hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長距離伝搬型プラズモンを利用した電極触媒表面の高感度振動分光

ビーズを使用してきたが、高強度のレーザー光を照射すると、PS球の溶解が進行し、長期間のSERS計測が困難であることが見出された。そこで、今年度はPS以外の代替材料としてシリカビーズを用いて、レーザー照射に依るSERS活性劣化を防ぎ、長期間利用可能な電気化学SERS観測用電極基板の開発に集中した。シリカを鋳型とすることで上記問題を克服し、調製したAu-SSVおよびPt/Au-SSV基板を用いて、CO酸化反応によるSERSスペクトルの電位依存性を評価したところ、最表面の金属(Au, Pt)の違いにより金属-C結合の対称伸縮振動の波数が全く違うことを観測したほか、従来あまりin situ分光法で計測されることのない、酸性水溶液中のAu電極票目におけるCO酸化反応についても計測を行うことができた。また、本基板を表面和周波発生(VSFG)分光法に利用することを試みたほか、硝酸還元反応などに応用するため、Pd/Au-SSV基板の調製にも着手した。界面物理化学当初予定していた半円筒プリズムカプラを用いた長距離伝搬型プラズモンポラリトンを用いる方法については、計算した結果、電極触媒活性なPtやPdでの減衰が著しく、あまり有用ではないことがわかってきたが、代わって、粒子埋込型SSV基板を用い、さらに粒子径を制御することにより、飛躍的に高感度なin situ SERS計測が可能になった。この効果は当初想定していたPdやPt層を付与しても失活することなく、Pt表面に吸着した分子の振動を電気化学環境下で観測出来るようになった。当初予定してたプリズムカプラー型構造体に誘起される長距離伝搬型プラズモンポラリトンを利用した信号計測には至っていないが、別の構造体、すなわち粒子埋込型球状セグメントボイド(SSV)型プラズモニック結晶構造を用いる事で、d-金属の代表ともいえる白金表面に吸着した酸素種の振動バンドを高感度に観測できることがわかった。粒子埋込型SSV構造内でも、ポリスチレン鋳型粒子内を伝搬する「ささやきの回廊」モード(WGM)とカップリングした定在波プラズモンが関与しており、長距離伝搬型プラズモンの一種と考えて良い。こちらについても今後、モデル計算を実施し、より効率的に高感度な計測が可能となるよう、研究を推進してゆく。粒子埋込型球状セグメントボイド(SSV)の粒径については最適値が求まったが、Auメッキ膜厚や最上層に形成するPtあるいはPd原子層の厚みの影響は不明である。これらを精査するとともに、最も高感度な200 nm鋳型球で形成した基板のプラズモン吸収がどのように鋳型球内の「ささやきの回廊」モードと結合しているかを、反射計測で明らかにする。また、最上層をPdにしてSn被覆することにより、硝酸還元反応に活性な触媒におけるin situラマン計測が可能になると考えており、今後取り組んで行く。当初予定していた半円筒プリズムカプラを用いた長距離伝搬型プラズモンポラリトンを、電極触媒からの信号増強に利用する手法については、引き続き計算を実施しつつ、プラズモン発生源である金薄膜上に形成するポリマーや誘電体膜を均一かつ平坦にしてゆくための実験を実施する。また新たに発見した粒子埋込型球状セグメントボイド(SSV)型プラズモニック結晶についても、電場計算などのモデル化を進め、ポリスチレン球以外の鋳型球(例えばシリカ球)を用いた場合など検討を進めたい。
糸球体上皮細胞の細胞周期制御と分化調節機構を基盤とした糸球体硬化機序の解明

本研究は、糸球体上皮細胞の細胞周期停止・分化の分子機構を明らかにすることを目的としている。平成10年度には糸球体上皮細胞分化過程での細胞周期抑制因子(CKI)の特異的発現と細胞分化が一致すること、ヒト腎疾患の生検材料において糸球体硬化部位を被覆する細胞はボーマン嚢上皮細胞の形質であり、CKI発現がみられないことを見いだした。これらより、糸球体上皮細胞の脱分化あるいはボーマン嚢上皮細胞の代償性の増殖があることが示唆された。そこで、平成11年度には糸球体上皮細胞のin vivo分化増殖について確立されたcell lineを用いてIL-4の反応を調べた結果、増殖しドーム形成することが分かった。一方GFPマウスで検討中の分化についての解析は糸球体上皮細胞の分化特異的に発光することが、胎児マウスなどの発生過程の組織観察,器官培養での糸球体形成からの解析からわかり、このpromoterの活性と糸球体上皮細胞の分化は密接に関連していることが推察された。一方、P27,p57が共発現する糸球体上皮細胞において、どちらが有意な機能的意義があるかについて器官培養系で検索した。その結果、培養するにつれてp27の発現は有意に上昇したが、P57は減少した。以上を総括すると、糸球体上皮細胞とボーマン嚢上皮細胞はCKIsにより異なった調節を受けており、糸球体障害にはCKIsの発現の強い糸球体上皮細胞が細胞死した後には再生せず、代償性にCKIsの発現の低いボーマン嚢上皮細胞がこれを覆うことが明らかとなった。そして、糸球体上皮細胞の分化にはCKIsのうちp27が有意に機能することが示された。糸球体上皮細胞の分化過程で細胞周期調節分子の発現をフト胎児腎観察した結果、糸球体上皮細胞が分化を遂げるのと平行してサイクリン依存性キナーゼ抑制分子であるp27、p57が特異的に発現していることを見いだした。この分子の発現は、細胞周期活性因子であるサイクリンやそのマーカーであるki-67の発現抑制とパラレルに動くことが示され、糸球体上皮細胞の分化には細胞周期の停止が重要であると結論し報告した(Am J Pathol,1998;153 1511-1520)。さらに、この分子が糸球体の病変の進展にいかなる意義を持つのかについて組織発現を巣状糸球体硬化疾患者で検討した結果、糸球体内に増殖する上皮細胞にはサイトケラチンが亢進し、p27の発現が低下していることが分かった。すなわち、糸球体上皮細胞が細胞周期停止因子を失い細胞形質変換を起こしている可能性と、一方ではもともとp27を発現抑制されているポーマン嚢上皮細胞の分裂増殖が関与するという二つの可能性が考えられた。この結果はAJKD,1998;32:962-969および現在投稿中の論文にまとめた。この糸球体上皮細胞の形質変換が起こるのか、起こらないのか、さらにそれを調節する因子について検討するためにin cvitroの実験を開始した。Greenfluorescent proteinをcarryしたトランスジェニックマウスにおいて糸球体上細胞が蛍光を発することが分化と平行するかを検討した結果、新生仔マウスではcapillary-loop stageにおいてはじめて発光した。さらに、器官培養でも、糸球体上皮細胞が足構造を形成するのと一致することから、このマウスに挿入された遺伝子は糸球体上皮細胞の分化と密接な関連があり、分化の転写因子の発見に有用なtoolであると考えられる。現在、この細胞のクローニングを行っている。

平成10年度において明らかにした、糸球体上皮細胞分化過程での細胞周期抑制因子(CKI)の特異的発現と細胞分化が一致することを背景として、ヒト腎疾患の生検材料において糸球体硬化部位を被覆する細胞はボーマン嚢上皮細胞の形質であり、CKI発現がみられないことを見いだした。すなわち、糸球体上皮細胞のの脱分化あるいはボーマン嚢上皮細胞の代償性の増殖があることが示唆された、そこで、糸球体上皮細胞のin vivo分化増殖について確立されたcell lineを用いてIL-4の反応を調べた結果、増殖しドーム形成することが分かった。一方GFPマウスで検討中の分化についての解析は糸球体上皮細胞の分化特異的に発光することが、胎児マウスなどの発生過程の組織観察,器官培養での糸球体形成からの解析からわかり、このpromoterの活性と糸球体上皮細胞の分化は密接に関連していることが推察された。一方、p27,p57が共発現する糸球体上皮細胞において、どちらが有意な機能的意義があるかに着いて器官培養系で検索した。その結果、培養するにつれてp27の発現は有意に上昇したが、p57は減少した。このことから、in vivoで糸球体上皮細胞に共発現する2つのCKIのうち、p27がより有意に機能している可能性が示唆された。
視覚障害者の英語学習における認知過程の分析および英語学習支援システムの開発

本研究は、視覚障害者を対象とした英語指導について、まずその実態を明らかにするとともに障害を考慮した新しい指導法の開発を目指すものであった。視覚障害者特有の問題としては、読速度、語彙力不足が明らかになり、リスニング力についても、テスト方法の問題等もあいまって晴眼者よりも全般的に劣ることが明らかになった。また、本プロジェクトの前身である研究の過程において、一般の能力判定テストや語彙サイズテスト等では、重度な視覚障害者の能力を正確に捉えることは困難であることから、独自の単語認知力テストやPCを活用した語彙サイズテストを開発した。さらに、読速度を上げることをねらって、英語合成音声を活用した英語リーディング・サポートソフト「readKON」を開発した。本研究としての最も大きな成果は、これらを実際の授業の中で活用し、従来思うような成果が上げられなかった分野での指導に生かすことが可能になっだことである。特に顕著であったのは、スピーチ指導であった。合成音声(TTS)技術の向上もあり、学生が作ったスピーチ原稿を即座に英語で読み上げてくれる環境は、練習時間を十分確保し、スピーチ速度および流暢さを大きく向上させ、結果的に学生に英語学習に対する自信を持たせることができた。これらの成果は海外においても発表し、視覚障害者に限らず晴眼の英語の読みの苦手な学習者に対する指導法としても注目を集めた。TTS(Text-to-Speech)技術は近年急速に進み、その活用範囲が広がっているが、外国語学習における活用についての研究は少ない。一方、早くからTTSを学習場面で活用してきた視覚障害教育であるが、英語学習との関連での実践的研究は本研究をおいて他にない。この両者を結びつけた本研究の成果が、それぞれの分野でさらに生かされることを望む。本研究の目的は、高等教育機関で学ぶ視覚障害者の英語能力の評価、視覚障害の英語学習への影響など視覚障害者特有の学習上の問題点を明らかにするとともに、パソコン等を活用した英語学習支援システムの開発をめざす。本研究は3ヵ年計画で実施される予定で、本年度は以下の2点を中心に実施した。(1)視覚障害者用英語基礎能力診断テストの開発と評価・単語認知力測定用テスト・語彙サイズテスト・読速度測定テスト(2)英語リスニングテストの形態及び実施方法に関する実証的研究(1)については、従来から開発してきた各テストをより信頼度の高いものに改良した。特に語彙サイズテストについては、他の標準的テスト及び英語能力判定テスト結果との比較を行い、我々の開発したテストの信頼性を確認した。(2)は、本年度から導入された入学センター試験の英語リスニングテストと従来から行われている英語検定試験のリスニングテストについて、それぞれ視覚障害者特別措置に基づき実施し、どちらの方式が視覚障害者にとってストレスの少ない方法であるかを検討した。さらに、各受験者の解答行動について認知心理学的見地からの分析を進める予定である。本年度は以下の項目について実証研究を継続し、結果の分析及び必要と思われる改善を行った。(1)視覚障害者用英語基礎能力診断テストの開発と評価・単語認知力測定テスト:ペーパー版とPC版のテスト結果を比較すると全般的にはペーパー版の方が認知速度が速い傾向が見られたが、障害の状態やPCへの慣れの問題が結果に影響を及ぼすと考えられる。認知速度を上げる練習としては、オリジナル英語読み上げソフトreadKONを活用することで正確な発音を習得するとともに、認知速度が格段に上がることが実証された。・語彙サイズテスト:オリジナルソフトkobaTESTについてテストの基盤となる語彙リストをより信頼性の高いものに入れ替え、英語能力判定の一部として指導プログラムに導入した。このソフトは語彙リストを自由に入れ替えることができるため、一定の専門分野に関する語彙リストを作成し、学習前後に語彙力を判定することによってその成果を確認するなどの活用が可能である。

全盲者への対応が今後の課題である。(2)リスニングテストに関する実証的研究昨年度からの継続で主に点字使用者を被験者としてデータ収集を行いその結果を分析した。回答の形態については一律に時間を2倍にする方式と、回答者が時間を制御できる方式についての比較を行ったが、それぞれに利点と欠点があり一方の有利性は実証されなかった。問題形式としては、問題・選択肢ともに音声で提示される方式が回答者にとっては最もストレスが少なく、また正解率が高かった。(3)今年度の新たな取組として、長文スピーチ原稿の読みの練習としてreadKONや新たに導入した日英スクリーンリーダなどを活用した。実験的なデータではないが、学習者はPC相手に納得のいくまで練習を繰り返し、今までにない質の高い発表成果をあげた。視覚障害により新単語の読みの習得や読みの速度を上げることに大きな困難を覚えていた学習者にとってこの自立的学習法の有効性が実証された。本年度は3年計画の最終年度に当たる。本プロジェクトで開発した視覚障害者用リーディングサポートソフトreadKON及び語彙サイズテストkobaTESTを活用した具体的な授業プログラムを作成した。両ソフトとも英語合成音声(TTSシステム)を利用しているが、本年度はより音質面、発音の明瞭度を高めた。授業としてはリーディングとライティング・スピーチ訓練においてオリジナルソフトを活用し、成果を検証した。特に、スピーチ指導においてTTS活用の成果が顕著に見られた。その結果をまとめ、以下のように国内外において研究成果として発表した。2.青木和子、加藤宏、「Text-to-Speech(TTS)技術を活用した英語スピーチ指導-視覚障害学生のための新しい英語学習法の確立を目指して-」日本特殊教育学会第45回大会、ポスター発表(P2-57)2007 9神戸国際会議場1は視覚障害とは直接関係のない英語の国際学会である。一般的には外国語学習におけるTTS活用に関する研究は始まったばかりという状況であるため、視覚障害者のTTS活用から生まれた本プロジェクトの成果に対し多くの反応があった。最新の第二言語習得研究においても音声言語のリーディング能力への転化が注目されており、本来視覚情報を補うものとしてのTTS活用から開発されたreadKONが単なる情報保障システムとしての機能を超えた学習効果をもたらすことを証明した。今後更なる活用の場面が広がることも期待できる。別冊報告書のまとめとしても記載したが、本研究のまとめとして英語教育関係者に次の提言をしたい。「リーディング力の劣る、すなわち英語読速度(リーディングスピード)の遅い学習者に対し、TTS等の技術を活用し音声言語の処理能力を高め、リスニングの標準スピードである150WPMに限りなく近づけるためのリーディング学習法、訓練法の開発こそ、全般的英語力向上のために必須である。」
分子識別に向けたチャープパルスを用いるポンプーダンプー蛍光スペクトル法の開拓

本研究の目的は,超高速パルスレーザー光源を用いて,溶液中の色素分子を対象に,光励起後の励起エネルギーをコヒーレント的に強く脱励起することによる励起エネルギーの制御及びそれによる蛍光スペクトルの超高速変化を観測することで,電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分検出し,分子固有の蛍光スペクトル情報を得ることが出来た.本研究の目的は,超高速パルスレーザー光源を用いて,溶液中の色素分子を対象に,光励起後の励起エネルギーをコヒーレント的に強く脱励起することによる励起エネルギーの制御及びそれによる蛍光スペクトルの超高速変化を観測することで,電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分検出し,分子固有の蛍光スペクトル情報を得ることが出来た.本研究の目的は、チャープ制御された超高速パルスレーザー光源を用いて,溶液中の角素分子を対象に,光励起後の励起エネルギーをコヒーレント的に強く脱励起することによる励起エネルギーの制御及びそれによる蛍光スペクトルの超高速変化を観測することで,分子固有の蛍光スペクトル情報から,特定分子種の識別が必要なバイオイメージングへの新規な超高速分光手法への展開の可能性を探索すものである.本研究では,フランクコンドン状態における振電励起状態から,高振動励起電子基底状態への遷移に対応する蛍光成分のみをコヒーレント的に強く脱励起し,蛍光スペクトルに強い変調を与えることを目標とする.平成22年度は,溶液中の色素分子を対象に,ポンプ-ダンプ-蛍光スペクトルの測定を行い,ダンプ光のエネルギーおよびポンプ光とダンプ光間の遅延時間依存性の詳細を測定し,励起エネルギーダイナミクスとダンプ光の関係を明らかにすること,および,測定結果を解析することにより電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分検出することを行った.その結果,ダンプ光のエネルギーをかえることによって,大きく脱励起される割合(ダンプ効率)が変化することが明らかとなった.特に,ポンプ光入射直後の電子励そのダンプ効率のダンプエネルギー依存性を示すダンプスペクトルの形状は,定常状態の蛍光スペクトルから予想されるスペクトル形状とは大きく異塗り,電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分のスペクトル形状と類似している.これは,電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分をつよく脱励起したものであると現在のところ考えている.次年度に関しては,現在構築中のノンコリニア型の光パラメトリック増幅器と光学遅延スキャナを用い及CCD測定システムを上記測定システムに持ち込むことを計画しており,本研究の目的である,チャープ制御された超高速パルスレーザー光源を用いた,溶液中の色素分子における光励起後の励起エネルギーをコヒーレント的に強く脱励起することを目指す.本研究の目的は,チャープ制御された超高速パルスレーザー光源を用いて,溶液中の色素分子を対象に,光励起後の励起エネルギーをコヒーレント的に強く脱励起することによる励起エネルギーの制御及びそれによる蛍光スペクトルの超高速変化を観測することで,分子固有の蛍光スペクトル情報から,特定分子種の識別が必要なバイオイメージングへの新規な超高速分光手法への展開の可能性を探索するものである.本研究では,フランクコンドン状態における振電励起状態から,高振動励起電子基底状態への遷移に対応する蛍光成分のみをコヒーレント的に強く脱励起し,蛍光スペクトルに強い変調を与えることを目標とする.平成23年度(最終年度)は,平成22年度に引き続き,溶液中の色素分子を対象に,ポンプ-ダンプ-蛍光スペクトルの測定を行い,ダンプ光のエネルギーおよびポンプ光とダンプ光間の遅延時間依存性の詳細を測定し,励起エネルギーダイナミクスとダンプ光の関係を明らかにすること,および,測定結果を解析することにより電子励起状態の高振動準位からの蛍光成分検出することを当初に行い,その後,チャープ制御を行うための基本光源となるノンコリニア型の光パラメトリック増幅器の構築した.試料を光励起するために励起光(ポンプ光)と励起エネルギーを脱励起するためのダンプ光に対してそれぞれノンコリニア型の光パラメトリック増幅器の構築した.その後,本システムを用いたポンプ-ダンプ-蛍光スペクトル測定を実施し,蛍光スペクトルに対してダンプが起こることは確認した.しかしながら,チャープ効果を取り入れないパターンとの比較においては大きな差は得られず,逆に,強いダンプ光強度において効率的にダンプが引き起こされていることを確認した.これは.励起エネルギーを瞬時的にダンプさせた場合,その効率が良いことを示唆している.今後,チャープパターンを変化させた場合との比較が重要であることを示唆しており,今後の研究の発展に本成果を活かすことを検討している.
熱帯地域におけるダイズの潜在生産力の評価と適応性遺伝子源の探索

2017年と2018年に,インドネシア共和国ボゴールにあるボゴール農業大学内の研究圃場にて,2017および2018年に,エンレイ,フクユタカ,丹波黒(いずれも日本産) ,DS25-1 (米国産)およびTanggamus (インドネシア産)の計5品種を栽培した.日本産品種には生育期間調節を目的に長日処理を施し,潜在収量に近い条件での比較を行うことを可能にした.長日処理にはLED投光器を使用した.処理時間は2017年は京都の7月1日からの日長に,2018年は生育期間が同じになるようDVIモデル(中野ら2015)から逆算した日長に設定した.栽培期間の日平均気温は,2017年は24.9 - 28.1°C(26.3°C) ,2018年は22.8 - 28.2°C(26.4°C)であり,京都市の7月の平均気温(26.8°C)と同じ水準だった.長日処理を施した(以下「LD条件」)温帯産品種の収穫時における地上部乾物重と子実収量は,生育期間が長くなったことにより無処理区に比べて有意増加した.Tanggamusの地上部乾物重および子実収量はほとんどの区において,LD条件の温帯産品種より高いか同程度だった.外観品質について,Tanggamusにおける,被害粒を除いた全粒重に占めるしわ粒の割合(以下「しわ粒率」)は,LD条件の温帯産品種よりも著しく低かった.日本産品種のしわ粒発生が長日処理によっても改善されなかったことから,日長以外の環境がしわ粒発生を促すことが分かった.子実生長について詳細にみると,R5以降の莢実生長速度はTanggamusで高く維持される傾向だった.Tanggamusは生育期間調節を施した温帯産品種より高いか同程度の乾物生産と子実収量を持つことが分かった.熱帯産品種が日長反応とは異なる熱帯環境適応性形質を有することが明らかになった.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、(1)熱帯地域におけるダイズの環境応答の実態解明、(2)適応性遺伝子源の探索と評価、および(3)モデルによる潜在生産力の評価および適応形質導入効果の予測、の3つの部分から成る.(1)高温気象の影響の実態解明では、アジアおよび南北アメリカの主要ダイズ生産地13ヵ国の過去27年間の平均収量と気候諸要素との関連を解析した。各地域において平均収量が過去27年間に増加してきたことをふまえ同期間を3つの期間に分割して解析したところ、とくにアジア各地の平均収量は平均気温が高いほど低い傾向が存在した。この傾向は、夏季の平均気温を対象に検討するとより明瞭にみいだされた。加えて、収量の年代的推移から、アジア地域のダイズ収量は気候以外の要因によっても制限されていることが示唆された。さらに、現地試験をコンケン大学またはボゴール大学にて開始した。タイのコンケン大学(Jirawat Sanitchon准教授)およびインドネシアのボゴール農科大学(Iskandar Lubis准教授)において、日本産品種、米国産品種および世界のダイズミニコアコレクションの計100品種を、それぞれの現地の品種とともに栽培した。本研究は、(1)熱帯地域におけるダイズの環境応答の実態解明、(2)適応性遺伝子源の探索と評価、および(3)モデルによる潜在生産力の評価および適応形質導入効果の予測、の3つの部分から成る.(1)高温気象の影響の実態解明では、昨年度にアジアおよび南北アメリカの主要ダイズ生産地13ヵ国の過去27年間の平均収量と気候諸要素との関連を解析から、アジア各地の平均収量は平均気温が高いほど低い傾向が存在することを明らかにした。(2)適応型遺伝資源の探索では、米国農学会に参加し、昨年度の実験結果の一部を報告するとともに、高温耐性や乾燥耐性の品種育成状況について情報収集を行った。さらに、タイのコンケン大学(Jirawat Sanitchon准教授)およびインドネシアのボゴール農科大学(Iskandar Lubis准教授)において、日本産品種、米国産品種および世界のダイズミニコアコレクションの計100品種を、それぞれの現地の品種とともに栽培した。本実験では圃場および種子の制約から各品種1条を無反復のみで栽培し収穫期の諸形質を調査した。子実を完全粒、しわ粒、病虫被害粒に分類して計量したところ、日本品種は熱帯産品種に比べて、完全粒歩合が著しく低くとくにしわ粒の割合が高いことがわかった。上述の本試験結果から、日本品種、米国品種に現地栽培品種を含めて代表的な品種約30品種を選定し、群落条件での栽培を開始した。収量および収量構成要素に加えて生育期間中の群落表面温度を計測している。本研究は、(1)熱帯地域におけるダイズの環境応答の実態解明、(2)適応性遺伝子源の探索と評価、および(3)モデルシミュレーションによる潜在生産力の評価および適応形質導入効果の予測、の3つの部分から成る。(1)熱帯地域におけるダイズの環境応答の実態解明では、気象統計による解析が前年までに完了しているので、実施しなかった。(2)適応型遺伝子源の探索では、米国USDAデルタ研究所を訪問し、当研究所が開発した高温耐性系統(DS24-2, DS25-1)について情報を入手した。タイのコンケン大学(Jirawat Sanitchon准教授)

およびインドネシアのボゴール農科大学(Iskandar Lubis准教授)において、前年と同様に、日本産品種、米国産品種および世界のダイズミニコアコレクションを、それぞれの現地の栽培品種とともに栽培した。昨年度の結果、すなわち日本および米国の温帯産品種の収量が熱帯産品種に比べて明らかに劣ること、さらに日本産品種の完全粒歩合が米国産品種および熱帯産に比べて劣ることが、ほぼ確認できた。インドネシアのバンテン農業技術調査所において日本産品種を含む30品種の生育および収量を群落レベルで比較した。生育量を生育期間で補正した上で、単位面積当たり総節数、総粒数、全乾物重および子実収量を比較した。それらの指標において、温帯産品種は生育期間補正を行なった後でも熱帯産品種よりも劣ることが明らかになった。(3)モデルによる潜在生産力評価では、使用するモデルに組み込むべき湿害応答関数を過去の実験データにもとづいて構築した。多様な品種を用いいた実験が予定通り実行され、熱帯地域におけるダイズの生育収量の遺伝的変異の解析に必要なデータセットが構築されつつある。一方で、モデル解析の準備も順調に進んでいる。本研究は、(1)熱帯地域におけるダイズ生産の環境応答の実態解明、(2)適応性遺伝子源の探索と評価、および(3)モデルシミュレーションによる潜在生産力の評価および環境適応形質導入効果の予測、の3つの部分からなる。(1)熱帯地域におけるダイズの環境応答の実態解明では、気象統計による解析が前年までに完了しているので、本年は実施していない。(2)適応型遺伝子源の探索では、前年までに行ってきた世界のダイズミニコアコレクションの評価(ボゴール農科大学、コンケン大学)の結果を解析し、収量およびその安定性はともに、それぞれの試験値の栽培品種でもっとも高いこと、日本品種はともに最も劣ること、および米国品種は環境によって日本品種なみから熱帯品種と同等の収量を示すことがあること、が明らかになった。また、コンケンにおいては開花まで日数が収量を大きく規定するが、それは生育期間だけでなく年次や作期によってことなる一時的不良環境(大雨および干ばつ)の発生時期とダイズの開花結莢期との関係にもよることが示唆された。日本産・米国産品種をインドネシア産を含む熱帯産品種とともにボゴール農科大学農場において栽培し、その蒸散特性および物質生産を精査した。その結果、前年までに明らかになった熱帯産品種の生育期間あたり乾物生産の優位性には、群落の日射利用効率および蒸散活性の高さと関連しており、そのことは熱帯産品種の個葉レベルの気孔コンダクタンスおよび気候密度の高さと対応していた。(3)モデルによる潜在生産力評価では、生育期間にきわめて高温となるアフガニスタンにおける気候生産力を、ダイズ生育モデルに適用するために、同地域の気象データセットを構築した。(2)適応型遺伝子源の探索に関して、熱帯産品種の温帯産品種に対する優位性には蒸散特性が関わっていることが示唆されるとともに、温帯産品種の中でも熱帯環境下での収量および品質の安定性に変異が存在し、米国産新品種DS25-1がとくに優れることが明らかになった。これにより、熱帯環境適応性遺伝子源として有用と思われる品種を見出すことができた。(3)モデルによる潜在生産力評価では、生育期間にきわめて高温となるアフガニスタンにおける気候生産力について、初歩的なモデル解析を行うことができた。
アルコール代謝酵素に関連した転写制御の解析

前年度に引き続き,これまでに報告された各種アルコール代謝酵素について,RFLP法,SSCP法を用いて遺伝子型を判定した.さらに,ALDH2遺伝子プロモーター領域の1遺伝子変異についてSSCP法,ダイレクトシークエンス法を用いて遺伝子型を判定した.そして,これらの被験者に対し飲酒負荷をかけ,負荷前と負荷後一定時間毎に採血を行い,末梢血リンパ球中のALDH2 mRNAについて,その発現量を測定した.測定に当たって,ハウスキーピングジーンであるβアクチン及びacidic ribosomal protein P0の発現量と比較することで測定を行った.同時に,飲酒状況についてもアンケート調査を行った.各遺伝子の出現頻度と,それぞれの遺伝子型における飲酒状況は,これまでの報告とほぼ一致した.また,遺伝子型に関係なくALDH2 mRNAは微量ながらも恒常的に発現していた.ALDH2*2/*1型をもつ被験者について,飲酒後のALDH2 mRNA発現量を経時的に検討すると,飲酒開始後12時間でmRNAの発現量は増大し,ピークを形成した後,3時間後には減少に転じる傾向を示した.ALDH2 mRNAの発現量及び飲酒状況について,ALDH2遺伝子プロモーター領域の変異との相関について検討したが,明確な関連性は見られなかった.しかし,被験者の中には少数ながら,飲酒状況をALDH2遺伝子型のみで説明できないケースが含まれ,さらなるALDH2遺伝子プロモーター領域の検索が必要である.これまでに報告された各種アルコール代謝酵素についてRFLP法を用いて遺伝子型を判定し,飲酒状況についてアンケート調査を行った.各遺伝子の出現頻度に関してはこれまでの報告と一致し,各遺伝子型における飲酒状況もこれまでの報告とほぼ一致した.これらの被験者に対し,ALDH2 mRNAについて,その発現量をハウスキーピングジーンであるβアクチンの発現量と比較して測定した.その結果,遺伝子型に関係なくALDH2 mRNAは微量ながらも恒常的に発現していることがわかった.飲酒後のALDH2 mRNA発現量を経時的に検討すると,飲酒開始後12時間でmRNAの発現量は増大した.飲酒後のALDH2遺伝子型を1/1型,1/2型の2群に分け,検討すると1/2型の被験者では1/1型の被験者に比べ,急激に発現量が増大した.本研究の過程で,ほとんどの被験者で遺伝子型と飲酒状況に関してこれまでの報告と差異は見られなかったが,明らかに差異がある被験者が少数見られた.これらの被験者はALDH2遺伝子型が正常であるにもかかわらず,飲酒に対して非常に過敏な反応を示した.そこでこれらの被験者について,ALDH2遺伝子のプロモーター配列について検索を行った.過去に報告されたプロモーター領域の1遺伝子変異について検索を行ったが,明確な差異は見られなかった.しかしながら,遺伝子発現に大きく関わる新たな変異が検索された部位以外に存在する可能性があり,引き続き検索を行っていく予定である.前年度に引き続き,これまでに報告された各種アルコール代謝酵素について,RFLP法,SSCP法を用いて遺伝子型を判定した.さらに,ALDH2遺伝子プロモーター領域の1遺伝子変異についてSSCP法,ダイレクトシークエンス法を用いて遺伝子型を判定した.そして,これらの被験者に対し飲酒負荷をかけ,負荷前と負荷後一定時間毎に採血を行い,末梢血リンパ球中のALDH2 mRNAについて,その発現量を測定した.測定に当たって,ハウスキーピングジーンであるβアクチン及びacidic ribosomal protein P0の発現量と比較することで測定を行った.同時に,飲酒状況についてもアンケート調査を行った.各遺伝子の出現頻度と,それぞれの遺伝子型における飲酒状況は,これまでの報告とほぼ一致した.また,遺伝子型に関係なくALDH2 mRNAは微量ながらも恒常的に発現していた.ALDH2*2/*1型をもつ被験者について,飲酒後のALDH2 mRNA発現量を経時的に検討すると,飲酒開始後12時間でmRNAの発現量は増大し,ピークを形成した後,3時間後には減少に転じる傾向を示した.ALDH2 mRNAの発現量及び飲酒状況について,ALDH2遺伝子プロモーター領域の変異との相関について検討したが,明確な関連性は見られなかった.しかし,被験者の中には少数ながら,飲酒状況をALDH2遺伝子型のみで説明できないケースが含まれ,さらなるALDH2遺伝子プロモーター領域の検索が必要である.
ラット脊髄における歩行発現機構の発達の生理学的研究

胎生-新生ラットの脊髄摘出標本を用いて,後肢のリズム運動に関与する脊髄内神経機構とその発達について調べ下記の諸点を明らかにした.(1)興奮性アミノ酸の一種であるN-Methyl-D, L-aspurtate(NMA)は腰髄内のリズム形成の神経回路を構成する介在ニューロン群を興奮させ,後肢の歩行様運動を誘発する.(2)基本的なリズム形成の神経回路は脊髄の両側にそれぞれ単独に存在するが,歩行運動のパタンの形成には左右の神経回路の相互作用が必要である.(3)NMAによって誘発されるリズム運動は胎生15.5日に初めて出現する.胎生期においてもNMAは脊髄のリズム形成の神経機構に直接作用し,運動ニューロンに周期的な興奮を引き起こす.(4)両側の運動ニューロンの周期的な発射活動は胎生15.5日と胎生16.5日では同期しているが,胎生18.5日以降では交代性のパタンに変化する.また,その移行期である胎生17.5日では左右の前根のリズムは独立した周期で出現する.(5)抑制性伝達の遮断によっても胎生16.5日までのリズムのパタンは変化しない.しかし,胎生17.5日以降では左右のリズムは抑制路遮断によってそれより前の日齢と同様な周期するパタンに変化する.したがって歩行に代表される左右の交代性リズムの出現には抑制路の機能の発達が不可欠であると考えられる.胎生-新生ラットの脊髄摘出標本を用いて,後肢のリズム運動に関与する脊髄内神経機構とその発達について調べ下記の諸点を明らかにした.(1)興奮性アミノ酸の一種であるN-Methyl-D, L-aspurtate(NMA)は腰髄内のリズム形成の神経回路を構成する介在ニューロン群を興奮させ,後肢の歩行様運動を誘発する.(2)基本的なリズム形成の神経回路は脊髄の両側にそれぞれ単独に存在するが,歩行運動のパタンの形成には左右の神経回路の相互作用が必要である.(3)NMAによって誘発されるリズム運動は胎生15.5日に初めて出現する.胎生期においてもNMAは脊髄のリズム形成の神経機構に直接作用し,運動ニューロンに周期的な興奮を引き起こす.(4)両側の運動ニューロンの周期的な発射活動は胎生15.5日と胎生16.5日では同期しているが,胎生18.5日以降では交代性のパタンに変化する.また,その移行期である胎生17.5日では左右の前根のリズムは独立した周期で出現する.(5)抑制性伝達の遮断によっても胎生16.5日までのリズムのパタンは変化しない.しかし,胎生17.5日以降では左右のリズムは抑制路遮断によってそれより前の日齢と同様な周期するパタンに変化する.したがって歩行に代表される左右の交代性リズムの出現には抑制路の機能の発達が不可欠であると考えられる.胎生一新生ラットの脊髄あるいは脊髄・後肢摘出標本を用いて、興奮性アミノ酸の一種であるN-methyl-D,L-aspartate(NMA)の効果について調べ下記の結果を得た。1.新生ラットの標本においてNMAは両肢の歩行様運動を誘発することを初めて明らかにした。またこの効果は後根を切断しても影響を受けないこと、リズム運動の頻度はNMAの濃度に依存すること、更にNMAの選択的な拮抗薬である2-amino-5-phonovaleric acidの投与によって効果が消失すること等から、NMAが哺乳動物の脊髄内リズム形成の神経回路に直接作用することが強く示唆された。2.NMAによって誘発される伸筋と屈筋の交代性リズム運動は脊髄を正中で左右に切断しても出現した。しかし、切断前に観察された伸筋と屈筋の活動時間の非対称性は消失し、リズムの頻度も著しく減少した。同様のリズム運動は一側の下部腰髄・後肢の標本でも観察された。これらのことからリズム形成の基本機構は吻尾方向に限局した一側の脊髄内に存在すること、また両側の脊髄の機能結合がリズム運動の周期やパタンの形成に重要であることが結論された。3.同一標本における筋電図と腰髄前根記録の比較から後肢のリズム運動は両側の腰髄前根の交代性斉射と対応することが明らかにされた。NMAの投与による前根で観察される運動ニューロンの律動的発射は胎生15.5日以後の標本で認められた。しかし、胎生15.5日と胎生16.5日では左右の前根に同期した斉射が出現し、新生ラットにおけるような交代性リズムの出現は胎生17.5日に初めて観察された。今後、脊髄における抑制路の発達と上記のリズムのパタンの変化との対応関係を明らかにする予定である。
ワクチニアウイルス膜融合タンパクの機能エピトープ構築機構

ウイルスの感染と抗体による中和は盾の両面をなす問題であって感染機構の解析は中和現象を手がかりに進められる。中和活性を持つモノクローナル抗体(2D5mAb)により膜融合を引き起こすワクチニアウイルス蛋白(VP23-29K)とそれをコードしている遺伝子(L1R)を同定し、反応性の明らかな中和抗体を用いてウイルスの抗体抵抗性を検討した。ポックスウイルスのDNAゲノムは安定していて変異によって抵抗性を獲得しているのではないし、媒介生物もなく細胞内潜伏機構も持っていない.しかし何らかの抵抗手段を持つことは生存に必須である。細胞培養の系でワクチニアウイルスの中和を2D5mAbにより調べたところ二種類の抵抗手段が明らかとなった。(1)ワクチニアウイルスは成熟型粒子とそれが細胞由来の膜に包まれた粒子を形成する。包膜は細胞の膜に由来するがウイルスを包ませる機能はウイルスの遺伝情報によっている。包膜粒子は抗体の作用を全く受けないことを見いだした。包膜をはぎ取ったウイルスと比較すると包膜は抗体とVP23-29Kの結合を妨げるが内部のウイルス粒子は包膜を持たない成熟型粒子と同様にウイルス膜と細胞膜の融合によって感染している。包膜粒子と成熟型粒子はそれぞれ独自のレセプターを介して吸着するが侵入機構は共通である。(2)抗体抵抗性の変異ウイルスでは中和エピトープが膜融合蛋白の遺伝子や機能を損なうことなく変化しており、また隣接する別の蛋白が変異してアッセンブリー時にエピトープを変化させる。その蛋白はHAであった。単純な抗原性の変化に加えて組み合わせによって変異の幅を拡大していることになるがこの点は尚検討中である。ウイルスの感染と抗体による中和は盾の両面をなす問題であって感染機構の研究は中和現象の理解を深める。中和活性を持つモノクローナル抗体(2D5mAb)により膜融合を引き起こすワクチニアウイルス蛋白(VP23-29K)とそれをコードしている遺伝子(L1R)を同定した。反応性の明らかな中和抗体を用いてウイルスの抗体抵抗性を検討した。ボックスウイルスのDNAゲノムは安定していて変異によって抵抗性を獲得しているのではないし、媒介生物もなく細胞内潜伏機構も持っていない、しかし何らかの抵抗手段を持つことは生存に必須である。細胞培養の系でワクチニアウイルスの中和を2D5mAbにより調べたところ二段階で抵抗していることが明らかとなった。それぞれの侵入機構を証明し発表した。(2)抗体抵抗性の変異ウイルスでは中和エピトープが膜融合蛋白の遺伝子や機能を損なうことなく変化しており、隣接する別の蛋白が変異してアッセンブリー時にエピトープを変化させる。本研究の目的であり続行中であるが2D5mAb抵抗性変異ウイルスの遺伝子分析が完了したのでその部分について発表した。ボックスウイルスのDNAゲノムは安定していて変異によって抵抗性を獲得しているのではないし、媒介生物もなく細胞内潜状機構も持っていない。

しかし何らかの抵抗手段を持つことは生存に必須である。細胞培養の系でワクチニアウイルスの中和を2D5mAbにより調べたところ二種類の抵抗手段が明らかとなった。(1)ワクチニアウイルスは成熟型粒子とそれが細胞由来の膜に包まれた粒子を形成する。包膜は細胞の膜に由来するがウイルスを包ませる機能はウイルスの遺伝情報によっている。包膜粒子は抗体の作用を全く受けないことを見いだした。包膜をはぎ取ったウイルスと比較すると包膜は抗体とVP23-29Kの結合を妨げるが内部のウイルス粒子は包膜を持たない成熟型粒子と同様にウイルス膜と細胞膜の融合によって感染している。包膜粒子と成熟型粒子はそれぞれ独自のレセプターを介して吸着するが侵入機構は共通である。(2)抗体抵抗性の変異ウイルスでは、中和エピトープが膜融合蛋白の遺伝子や機能を損なうことなく変化しており、また隣接する別の蛋白が変異してアッセンブリー時にエピトープを変化させる。その蛋白はHAであった。単純な抗原性の変化に加えて組み合わせによって変異の幅を拡大していることになるがこの点は尚検討中である。
微小気泡超音波造影剤を利用した超音波血管造影システムの研究

超音波造影剤として使用する微小気泡の非線形的挙動と高調波発生に関するメカニズムについて検討を行った。超音波照射によっても破壊されにくく、高調波の発生しやすい駆動周波数の検討を行い、駆動周波数を気泡の共振周波数の半分にすることが有効であることを示した。また、照射音圧と気泡寿命の関係について実験を重ねた結果、当研究室で開発した界面活性剤コーティング膜を有する微小気泡の場合、約30kPa100kPaの照射音圧の時に最も第2高調波の発生が効率的であった。100kPaを越えると気泡が破壊され、30kPa以下では十分な非線形的挙動を生じないので、第2高調波の発生も不安定になることがわかった。これらの検討の過程において、従来のRPNNPモデルを修正して、コーティング膜の影響や気泡周囲の液体の圧縮性を考慮できる新しい非線形微分方程式を提案した。これによって、高い駆動周波数でも実験と数値計算の結果が良く一致するようにできた。また、取扱いが容易で高調波の励起、検出に最適なPVDF高分子圧電フィルム、音響整合層およびPZT圧電セラミック振動子を積層にしたハイブリッド超音波プローブを提案し、その試作と機能確認も行った。さらに、受信回路(第2高調波抽出回路)の開発および試作を行った。当研究室製の界面活性剤コーティング膜を有する微小気泡超音波造影剤を用いて、これらのシステムの機能確認実験を行った。実験においては、比較対象として第2高調波を発生しにくいカーボンマイクロビーズを採用した。超音波プローブをスキャニングして、これらのサンプルを満たした容器内の映像化実験を行った結果、非線形的挙動の強い当研究室製の界面活性剤系微小気泡超音波造影剤の存在する領域と第2高調波を発生しにくいカーボンマイクロビーズしか存在しない領域との違いを明確に表現でき、本研究で提案した超音波血管造影システムの有効性を確認することができた。本研究は、微小気泡超音波造影剤の非線形的挙動に基づく高調波成分を検出することにより造影剤の存在する血管や毛細血管が周囲に発達する癌組織を従来より鮮明に描出する超音波血管造影システムに関するものである。本年度は、このシステムに適した造影剤に求められる条件、最適な超音波照射条件等を明確にするために、理論的および実験的研究を進めた。造影剤の非線形応答特性の解析をより現実的なものに近づけるために現象の解析プログラムに気泡の粒径分布、寿命延長のために気泡の周囲に施すコーティング膜の影響、気泡空間分布のランダム性等を考慮できるように大幅な変更を行った。また、並行して当研究室製の界面活性剤系造影剤を用いた第2高調波成分の検出実験を行い、本システムに有効であることも確認できた。さらに、解析と実験の結果を比較することにより、上記理論解析の有効性もほぼ検証できた。次に、本システムに適した超音波センサとして複合超音波トランスデューサを提案した。基礎検討の段階では造影剤の発生する高調波成分の検出に、送信用と受信用の2つの超音波トランスデューサを使用した。従来の超音波診断装置では、送受信に同じ超音波トランスデューサを使用するが、このような構成では第2高調波成分の検出感度が極めて低く、本研究の血管造影システムには不適切なためである。しかし、実際の超音波診断にあたって基礎検討段階と同様に送受信に別の超音波トランスデューサを使用することは操作性が非常に悪く非現実的であった。そこで、送信用(超音波造影剤の高調波成分励起用)に適した圧電セラミック振動子および音響整合層と受信用(高調波成分検出用)に適した高分子圧電膜振動子を積層構造にして一つのケースに収納した複合型超音波トランスデューサを設計、試作し、その有効性を確認した。

超音波プローブをスキャニングして、これらのサンプルを満たした容器内の映像化実験を行った結果、非線形的挙動の強い当研究室製の界面活性剤系微小気泡超音波造影剤の存在する領域と第2高調波を発生しにくいカーボンマイクロビーズしか存在しない領域との違いを明確に表現でき、本研究で提案した超音波血管造影システムの有効性を確認することができた。
ローカルなセンシングとクラウドにおける背景知識の相互作用に基づくロボットの知能化

今年度は,前年度で開発した視覚認識システムを発展させ,視覚情報の他に聴覚や触覚情報などを利用したマルチモーダルな認識・学習手法を提案した.提案手法は,MLDA(Multimodal Latent Dirichlet Allocation)を階層化したmMLDA(multilayered MLDA)である.下層のMLDAでは下位概念である,物体や動きなどの概念(「カテゴリ」)がそれぞれ形成され,上層のMLDAではこれらの概念を統合する上位概念が形成される.これより例えば,下位概念として「飲み物」という物体概念や「物を口に運ぶ」という動き概念などが形成される.上位層ではこれらの関係性が学習され,「飲む」という動作概念が形成される.また,「飲み物」を見ることで「それを口に運ぶ」という動きや「飲む」という動作などといった未観測情報の予測を行うことが可能となる.この内容に関して,国内及び国外で既に発表し,論文誌に掲載された.さらに,mMLDAより形成された多様な概念を利用し,同時に語意や文法を獲得することで,観測したシーンを文章で表現する手法を提案する.ここで扱う問題は,階層的な概念における語意の獲得であり,どの階層のどの概念にどの単語が結び付くかという問題を解く必要がある.提案手法では,単語と概念間の相互情報量を用いる.これによって,どの単語が本来どの概念に結び付いているのかを自動的に推定することが可能であり,各単語に対応する,物体,場所や人などといった概念クラスの推定が可能である.従って,教示発話における概念クラスの生起順を学習することで,概念クラスの遷移確率という形で表現される確率文法を学習することができる.これによって,ロボットによる言語の意味理解や生成を実現することが可能となる.この内容に関して,国内及び国外で既に発表し,論文誌へ投稿する予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の計画のメインは,研究の基礎となるマルチモーダルセンシング・認識・学習・統合システムの構築を行い,ロボットに実装することであった.そこで,従来申請者が研究を行ってきた物体認識や材質認識など様々な視覚認識システムの拡張と統合を行った.この研究では,色,3次元情報,近赤外線反射強度など複数特徴量を適応的に統合することで,複雑な環境での物体及び材質の認識を実現するアルゴリズムを提案した.提案手法の評価として,ロボカップの日本及び世界大会でデモし,優勝及び準優勝を勝ち取ることができた.また,提案した視覚認識システムは学会で発表し,学術論文誌に投稿している.現在,条件付き採録となっている.ただしこの手法では,特徴の統合は行っているものの,インスタンスやカテゴリ,材質の認識は独立している.そこで,物体の階層構造をマルコフモデルを用いて確率的に表現し,各階層の認識結果の整合性を考慮することで上述の認識手法を総合的に向上させる手法を開発した,この内容に関しては国際会議で発表し,現在論文執筆中である.さらに本年度は,ローカルなセンシングに基づくロボットの行動生成を高度化する具体的な取り組みとして,環境のあいまい性を考慮した効率的なモバイルマニピュレーションの研究を行った.この研究では,ロボットの身体性と置かれた環境を考慮し,対象物の把持を行うために最適なロボットの移動位置を決定する.視覚認識により得られた物体存在確率と身体確率マップをベイズの枠組みで統合することで,ロボットの最適な移動位置を決めることができる手法となっている.この内容についても国際会議で発表を行った.また,並行してクラウド情報を利用した行動生成について検討することも本年度の目的であった.本年度は,ロボットの音声認識について,ローカル型の認識エンジンとネットワーク型音声認識エンジンを統合することで,よりロバストな音声認識システムを実現することができることを示した.これにより,ロボット対人の音声対話の質の向上や音声命令に基づくロボットの行動生成の精度が向上する.二年度の計画のメインは,初年度のマルチモーダルな学習・認識の改良と,ローカルな学習・認識を利用し,行動のプランニング・生成及びロボットによる行動決定を行うことであった.そこで,従来申請者が研究を行ってきた様々な視覚情報処理システムの拡張と統合を行い,その結果をまとめ投稿した論文が,国際ジャーナルに掲載された.ただしこの手法では,特徴の統合は行っているものの,インスタンスやカテゴリ,材質の認識は独立している.そこで,物体の階層構造をマルコフモデル用いて確率的に表現し,各階層の認識結果の整合性を考慮することで上述の認識手法を総合的に向上させる手法を開発した.この内容に関しては国際会議で発表し,現在論文執筆中である.さらに本年度は,ロボットの行動のプランニング・生成及び行動決定の具体的な取り組みとして, (1)コミュニカティブモバイルマニピュレーションと,(2)ユーザ行動の観測に基づくロボットの行動決定に関する研究を行った. (1)では,ロボットの身体性と置かれた環境を考慮し,対象物の把持を行うためのロボットの位置決めを行う.現段階では,視覚認識より得られた物体存在確率,身体確率マップと,音声命令をベイズの枠組みで統合することで,ロボットの最適な移動位置を決めることができている.この内容は国内学会で発表し,優秀講演賞を受賞した.今後,定量評価を行い論文誌へ投稿する予定である.(2)では,音声命令を正しく解釈しタスクを実行するための手がかりとして命令を受けた際の様々な文脈を統合しロボットによる行動決定を行う.さらにこの研究では,ロボットが人の生活に密着し動作パターンを教師なしで学習することで動作を予測し,先回りしたサービスを行う手法を提案した.この内容の途中結果を国内学会で発表し,優秀講演賞を受賞した.

今後,定量評価を行い国際学会や論文誌へ投稿する予定である.今年度は,前年度で開発した視覚認識システムを発展させ,視覚情報の他に聴覚や触覚情報などを利用したマルチモーダルな認識・学習手法を提案した.提案手法は,MLDA(Multimodal Latent Dirichlet Allocation)を階層化したmMLDA(multilayered MLDA)である.下層のMLDAでは下位概念である,物体や動きなどの概念(「カテゴリ」)がそれぞれ形成され,上層のMLDAではこれらの概念を統合する上位概念が形成される.これより例えば,下位概念として「飲み物」という物体概念や「物を口に運ぶ」という動き概念などが形成される.上位層ではこれらの関係性が学習され,「飲む」という動作概念が形成される.また,「飲み物」を見ることで「それを口に運ぶ」という動きや「飲む」という動作などといった未観測情報の予測を行うことが可能となる.この内容に関して,国内及び国外で既に発表し,論文誌に掲載された.さらに,mMLDAより形成された多様な概念を利用し,同時に語意や文法を獲得することで,観測したシーンを文章で表現する手法を提案する.ここで扱う問題は,階層的な概念における語意の獲得であり,どの階層のどの概念にどの単語が結び付くかという問題を解く必要がある.提案手法では,単語と概念間の相互情報量を用いる.これによって,どの単語が本来どの概念に結び付いているのかを自動的に推定することが可能であり,各単語に対応する,物体,場所や人などといった概念クラスの推定が可能である.従って,教示発話における概念クラスの生起順を学習することで,概念クラスの遷移確率という形で表現される確率文法を学習することができる.これによって,ロボットによる言語の意味理解や生成を実現することが可能となる.この内容に関して,国内及び国外で既に発表し,論文誌へ投稿する予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では,初年目にローカルなセンシングの開発を行う予定であった.そのためには,視覚認識システムの拡張と統合を行う必要がある.視覚認識システムの拡張と統合は計画通りに行うことができた.また,ロボットの身体性を利用したモバイルマニピュレーションの研究も行った.さらに,クラウド情報を利用したネットワークとローカル音声認識システムの統合も行った.このように,研究はおおむね順調に進展しているといえる.当初の計画では,二年目に初年度のマルチモーダルな学習・認識の改良及び継続と,行動のプランニング・生成及びロボットによる行動決定を行う予定であった.そのために,視覚情報処理システムの拡張と統合を行った.また,コミュニカティブモバイルマニピュレーションとユーザ行動の観測に基づくロボットの行動決定に関する研究を行った.このように,研究はおおむね順調に進展しているといえる.来年度には,視覚情報のみならずロボットの身体性を利用してマルチモーダル情報を用いた認識