の研究会などを通して積極的に推進するとともに,国際会議などで成果を公表する予定である.本研究では,申請者らが浸透学習(percolative learning)と呼ぶ階層型神経回路網の学習手法の基礎理論・実現方法,及び社会実装を想定した複数分野への応用について研究を行なう.浸透学習は学習時のみ利用できる入力情報(Aux)を,学習時・運用時の両方で利用できる入力情報(Main)に“浸透"させることで,Mainだけを学習・運用に用いた場合より高精度の認識・分類を実現する手法である.これまでに,まず浸透学習回路を進化計算法で最適化する手法を開発した.浸透学習では,AuxとMainの両方を用いた学習の後で,Auxの情報を削減しながら影響が出ないよう一部の結合荷重を修正するが,その際の方法,Aux,Mainに関わる神経回路網の構造などを最適化することで性能を向上させることがわかっており,ここではそのための最適化手法を開発し,実験により有効性を確認した.次に,脳波,心拍などのバイタルデータをAuxとし,表情動画像をMainとするマルチモーダルなデータに対して適用して手法の有効性を確認した.脳波情報を浸透させた浸透回路によって,画像を見ている人の表情だけを用いる通常の場合より高精度な認識を実現した.また,時系列予測への適用のための基礎方式を開発し,実際のデータに適用してその有効性を確認した.この際,未来の情報をAux,現在までの情報をMaxとして入力することで,未来から過去を予測する式を考慮した予測を実現することができることを確認した.本研究は,研究期間中に次の15の研究項目を同時並行的に実施する.1浸透学習の基礎手法の確立:基礎構造と学習アルゴリズムを確立する.2浸透学習の改良手法の開発:浸透させる入力情報を最適化する手法を開発する.3応用1:マルチモーダル認識へ応用して有効性を検証する.4応用2:マルチセンサ認識へ応用して有効性を検証する.5応用3:時系列予測問題へ応用して有効性を検証する.これまでに,1,2の一部,3,5の一部を実現して提案手法の有効性を確認した.また,浸透学習法に興味をもつ企業が主催するコンソーシアムにおいて,浸透学習だけの研究会が作られ,そこに複数の企業が自主的に参加するなど,社会実装のための準備を確実に進めることができた.以上により上記の評価とした.本研究は予定以上の成果を残しながら問題なく遂行中であり,今後もこのまま実施する予定である.

本研究の2年目である2019年度は,2018年度に開発した手法をさらに改良してその精度,有効性を高めるとともに,上記の応用1応用3に対する応用を通して,理論的な考察だけでなく,実践的な有効性を併せて追求する予定である.2019年度は,特に応用2のマルチセンサデータ処理への適用として,自動車制御信号を扱う予定である.Auxとしては試験車両に搭載されている多数のセンサ情報,Mainを市販車両の極めて限定的なセンサ情報とし,市販車両のセンサ値に対して試験車両のセンサの情報を“浸透"させることで,通常は実現不可能な制御を実現する予定である.さらに,様々な応用に対する社会実装を前述の研究会などを通して積極的に推進するとともに,国際会議などで成果を公表する予定である.
異文化間教育の抱える課題とその克服に向けた理論的研究－移民社会ドイツに着目して－

移民・難民の急激な増加による排外主義の高まりは、同時に包摂社会の構築を目指す異文化間教育の意義とその困難をも示すこととなった。そこで本研究は移民社会ドイツを例に、1政策:2013年異文化間教育勧告以降の政策動向、2研究:異文化間教育・レイシズム研究の動向、3実践:異文化間の学校開発の展開を明らかにし、これらの相互作用に着目しながら、異文化間教育の課題とその克服に向けた理論的研究を行う。さらに、今後外国人住民の増加が見込まれる日本社会を念頭に、本研究の成果を踏まえた日本の異文化間教育の政策的視点の提供をも目指す。