hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種内・属内レベルの集団ゲノミクスによる樹木の適応進化・種分化プロセスの解明

多様な環境に適応進化した樹木を対象に,複数集団のサンプルを数万遺伝子座オーダーで比較解読し、適応進化プロセスを解析した。共通圃場実験による形質の評価と遺伝子型の分析により環境適応に関わる形質多型には遺伝的背景があることを明らかにした。ゲノム情報を縮約して解読するRAD-seqや翻訳されたゲノム領域を解読するRNA-seqによって、適応進化に関与した可能性があるゲノム領域を探索し、いくつかの候補遺伝子を見いだした。また、胚乳が種子親の減数分裂に由来する半数体組織であることを利用して、1母樹と80個の胚乳の遺伝子型を次世代シーケンサーで解読することにより高密度連鎖地図を作成することにも成功した。Callitris columeraris複合種はオーストラリア大陸全域に分布を拡大した系統群であり、砂漠・温帯・熱帯サバンナという多様な気候下で生育している。生育地全域から収集した種子で共通圃場実験を行い、8種類の形質データを得た。形質値と自生地の気候要因との相関を系統関係を考慮して解析したところ、葉長・気孔密度・葉の窒素濃度・樹形などの形質が季節降水量と有意な相関があった。また、各形質について祖先復元を行った結果、半乾燥地環境に分布していた共通祖先が乾燥地や熱帯モンスーン帯なへ進出する中で、利用可能な水資源量が選択圧となって多様な形態・生理形質が進化した事が示された。また、C. columeraris複合種を含む5種(7個体)からトランスクリプトームを次世代シーケンサーにより収集した。個体あたり5千万リードの塩基配列、13万個コンティグ配列を得た。そのうち、32,737個はタンパク質データベースの中に類似配列があり、機能やアミノ酸配列を推定できた。非同義置換(dN)同義置換(dS)の比より種分化と環境適応に関連する遺伝子の探索を行った結果、種間でdN/dS>1となる72個の配列を抽出することができた。大陸全域から採取した植物試料からDNAを抽出し、制限酵素で切断されたDNA断片を次世代シークエンサーで網羅的に解読することで、非モデル生物において多数のゲノム領域の塩基配列を得られるRAD-seq解析を行った。その結果、約120個体の豪州ヒノキ個体について4000を超える数の一塩基多型(SNPs)を検出できた。これらのSNPsの中には自生地の気候要因と有意な相関をもつものが約100個含まれていた他、多くのSNPs同士の間には比較的強い連鎖不平衡係数が推定されたことから、オーストラリアの多様な気候環境がゲノムの複数領域に選択圧として働いた可能性が示された。オーストラリア全域に分布するヒノキ科Callitris columellaris複合種を対象に解析を行った。C. columellaris複合種を構成する5分類群(狭義のC. columellaris, C. glaucophylla, C. intertropica, C.gracillis, C. verrucosa)は、葉緑体DNAおよび核EST-SSR伝子座の解析の結果、形態だけでなく遺伝的にも明瞭に分化していることが明らかになった。大陸全域から上記5分類群の集団サンプルを収集し、それらの核EST-SSR遺伝子型データに基づいて、最終氷期における集団サイズの変化を近似ベイズ計算によって推定した。その結果、内陸集団の多くで集団サイズの減少が検出されたのに対して、南部温帯域では最終氷期の終焉と共に集団サイズが拡大したことが示された。一方、火災頻度の高い熱帯サバンナでは集団サイズは安定していたことが明らかになった。これらの結果から、豪州ヒノキの集団デモグラフィには火災レジームの改変よりも、気候変動がより強く影響したことが推察された。また、対照的な環境条件下に生育する複数分類群の芽生えからmRNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより大量の塩基配列データ得た。このデータを対象にBLASTXで種子植物由来塩基配列と照合を行い、Tajima's D, dN/dS等、各種パラメーターの算出によって、多様な環境に対する樹木の適応過程に関与する遺伝子座の探索をはじめた。Callitris columellaris複合種は45個の系統から構成され、オーストラリア大陸全域に広域分布する。その多様化の過程で、気温・降水量などの気候ニッチを拡大に伴う生態的適応や種分化に関係する遺伝的背景を検証するため、RNA-seqに基づく候補遺伝子解析を行った。RNA-seqは各系統を代表する7個体を対象に行い、系統内でdN/dS<1かつ系統間でdN/dS>1、dNとdSの差が有意に大きい72遺伝子を候補遺伝子として定義した。これらの遺伝子について、大陸中から採取した96サンプルを対象に次世代シークエンサーを用いてリシークエンスを行い、SNPデータを得た。これらの候補遺伝子におけるSNPの遺伝的分化と、RAD-seq

由来のゲノムワイドSNPにおける遺伝的分化を比較することで、豪州ヒノキ複合種の適応と種分化に関わる遺伝的背景を解析した。また、裸子植物に特徴的な半数体胚乳組織DNAを活用して連鎖地図を構築した。1本の母樹とそれに由来する74個の種子胚乳からDNAを抽出しRAD-seq解析することで、873 SNPが染色体数と同数の連鎖群に乗る高密度連鎖地図を、従来の交配家系を用いた手法に比べてきわめて短期間、低コストで簡便に得ることができた。本研究で構築した連鎖地図はCallitris種群の系統解析や適応進化解析の基盤情報として活用できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。保全遺伝学26年度が最終年度であるため、記入しない。Callitris columeralis複合種の広い生育地全域から収集した種子を用いて共通圃場実験を実施することによって、自然選択圧として働いた環境要因の特定とそれに応答して起きた形質進化を示すことができた。また、RNA-seqによるトランスクリプトーム解析や、RAD-seqによる一塩基多型解析により,各種気候要因と相関をもつSNPsを見いだすこともできた。これらのことから、当初の研究実施計画どおり順調に研究が進展していると考える。葉緑体DNA,核SSR遺伝子座、そして、次世代シーケンサーを用いたRNAseq等、複数の情報源に基づく解析が計画通り進展している。本年度、RAD-seqによる一塩基多型解析やRNA-seqによるトランスクリプトーム解析で得られた,適応に何らかの形で関連している可能性のあるSNPsのゲノム上の位置を明らかにする。裸子植物は胚乳が母親に由来する大配偶子体の遺伝子のみを持つという特性を活用して、連鎖地図の作成を進め、SNPsのマッピングを行う.同時に,Callitris columeralis複合種のトランスクリプトームライブラリからは非同義置換率が特に高い遺伝子が明らかになったので、それらについて次世代シークエンサーを用いてリシークエンス実験を行い、得られた塩基配列データについて中立進化の検定を行う予定である.また、他の針葉樹で報告されている乾燥ストレス耐性等、環境適応に関連する遺伝子を、本研究で解読した塩基配列の中から探索する。これらの配列に加え、アミノ酸の置換速度の解析から抽出した、種分化と環境適応に関連する候補遺伝子とを対象に、塩基配列の収集を行い集団の遺伝的変異の解析を詳細に行う。当初の予定通り進める。種内遺伝変異の解読は、次世代シークエンサーを用いてゲノムレベルで網羅的に行う。裸子植物の種子には被子植物と異なって、母親由来の遺伝子のみが半数体の形で含まれている胚乳がある。本研究では,現地の専門家の協力によって、多様な環境条件に適応した樹木からそれぞれ種子が得られているので、これらの種子の半数体組織を、ゲノム全体を制限酵素で切断してその近傍を解析するRADseqによって解読し、連鎖地図を作成する。複数の分類群で連鎖地図を作成し、比較解析することで、ゲノムレベルの変化と種分化、環境適応との関係を理解することが期待される。RNAseqによって得られたリードを対象に、適応遺伝子座候補探索を完了させる。
小胞体膜由来クロライドチャネルの機能と構造に関する研究

我々は筋小胞体に存在するクロライドチャネル(SR-Clチャネル)の機能調節機構と構造解明を目的として研究を行っている。昨年度の検討でSR-ClチャネルがATPを通過させることを証明することができた。本年度はATP以外のアデニンヌクレオチドであるADPやAMPをこのチャネルが通過させることが出来るか否かを検討した。「方法」牛の左心室より作成した筋小胞体濾胞を平面脂質二重膜へ再構成し、電圧固定実験でSR-Clチャネルの単一チャネル電流記録を行った。「結果」SR-ClチャネルはcisにCsCl500mM,2mM MgATPを用いた場合チャネルの開口が常に観察できるが、cis液のCsClを全て100mM ADPに置換した場合もチャネルの開口が保持され、ADPをCharge carrierとする電流が記録できた。ADP電流によるチャネルの活性化はcis側にProtin kinase Aの特異的阻害作用を有するペプチド(PKI)を投与すると抑制され,SR-Clチャネルの特徴を示した。またチャネル100mM AMPを用いて場合もチャネル電流が記録でき、SR-Clチャネルはこれらのヌクレオチド、AMP,ADPそしてATPを通過させることが判明した。各々のヌクレオチドの濃度を100mMとし、transに50mM Clを用いて場合の電流電圧曲線を求め、それらの逆転電位とスロープコンダクタンスをもとめた。その結果、見かけ上のイオン透過性はATP>ADP>AMPの順であった。以上の結果より、小胞体のcyclic AMP依存性燐酸化によって活性化されるクロライドチャネルは、細胞内物質であるヌクレオチドのATP、ADP,AMPを通過させ得ることが明らかとなり、その生理機能として細胞内物質や代謝産物の輸送に寄与していることが推測された。
交流直接形電力変換器による一体型交流エネルギーキャッシュシステムの開発

本研究は,一体型交流エネルギーキャッシュシステムの開発をめざして,(1)交流直接形電力変換器の開発,(2)フライホイールの高速設計法と磁気軸受制御法の確立,(3)電気実装の問題点を取り扱う解析技術の開発を行った。その結果,(1)では,同期PWM方式を適用することで,交流直接形電力変換器の高速化が達成できた。また,交流直接形電力変換器の入力を単相に接続する場合,コンデンサの電圧を制御することで,電力脈動を補償できることを確認した。(2)では,フライホイールの小型,高効率化を目的に使用する磁気軸受では,軸の支持位置により収束応答が異なることを確認し,軸振動を高速に制御すること軸支持ができることがわかった。(3)では,高密度化および高効率化を実現するため,交流直接形電力変換器と同様の構造を持つアクティブ中性点クランプ回路を用いて損失解析を行い,定式化した。その結果, 1kW定格運電時の理論損失と実機の損失の誤差率2%であり,理論式の妥当性を確認した。以上の研究成果より,交流直接形電力変換器とフライホイールを用いた一体型交流エネルギーキャッシュシステムが実現できることを確認した。本研究は高効率,長寿命,メンテナンスフリーが特徴であるマトリックスコンバータとフライホイールを組み合わせたエネルギーキャッシュシステムを開発することにある。今期は,フライホイールにマトリックスコンバータを組み合わせた場合の制御法,および,単相入力の場合,必要となるエネルギーバッファを最小化する方法を検討し,シミュレーションにより,その動作を確認した。その後,5kVAの三相入力三相出力のマトリックスコンバータ,および1kWの単相三相変換形マトリックスコンバータの制御回路及び主回路の試作し,特性評価を行った。三相三相マトリックスコンバータでは,逆阻止IGBTを使用することにより,効率97%と従来に比べ損失を1/2を実現した。また,単相三相マトリックスコンバータでは,コンデンサに半導体スイッチを直列に接続したアクティブバッファにより,電解コンデンサ容量を従来に比べ1/20にすることができた。また,フライホイールの開発においては,磁気軸受けの基本特性の取得,3MJのフライホイールの設計試作を行った。磁気軸受けでは5軸(XY方向2カ所,Z方向1カ所)の前段階として,2軸の治具を製作し,軸位置の制御を行った。その結果,磁気軸受けは軸の位置に応じて非線形性があることがわかり,その対策が必要であることがわかった。また,20.000r/min, 3MJのフライホールを設計,製作した。今後,高速インバータを用いて立ち上げを行い,静特性及び動特性を取得する。今期は,昨年設計した1.5MJ, 15, 000r/minのフライホール一号機を評価し損失分離を行った。その結果,電気的には,誘導モータの鉄損が支配的(91%)となり,機械的には風損が支配的になることがわかった。一方,インターフェス用電力変換器では,マトリックスコンバータにV結線チョッパにより昇圧機能を付加した昇圧形マトリックスコンバータを開発した。これは従来のマトリックスコンバータの小形,高効率の利点を損なうことなく,最大の欠点であった電圧利用率の制限をなくしている。V結線チョッパにより発生する損失は従来の整流器の60%程度に抑えることができ,さらに逆阻止IGBTを適用することで,損失を30%程度まで低減できることを,解析と実験により明らかにした。また,V結線チョッパの入力部に発生するフィルタの共振に対しては,ダインピング制御を開発し,ダンピング抵抗による損失なしに,入力電流波形を正弦波状に制御出来る技術を確立した。全体のした正月今後はさらに大容量化に向けて,永久磁石モータの手教によるモータの損失低減と高真空化により風損を低減し,3MJのフライホールを開発する。また,電力変換器については小形化の実装技術を開発していく。今期は,試作した1号機の定量的な評価を行うと共に,その評価結果を反映した2号機を試作した。2号機の仕様は定常回転速度9500rpm,貯蔵エネルギー3.OMJである。

また1号機では風損が大きかったことから,フライホイールの密閉容器内の真空度を800Paまで高めた。10kPa(1号機)の場合の定常損失解析結果を比較すると,真空度が向上するこどで風損が75%程度低減することがわかった。また,電気的損失は2号機では1号機に比べ鉄損が13%程度低減できた。一方,インターフェス用電力変換器では,マトリックスコンバータとDC/DCコンバータを統合した回路を開発した。これにより,バッテリや電気二重層キャパシタなどの直流電源とも連系でき,フライホイールの適用先をさらに広げることができる。さらに先期開発した昇圧形マトリックスコンバータについてもフライホイール運転時の特性を評価し,所望の性能が得られることを角煮にした。今後はさらに大容量化に向けて,フライホイール専用の永久磁石モータを開発し,モータの損失低減を実現する。また,フライホイールを駆動する電力変換器については体積最小条件を明らかにし,機械との統合実装技術を開発する。
強相関ラーベス相化合物の超音波測定

本研究では、立方晶ラーベス相化合物単結晶LaRh_2、CeRh_2、CeIr_2、CeRu_2の弾性定数の温度依存性及び磁場依存性を研究した。得られた成果は、以下の通りである。1.LaRh_2のC_<44>弾性定数の低温軟化現象50K以下の温度領域において、弾性定数の異常を観測し、これがバンドヤーンテラー効果に起因する可能性を指摘した。2.CeIr_2の弾性定数異常CeIr_2は主にC_<44>に複雑な温度依存性を発見した。3.CeRu_2の超伝導相における異常な磁束状態最近、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態との関連性が指摘されているCeRu_2のC_<44>横波弾性を音波の振動方向を磁場との関係を考慮に入れて測定を行った。また、電流の影響も調べた。その結果、CeRu_2単結晶は上部臨海磁場の内側の超伝導相において強固なピン止め領域が存在することを発見しし、これが、FFLO状態である可能性が高いことを示した。この物質は、室温から13Kのまでの温度範囲で、弾性定数の軟化現象が観測された。
Ｔｏｌｌ様受容体を標的とした歯周組織の炎症制御に関する基礎的研究

プラーク中の菌体成分は、Toll-like receptor (TLR)などを介して自然免疫系を活性化する。歯周組織の過剰な炎症反応を抑制するために、歯肉縁上および縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用について解析した。その結果、縁上および縁下プラークは、主にTLR4の刺激を介して末梢血単核球から炎症性サイトカインの産生を誘導していることが明らかになった。縁上および縁下プラークのTLR4刺激作用を制御することは、歯周疾患の進行を抑制するために有効であることが示唆された。プラーク中の菌体成分は、Toll-like receptor (TLR)などのパターン認識レセプターにより最初に認識される。菌体成分を認識すると直ちに自然免疫系は活性化し、歯周組織に炎症反応を惹起する。この反応は感染防御のために必須であるが、結果として歯槽骨吸収などの組織破壊も引き起こす。有益な感染防御能を損なうことなく組織破壊を最小限に抑えることができれば、歯周疾患の進行を抑制するために役立つことは間違いない。本研究は、TLRを介したプラークからの刺激を標的として、歯周組織の炎症反応を制御することを目的とした基礎的研究である。本年度は、主に歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用についての解析を進めた。長崎大学病院に来院した歯周病患者に研究内容を説明し同意を取得した後、歯周ポケット最深部位から歯肉縁下プラークを採取した。同時に被験者の全身状態と被験部位の歯周組織の状態を記録した。各患者から採取したプラークでNF-κBレポーター細胞を刺激し、検量曲線との対比によりTLR2およびTLR4刺激作用を測定した。その結果、歯肉縁下プラークのTLR4刺激作用と採取部位のプラーク指数に正の関連が認められた。また、TLR2刺激作用と年齢および性別にも弱い正の関連が認められた。これらの結果から、歯肉縁上プラークの細菌の蓄積が歯肉縁下プラークのTLR4刺激作用に影響を与え、年齢、性別などの宿主要因がTLR2刺激作用に影響を与えている可能性が示唆された。これらの結果は、歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用を制御する因子を明らかにしたものであるが、これらの因子がどのように作用してTLR2およびTLR4刺激作用を変化させるのか、また、歯周疾患の活動性にどのように影響しているのかは、さらに解析が必要である。有益な感染防御能を損なうことなく組織破壊を最小限に抑えることができれば、歯周疾患の進行の抑制に役立つことは間違いない。本研究の目的は、TLRを介したプラークからの刺激を標的として、歯周組織の炎症反応を制御する方法を明らかにすることである。まず本年度は、我々のこれまでの研究からプラーク中に含まれる菌体成分の中でも特に歯周組織の炎症反応に大きく影響を与えていると思われるTLR4を中心に解析を行った。TLR4はグラム陰性菌外膜のリポ多糖(LPS)等を認識するが、我々はこれまでに、TLR4遺伝子の3'側非翻訳領域(3'-UTR)に位置する一塩基多型rs11536889は、慢性歯周炎と関連していることを明らかとした。この遺伝子多型がTLR4の発現量や機能と関連しているとすれば、グラム陰性菌に感染した歯周組織の炎症が遺伝的背景により調節されていることになるため、当初の研究計画とはやや異なるが、本年度はこの点に焦点をあてて研究を進めた。その結果、rs11536889におけるマイナーアレルホモ接合C/C群はG/G、G/C群と比較してTLR4発現量が有意に多いことが明らかとなった。また、この発現調節にはマイクロRNAと呼ばれる約22塩基の非コードRNAとの結合が関与していることが明らかとなった。本年度の実験から、TLR4遺伝子多型がTLR4発現量を調節し、LPS反応性に影響していることが明らかとなった。これらの結果はグラム陰性菌に感染した歯周組織の炎症を調節する遺伝的背景として重要と思われる。本年度は、TLR4遺伝子多型rs11536889と歯周炎進行との関連を明らかにするため、rs11536889におけるG/G、G/C、C/C遺伝子型被験者それぞれ24、10、9名を対象として、歯周組織の状態およびプラーク中の歯周病原細菌数について比較検討した。

長崎大学病院に来院した歯周病患者に研究内容を説明し同意を取得後、各患者の口腔内で歯周ポケット最深部を被験部位とした。被験部位のプラーク指数、プロービング時の出血、ポケット深さ、アタッチメントレベルを記録した。また、被験部位の歯肉縁下プラークを採取し、プラーク中の歯周病原細菌数を定量的PCR法で解析した。結果として、G/C群のアタッチメントレベルは、G/G群より有意に大きかった。C/C群のアタッチメントレベルは、G/G群より大きい傾向にあったが、有意差はなかった。ポケットの深さ、プロービング時の出血の有無についても、C/C群およびG/C群は、G/G群よりも大きい傾向にあったが、有意差はなかった。また、プラーク中の歯周病原細菌数については、各群間に有意差がみられなかった。これらの結果は、TLR4遺伝子型の違いによるTLR4の発現量の差が、歯周炎の進行に影響した可能性があることを示唆している。プラーク中の菌体成分は、Toll-like receptor (TLR)などのパターン認識レセプターにより最初に認識される。菌体成分を認識すると直ちに自然免疫系は活性化し、歯周組織に炎症反応を惹起する。この反応は感染防御のために必須であるが、結果として歯槽骨吸収などの組織破壊も引き起こす。有益な感染防御能を損なうことなく組織破壊を最小限に抑えることができれば、歯周疾患の進行を抑制するために役立つことは間違いない。本研究は、TLRを介したプラークからの刺激を標的として、歯周組織の炎症反応を制御することを目的とした基礎的研究である。本年度は、歯肉縁上プラークと歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用の関連について解析した。また、歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用と歯肉縁下プラーク刺激により末梢血単核球が産生する炎症性サイトカイン量との関連についても解析した。歯肉縁上プラークのTLR2およびTLR4刺激作用は、歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用と比較して、それぞれ有意に強く、歯肉縁上プラークのTLR2およびTLR4刺激作用が歯肉縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。また、歯肉縁下プラークによって誘導される末梢血単核球からのIL-8やTNF-α等の炎症性サイトカインの産生は、TLR4アンタゴニストであるlipid IVaによって著しく抑制されるが、抗TLR2抗体ではほとんど抑制されないことが明らかとなった。このことから、歯肉縁下プラークによる炎症性サイトカインの誘導は、主にTLR4刺激作用に依存していることが明らかになった。歯肉縁上および縁下プラークのTLR4刺激作用を制御することは、歯周疾患の進行を抑制するために有効であることが示唆された。プラーク中の菌体成分は、Toll-like receptor (TLR)などを介して自然免疫系を活性化する。歯周組織の過剰な炎症反応を抑制するために、歯肉縁上および縁下プラークのTLR2およびTLR4刺激作用について解析した。その結果、縁上および縁下プラークは、主にTLR4の刺激を介して末梢血単核球から炎症性サイトカインの産生を誘導していることが明らかになった。縁上および縁下プラークのTLR4刺激作用を制御することは、歯周疾患の進行を抑制するために有効であることが示唆された。本年度の研究から、TLR4遺伝子多型rs11536889が、歯周病患者さんのアタッチメントレベルに影響している可能性が示唆された。
学生の自己評価に基づいた個票による継続的自己教育力育成支援システムの開発と評価

本研究は大学教育の質保証の一環として、自己調整学習に必要な自己教育力を育成するための指標を作成した。自己メタ認知の指標として、学習に対する意識(学修観)を尺度化した。学修観とは、精神的回復力(レジリエンス)(小塩)、学習動機(市川)、学習方法(市川)の質問紙から抽出された三つの要因である。これらを、「考えようとする気持ち」、「行動しようとする気持ち」、「認められたいという気持ち」と名付けた。青年期である大学生の自己教育力を育成する、自らの変化を知る指標として活用した学修観ポートフォリオをシステム化し、その運用と評価を試みた。本研究は、大学教育の質保証の一環として、「測りやすい学力(知識・技能)」「測りにくい学力(問題解決力・問題発見力・学び合う力など)」と共に、自己調整学習に必要な自分の学びを客観視する力を育成することに取り組んでいる。大学生の主体的学びを育成し、社会に出てからの予測困難な状況において、自ら試み考え、検証し、吟味し、失敗から学ぶ姿勢を身につけることの重要性に本研究は力点を置く。つまり学生自身がどのように状況から学び、自分を育てるかに目を向け、自分の学びをメタ認知する力を持つことで自らを育て続けることが可能になるとする。そのために、自分の学びを自分でどのように捉えているかという「学修観」の調査を実施する。学修観の調査は、大学入学時を経て、発達課題などのライフイベント時や学年進行の区切りで、繰り返し実施することで、学生自身が捉えている自分の学び方の変化を自分自身で評定することを繰り返す。調査は、研究代表者の所属大学、研究分担者・研究協力者の所属大学、大学間連携事業(注1)にて実施している。本研究の最終目標は、経年変化による各大学での調査結果と共に学生自身の評定・振り返りを蓄積することで、次世代の大学入学者により具体的なロールモデルとしての学びの姿勢を促す情報を提供することにある。現段階では、データの蓄積と、学生自身の振り返りを促すことで、より相互の情報交換を可能にすることも検討対象に入れ、学修観調査の評価を行っている。(注1)研究分担者である小松川浩により、千歳科学技術大学を代表校として平成24年度「大学間連携共同教育推進事業」に「学士力養成のための共通基盤システムを活用した主体的学びの促進」が採択された。大学間連携では、千歳科学技術大学、山梨大学、愛媛大学、佐賀大学、北星学園大学、創価大学、愛知大学、桜の聖母短期大学の8大学で、学修観調査を実施している。本研究は、大学での教育の質を向上し、教育効果を高めるために、学力・学修観を調査する。大学生の学修観として、大学生のための精神的回復力(小塩)、学習動機(市川)、学習観(市川)の三つの尺度を活用する。これらの三つの尺度をもちいて学修観全体を捉え、大学生活の中で自らの学修観の変容とライフイベントとともに記録していくことで、自己理解を深め、メタ認知能力を養う。深い自己理解に支えられた学習は、自己調整学習力として生涯学び続ける人材として、学士力の質保証につなげることができる。さらに本研究で活用している学修観調査と、各大学での学力調査を活用することで、千歳科学技術大学を代表校として平成24年度「大学間連携共同教育推進事業」に「学士力養成のための共通基盤システムを活用した主体的学びの促進」が採択された。この事業とのかかわりの中、千歳科学技術大学、山梨大学、愛媛大学、佐賀大学、北星学園大学、創価大学、愛知大学、桜の聖母短期大学の8大学で継続的に活用している。8大学では、大学入学時の学力調査と、就学後の学力調査の経年変化と学修観の経年変化を見ることでより広く大学教育に活用しようとしている。また、本学を中心とした、調査研究では、高校までの修学歴と学修観から、大学入学後の学習の伸長と、その効果を測る一つのものとして捉えるしくみも検討している。本研究は、大学教育の質保証の一環として、「測りやすい学力(知識・技能)」「測りにくい学力(問題解決力・問題発見力・学び合う力など)」を育てるとともに、自己調整学習に必要な客観的な自己認識を持つ指標として、学習に対する自分の意識(学修観)を尺度化する。今日の社会は、大きな変革をし続けており、そのような社会でどのような人材が必要かは未知数である部分が大きい。しかし、人が社会的動物である限り、大学生が社会に出て、人として人材として社会参加し続けることには変わりはない。そのために必要なこととして、自らを振り返り、自分が何をどう受け止めているかを、青年期である大学生の「課題」として捉えた。この課題解決のために、自らの変化を知る手かがりとして学修観を活用する。本調査は、研究分担校と共に大学間連携事業(注1)で3年間実施している。いずれの調査も新入生に実施している。大学機関での教育の在り方として、在学中の2-3年生に実施することは、非常に困難である。しかし、部分的には実施を続けている大学もある。3年目には、各大学での調査結果とともに学生自身の評定・振り返りを蓄積することで、次世代の大学入学者により具体的なロールモデルとしての学びの姿勢を促す情報を提供しようとした。しかし、ロールモデルの把握のために卒業時、卒業後の調査の必要性も課題となった。そのために通時的な変化を探る調査も行うことにした。

(注1)研究分担者である小松川浩により、千歳科学技術大学を代表校として平成24年度「大学間連携共同教育推進事業」に「学士力養成のための共通基盤システムを活用した主体的学びの促進」が採択され、8大学での連携調査も実施している。本研究は、経年変化による各大学での調査結果と共に学生自身の評定・振り返りを蓄積することで、次世代の大学入学者により具体的なロールモデルを生成し、学びの姿勢を促す情報を提供することを目的とした研究である。しかし、ロールモデルの作成には、さまざまな情報が必要であり、加えて大学生活全体を通しての変化を探る必要がある。インターンシップ、アルバイト、学外ボランティアなどのライフイベントの情報も欠かせない。それらを通じての学生の成長過程を考えると今まで継続的にとってきたデータをすべて振り返ることが必要であり、さらに卒業する学生のデータも重要なことが分かった。卒業後の離職率が3割という情報もある今日、大学での教育の成果として視野にいれたい。大学での4年間の変化を観察し、なおかつどのような発達課題を経るかによって、実施各大学でのデータ収集の時期も異なり、1年間の延長を試みることとなった。本研究は、大学教育の質保証の一環として、「測りやすい学力(知識・技能)」「測りにくい学力(問題解決力・問題発見力・学び合う力など)」を育てるとともに、自己調整学習に必要な客観的な自己認識を持つ指標として、学習に対する自分の意識(学修観)を尺度化する。社会は、変革をし続けており、予測された未来がない時代となっている。そのような社会でどのような人材が必要かは未知数である部分が大きい。しかし、人が社会的動物である限り、大学生が社会に出て、人として人材として社会参加し続けることには変わりはない。そのために必要なこととして、自らを振り返り、自分が何をどう受け止めているかを、青年期である大学生の「課題」として捉えた。この課題解決のために、自らの変化を知る手かがりとして学修観を活用する。本調査は、研究分担校と共に大学間連携事業{学士力養成のための共通基盤システムを活用した主体的学びの促進}で経年変化を見ることで、大学における青年期発達課題を中心として自己省察を促し、入学時から卒業後までを視野にいれた生涯自己教育力を育成しようとした。さらに、本調査以外の就職力測定などのコンピテンシー調査を経て、学生自身の自己教育力を備えることを企図した。大規模調査としては、所属校のデータ収集を予定していたが、調整が困難になり、小規模校での調査を実施した。さらに少数ではあるがインタビュー調査を実施した。それらの結果からは、学生の学力の伸長とともに自己教育力を備えることで自己省察をすることで相対的な自己と自己認識を持つことができ、社会的役割を果たそうとすることなどが見られた。本データの結果分析は今後も継続し、学生のロールモデルとして提示できる自己像の形成に役立てる予定である。本研究は大学教育の質保証の一環として、自己調整学習に必要な自己教育力を育成するための指標を作成した。自己メタ認知の指標として、学習に対する意識(学修観)を尺度化した。学修観とは、精神的回復力(レジリエンス)(小塩)、学習動機(市川)、学習方法(市川)の質問紙から抽出された三つの要因である。これらを、「考えようとする気持ち」、「行動しようとする気持ち」、「認められたいという気持ち」と名付けた。
超臨界水溶液のpH測定用電気化学マイクロセルの開発

超臨界水反応場を利用したナノ粒子合成やバイオマス資源からの有用化学原料回収は実用化を視野に入れた研究が積極的に進められている。一方、プロセス設計の上で不可欠となる物性データは測定法自体が確立していないこともあり僅少である。特に、イオン反応の平衡定数は、微粒子合成機構の解明のみならず、化学原料回収においても目的物の収率や選択率の向上を検討する際、副生する有機酸の解離挙動の把握が重要な因子であるため、そのデータの蓄積は急務と考える。また、これら有機酸は熱的に不安定であるが、超臨界水中での反応時間が秒オーダー以下であるため、このような時間内では安定に存在する。本研究では、高精度かつ極めて短い装置内滞在時問で超臨界水溶液のpHを電位差法により測定し、解離定数を決定するための流通式電気化学マイクロセルの作製を行った。白金水素電極を用い、絶縁性のアルミナ管をセル材とし内部に参照電極・指示電極設置用および参照溶液および被検液流通用の計4つの流路を加工した。両溶液はセル内に供給後、ハステロイチューブに外接させたシースヒータにより急速に昇温され、所定温度まで昇温する。その後、個々の電極測定部と接触した後、両溶液は接触混合し、セル外へ排出される。この間の電位差を測定する方法である。セルの内容積は1.5cm^3であり、従来のセルと比較して1/10も減少させた。実際に超臨界水溶液の電位差測定を行った結果、測定精度を維持しつつ電位安定までの時間が短縮できることを確認した。また、高温高圧下でより短時間での測定を視野に入れ、まずは室温環境で1秒以下のセル内滞在時間で電位差測定可能なマイクロセルを微細加工技術を駆使して作製した。流量110g/minで実験を行った結果、若干の流量依存性は確認されたが、測定電位差は理論値と良好に一致した。今後は、高温高圧下での使用を視野に入れ研究を継続する。超臨界水反応場を利用したナノ粒子合成やバイオマス資源からの有用化学原料回収プロセスは実用化を視野に入れた研究が積極的に進められている。一方で、プロセス設計の上で不可欠となる物性データは測定法自体が確立していないこともあり僅少である。そこで本研究では、高精度かつ微小装置内滞在時間で超臨界有機酸水溶液のpHを電位差法により測定し、解離定数を決定するための流通式電気化学マイクロセルの作製を行った。作製したセルは白金水素電極を用い、絶縁性のアルミナ管をセル材とし内部に参照電極・指示電極設置用および参照溶液および被検液流通用の計4つの流路を加工した。なお、高耐食性のハステロイチューブおよび継手をアルミナチューブに外接させることで高温高圧下での測定を可能とした。セルの内容積は1.5cm^3であり、従来のセルと比較して1/10も減少させることに成功した。実際に超臨界水溶液の電位差測定を行った結果、電位安定までの時間が短縮し、測定精度も向上することを確認した。今後は、更にセル内容積を小さくしたセルの設計を進める予定である。

実際に超臨界水溶液の電位差測定を行った結果、測定精度を維持しつつ電位安定までの時間が短縮できることを確認した。また、高温高圧下でより短時間での測定を視野に入れ、まずは室温環境で1秒以下のセル内滞在時間で電位差測定可能なマイクロセルを微細加工技術を駆使して作製した。流量110g/minで実験を行った結果、若干の流量依存性は確認されたが、測定電位差は理論値と良好に一致した。今後は、高温高圧下での使用を視野に入れ研究を継続する。
HLA結合ペプチドライブラリーを用いた癌特異的T細胞の誘導及び癌抗原群の解明

細胞傷害性T細胞の誘導が困難である肺癌等の癌細胞に対する免疫システムの関与の可能性を解明することを目的に、HLA結合ペプチドライブラリーという新しい手段を用いた細胞傷害性T細胞の誘導システムの樹立を試みた。ペプチドを用いた細胞傷害性T細胞の誘導に関しては、20^9、20^7、20^6、10^3からなるペプチドミクスチャーを検討したところ、いずれもペプチド特異的細胞傷害活性を有する細胞株が樹立できたが、20^6のミクスチャーが最も高いCTL活性を示し、効率が最も良いと考えられた。現在、A*0201陽性の健常人より得られたCTLラインよりクローンニングを行い、A*0201陽性癌細胞株に対する細胞傷害活性を有するクローンをスクリーニング中である。また、A*2402陽性の肺癌患者胸水中の癌細胞より癌細胞株を樹立中であり、同一患者より得られたCTLクローン中、自己癌に対する細胞傷害活性を有するクローンに関してもスクリーニングできる予定である。
遺伝性サイロキシン結合グロブリン増多症の発症機序と成長ホルモン単独欠損症との連関

1.遺伝性TBG増多症の7家系(日本人3家系、白人4家系)と、男児のみにTBG増多症を認めた日本人1家系において、TBG遺伝子量をDuplex PCR・HPLC法により定量した。TBG増多を示した患者全てに、TBG遺伝子の増幅を認めた。3倍増幅を5家系に、2倍増幅をde novoの症例を含め3家系に認めた。患者の血中TBG値は遺伝子量に対応していた。解析した8家系全てに遺伝子増幅を認めたことから、これが家族性TBG増多症の主要な機序であることが判明した。2.染色体のFISHを日本人4家系と白人1家系で行い、それぞれ1家系でDuplex PCR・HPLC法と合致するTBG遺伝子の3倍増幅が確認された。残りの3家系で確認できなかったが、これらにおいて増幅単位が小さいためと考えられた。3.家族性TBG増多症の日本人4家系で、12種類の制限酵素を用いてサザンブロット解析を行った。全てでRFLPを認めず、制限酵素によるDNA断片がカバーする52Kbp内に増幅の段端点の存在しないことが示された。4.日本人のTBG完全欠損症(CD)あるいは減少症(PD)を呈する50家系で、Allele Specific Amplification法による遺伝子スクリーニングを施行した。44家系がCDJの変異(コドン352の1塩基欠失)、残りの6家系がPDJ(コドン363の1塩基置換)であり、両遺伝子変異が日本人の祖先に生じ広く浸透したものと考えられた。5.CDJ10家系、PDJI家系で、X染色体の不活化パターンを解析し、CDJ、PDJのヘテロ女性各1名が選択的不活化を呈していた。両患者では、正常のTBG遺伝子が不活化されCDJ、PDJのみ発現したため、男性患者と同じTBG値を示たものと解釈された。1.日本人の家族性TBG増多症3家系(EJ1,EJ2,EJ3)と、男児のみにTBG増多症を認めた1家系(EJ4)において、TBG遺伝子量をDuplex PCR,HPLC法により定量した。EJ1,EJ3には3倍増幅を、EJ2,EJ4には2倍増幅を認めた。EJ1,EJ2,EJ3では更に、染色体のFISHを行い、EJ1のみにDuplex PCR,HPLC法の結果に対応した3倍の増幅を確認した。EJ1における遺伝子増幅の範囲が広いこと、EJ4では、増幅が新生したことが推測された。2.白人の家族性TBG増多症4家系(EC1EC4)において、TBG遺伝子量をDuplex PCR, HPLC法により定量し、全家系にTBG遺伝子の増幅を認めた。3.日本人のTBG完全欠損症(CD)あるいは減少症(PD)を呈する50家系の遺伝子異常を、Allele Specific Amplification法によるスクリーニングにより解析した。44家系がCDJの変異で、残りの6家系がPDJであり、両遺伝子変異が日本人の祖先に生じ広く浸透したものと考えられた。4.男性と同じ完全欠損の表現型を示したCDJのヘテロ女性において、正常のTBG遺伝子のみが、選択的に不活化されていることを以前の研究で示した。今回、CDJ9家系,PDJ1家系で、X染色体の不活化パターンを解析し、1名のみが選択的不活化を呈していた。

この患者では、正常のTBG遺伝子が不活化されPDJのみ発現したため、男性患者と同じTBG値を示したものと解釈された。5.今後は、Pulse Field電気泳動等により、遺伝子増幅の機序を明らかにしていく。1.遺伝性TBG増多症の7家系(日本人3家系、白人4家系)と、男児のみにTBG増多症を認めた日本人1家系において、TBG遺伝子量をDuplex PCR・HPLC法により定量した。TBG増多を示した患者全てに、TBG遺伝子の増幅を認めた。3倍増幅を5家系に、2倍増幅をde novoの症例を含め3家系に認めた。患者の血中TBG値は遺伝子量に対応していた。解析した8家系全てに遺伝子増幅を認めたことから、これが家族性TBG増多症の主要な機序であることが判明した。2.染色体のFISHを日本人4家系と白人1家系で行い、それぞれ1家系でDuplex PCR・HPLC法と合致するTBG遺伝子の3倍増幅が確認された。残りの3家系で確認できなかったが、これらにおいて増幅単位が小さいためと考えられた。3.家族性TBG増多症の日本人4家系で、12種類の制限酵素を用いてサザンブロット解析を行った。全てでRFLPを認めず、制限酵素によるDNA断片がカバーする52Kbp内に増幅の段端点の存在しないことが示された。4.日本人のTBG完全欠損症(CD)あるいは減少症(PD)を呈する50家系で、Allele Specific Amplification法による遺伝子スクリーニングを施行した。44家系がCDJの変異(コドン352の1塩基欠失)、残りの6家系がPDJ(コドン363の1塩基置換)であり、両遺伝子変異が日本人の祖先に生じ広く浸透したものと考えられた。5.CDJ10家系、PDJ1家系で、X染色体の不活化パターンを解析し、CDJ、PDJのヘテロ女性各1名が選択的不活化を呈していた。両患者では、正常のTBG遺伝子が不活化されCDJ、PDJのみ発現したため、男性患者と同じTBG値を示したものと解釈された。
高齢知的障害者のQOL(生活の質)に関する実証的研究

平成14年度(最終年度)前半は、予備調査の結果を受けて主観的QOL評価尺度の再検討を行うと共に、前回の科研費研究の中で一部実施した客観的QOLの側面に当たる処遇比較調査と適応行動に関する調査にデータを付加した上で再整理し、それぞれ「中高齢知的障害者の処遇及び生活実態に関する研究-入所施設とグループホームの比較から-(発達障害研究第24巻1号)」、「中高齢知的障害者の加齢に伴う適応行動の変化について-入所施設生活者とグループホーム生活者を比較して-(特殊教育学研究第40巻4号)」という題名で雑誌論文として上梓した。主な結果として(1)余暇活動及び心理面の配慮でグループホームが入所施設を上回っている一方、物理環境整備及び他の日常生活面(入浴、洗濯介助など)での配慮で、入所施設がグループホームを上回っていた、(2)外部援助の導入に関しては、余暇外出と日常生活面で、グループホームが入所施設に比べ積極的であるのに対し、昼間活動面と老人福祉機関などの紹介面では逆に入所施設が積極的であった、(3)その他の生活実態では、運動習慣の充実度では入所施設が、余暇内容の豊富さと外出の自由度ではグループホームが上回っていた、(4)「経済的活動」、「移動」、「一般的自立機能」、「台所仕事」の領域で、障害程度に係わらず、入所施設生活者の適応能力がグループホーム生活者よりも低く、中軽度障害群での「数と時間」、「言語」及び「計画性」、重度障害群での「自己志向性」と「社会性」でも同様の差が見られた。直接面接による主観的QOL調査は未だ継続中であるが、現時点までの報告として、(1)休暇取得でグループホーム生活者の不満度が入所施設生活者より大きいのに対し、休日休暇の総合評価、余暇情報、休日の自由度、余暇援助、生活時間及びプライバシーの側面では、入所生活者の不満度が大きい、(2)評価尺度はピクトグラムと併用することで十分利用可能であるが、実用化に向けては、さらなる項目の工夫と精選が必要である。平成13年度は主目的の主観的QOL調査を進める為の前提として、以前に「グループホームに住む高齢知的障害者の生活実態及び支援に関する研究(課題番号:09610229)」の中で、客観的QOLを把握する為に実施した施設種別による処遇の比較調査を補完、再整理し、結果の一部を2001年6月の日本老年社会科学会第43回大会、同年7月の日本発達障害学会第36回大会でそれぞれ発表すると共に、「中高齢知的障害者の処遇及び生活実態に関する研究-入所施設とグループホームの比較から」という題目で、研究誌「発達障害研究」に投稿し採択された(第24巻1号掲載予定)。主な結果としては、(1)余暇活動及び心理面での配慮において、グループホームが入所施設を上回っている一方、物理環境整備及び他の目常生活面(入浴・洗濯介助等)での配慮で、入所施設がグループホームを上回っていた。(2)外部援助の導入に関しては、余暇外出と日常生活面で、グループホームが入所施設に比べ積極的であるのに対し、昼間活動面と老人福祉機関紹介面では逆に入所施設が積極的であった。(3)その他の生活実態では、運動習慣、余暇内容、外出の自由度等で居住環境による差が見られ、運動習慣の充実度では入所施設が、余暇内容の豊富さと外出の自由度ではグループホームが入所施設を上回っていた。

知的障害者本人に対する直接面接法による主観的QOL調査に関しては、質問項目を検討し、調査票試案を作成すると共に、質間理解を進める為の補助手段としてピクトグラム(絵カード)を作成し、予備調査を実施した。結果の一部は2002年3月の国際知的障害研究協会の高齢・QOL研究グループ国際会議で発表予定である。次年(最終年)度は予備調査の結果を検討した上で調査票を修正し、本調査に入る予定である。平成14年度(最終年度)前半は、予備調査の結果を受けて主観的QOL評価尺度の再検討を行うと共に、前回の科研費研究の中で一部実施した客観的QOLの側面に当たる処遇比較調査と適応行動に関する調査にデータを付加した上で再整理し、それぞれ「中高齢知的障害者の処遇及び生活実態に関する研究-入所施設とグループホームの比較からー(発達障害研究第24巻1号)」、「中高齢知的障害者の加齢に伴う適応行動の変化についてー入所施設生活者とグループホーム生活者を比較してー(特殊教育学研究第40巻4号)」という題名で雑誌論文として上梓した。主な結果として(1)余暇活動及び心理面の配慮でグループホームが入所施設を上回っている一方、物理環境整備及び他の日常生活面(入浴、洗濯介助など)での配慮で、入所施設がグループホームを上回っていた、(2)外部援助の導入に関しては、余暇外出と日常生活面で、グループホームが入所施設に比べ積極的であるのに対し、昼間活動面と老人福祉機関などの紹介面では逆に入所施設が積極的であった、(3)その他の生活実態では、運動習慣の充実度では入所施設が、余暇内容の豊富さと外出の自由度ではグループホームが上回っていた、(4)「経済的活動」、「移動」、「一般的自立機能」、「台所仕事」の領域で、障害程度に係わらず、入所施設生活者の適応能力がグループホーム生活者よりも低く、中軽度障害群での「数と時間」、「言語」及び「計画性」、重度障害群での「自己志向性」と「社会性」でも同様の差が見られた。直接面接による主観的QOL調査は未だ継続中であるが、現時点での報告として、(1)休暇取得でグループホーム生活者の不満度が入所施設生活者より大きいのに対し、休日休暇の総合評価、余暇情報、休日の自由度、余暇援助、生活時間及びプライバシーの側面では、入所生活者の不満度が大きい、(2)評価尺度はピクトグラムと併用することで、十分利用可能であるが、実用化に向けては、さらなる項目の工夫と精選が必要である。
電子精密機械技術に着目したカメラ性能評価システムの開発

本課題では、シャッター振動・歪曲収差・撮像素子の傾斜度について計測・評価可能なシステムの構築を目指す。シャッター振動測定については、基準パターンの事前撮影とパターンマッチングの導入により画像上で±0.02画素以下の検出精度が得られることを確認した。また歪曲収差の測定法においては格子パターンを利用した新たな手法を提案し、シミュレーションおよびカメラ撮影実験によりその有効性を確認した。さらに高SNRのMTF測定法を開発し、レンズと撮像素子の間の傾きを高精度に測定可能なことを実験により示した。本課題では、すでに開発済みの手ブレ計測・補正評価システムの拡張として、カメラ筐体振動・レンズ収差・撮像素子のSN比についても計測・評価可能なシステムの構築を目指す。手ブレ計測・補正評価システムがすでに実用レベルに達しているので、それを拡張した新たな測定・評価項目についてもカメラメーカーにおいて実際に使ってもらうことを前提とした実用性の高い計測ツールの開発を目標としている。まず本年度は、「カメラ筐体の微小振動を高精度検出可能にする技術の確立」を目指すべく、精密測定が可能なLEDディスプレイの試作を行った。フォーカルプレーンシャッター等による微小振動の検出を可能にするために、従来のディスプレイに対して1フレームあたりの格子点数を増やすなどの改良を行った。当初はXYステージにより既知の微小変位を与えることにより検出精度を評価する予定であったが、振動の測定精度を評価する上でXYステージが必要な動作精度を有していないことが判明したため、LEDディスプレイの設計値に基づき仮想的に変位を与えた画像データを作成しこれより振動検出精度の検証を行った。その結果、画像上で±0.2画素以内の精度で振動が検出可能なことがわかった。試作したLEDディスプレイによる実際の振動測定では、他のカメラとの比較によりミラーレスカメラでのフォーカルプレーンシャッターによる振動が検出可能であることを確認した。平成27年度に予定していた課題ではあるが、MTF測定法の検討についても一部前倒しで行った。MTFはLEDディスプレイの各格子点のボケ具合を測ることに等しい。特に格子点配列の間隔が画素間隔とは無関係に撮像素子上に格子パターンが投影された場合、画素間隔以下の端数に位置する各格子点の像情報を重ね合わせることで、画素間隔を超えた分解能(超解像)をもつMTF測定が可能になる。その実験検証を行った。本年度は、撮像素子のSN比と露光時間や撮影感度との関係について検証した。それらは手ブレの大きさとも関係しトータルで画質に影響を与えるからである。SN比の測定は、手ブレ測定と共通の動画テストチャートを用いることで行える。すなわちテストチャートの撮影画像において、点発光部分が信号成分、それ以外の背景画像がノイズ成分に対応することから、それぞれのパワー(画素値の二乗平均)を計算しその比がSN比に相当する。これにより、1つの撮影画像で手ブレ量とSN比が同時に測定できる。上記に基づくSN比計算のためのプログラムを新たに作成した。まず基本特性としてISO感度を上げていくほどSN比が低下することを確認した。露光時間が1/25秒より早くなるとSN比が急激に低下し始めるが、遅くしてもSN比はあまり変化がないことが確認できた。露光時間を長く設定することはSN比の点から有利であり、手ブレ補正はそれを促すものであることをあらためて確認した。次年度への準備としてMTF測定法についても検討を行った。格子パターンの高調波成分がボケ度合に鋭敏に反応することを確認した。これを利用し、撮像素子の傾きを高精度に測定する方法について検証実験を行った。また当初の計画にはなかったが、スマートフォンカメラの高性能化にともない、手ブレ補正の定量評価へのニーズの高まりから、その効果をスマートフォン上にて評価可能なアプリを作成しその有効性を検証した。まずMTF測定法として繰り返しパターンを利用することで高周波成分においても高いSN比で測定可能な手法を開発した。これによりレンズと撮像素子の間の傾きを高精度に測定可能なことを実験により示した。またレンズ収差(特に歪曲収差)の測定法において格子パターンを利用した新たな方法を提案し、シミュレーションおよび実画像実験によりその有効性を確認した。ここでは各格子点の座標を高精度に求め、歪曲モデルを最小二乗の意味で最も良く当てはめるようにモデルパラメータを求めている。歪曲中心など事前情報を必要としないなど実用性を有している。一昨年度においてシャッター振動に対して画像上で±0.2画素以下の検出精度を実現したが、本年度においてさらに検出精度を向上すべく画像処理の改良を行った。

従来の方法では格子パターンの各格子点の中心座標を求めた上で各格子点の位置ズレを検出する方法をとっていたが、本年度新たに開発した方法では各フレームの格子パターンについて、振動がないときの基準パターンと振動がともなったときの移動パターンを互いに照合することでパターンの位置ズレを検出している。これにより画像上で±0.02画素以下の検出精度が得られることを確認した。高品位カメラ開発のための有用なツールになると考えている。当初計画のMTF測定法およびレンズ収差測定法の開発は予定通り行うことができ、またシャッター振動測定の高精度化については当初の計画以上の性能を得ることができた。しかしながら最終年度である本年度において3回も入院してしまい、以上の成果をまとめるまでには至らなかったことからこの評価とした。本課題では、すでに開発済みの手ブレ計測・補正評価システムの拡張として、カメラ筐体振動・レンズ収差・撮像素子のSN比についても計測・評価可能なシステムの構築を目指す。手ブレ計測・補正評価システムがすでに実用レベルに達しているので、それを拡張した新たな測定・評価項目についてもカメラメーカーにおいて実際に使ってもらうことを前提とした実用性の高い計測ツールの開発を目標としている。昨年度までにほぼ計画通りの成果が得られている。まず高SNRのMTF測定法を開発し、レンズと撮像素子の間の傾きを高精度に測定可能なことを実験により示した。レンズ収差(特に歪曲収差)の測定法においては格子パターンを利用した新たな手法を提案し、シミュレーションおよびカメラ撮影実験によりその有効性を確認した。さらにシャッター振動測定については、基準パターンの事前撮影とパターンマッチングの導入により画像上で±0.02画素以下の検出精度が得られることを確認した。これは当初の計画以上の成果である。最終年度として本年度は、これまでの成果をまとめる期間として位置づけ、特にシャッター振動測定の成果に対して論文化を行った。ここでは学術的意義をさらに高めるために、カメラ振動の3次元的振る舞いについてホモグラフィー行列によりモデル化を行い、各方向への回転運動や平行移動に対する画像への影響について明確にした。また実撮影環境へのロバスト性について各種実験を通して検証し、本システムが高い実用性を有することを確認した。以上より本研究による一連の成果は、画素レベルの画質が要求される高品位カメラの開発に役立つものと考える。本課題では、シャッター振動・歪曲収差・撮像素子の傾斜度について計測・評価可能なシステムの構築を目指す。シャッター振動測定については、基準パターンの事前撮影とパターンマッチングの導入により画像上で±0.02画素以下の検出精度が得られることを確認した。また歪曲収差の測定法においては格子パターンを利用した新たな手法を提案し、シミュレーションおよびカメラ撮影実験によりその有効性を確認した。さらに高SNRのMTF測定法を開発し、レンズと撮像素子の間の傾きを高精度に測定可能なことを実験により示した。