hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
操作力情報の可視化とその特性評価

作業者の身体負荷を正確に推定するため,人がものに対してどのような操作力を発揮したか,という操作力情報を正しく抽出することが必要となる.本研究では,操作力データから操作特性を抽出するための波形解析手法と,抽出した操作特性をわかりやすく表現する可視化手法をそれぞれ提案することを目的とした.平成25年度は,ウェーブレット変換を用いた波形解析システムの構築と,操作力特性を直感的にわかりやすくシステム上で表現する手法について検討した.本年度では,はじめにプッシュスイッチの押し操作力に着目し,スイッチの高さと設置面の角度が変わった際の操作力を計測した.そして,ウェーブレット変換を用いて元の信号を複数の周波数帯域に分解し,低周波数帯にある人の操作力成分を抽出することで波形の平滑化を行った,この手法の効果を検証するため,本手法と従来の平滑化手法による違いを比較した結果,本研究で提案したウェーブレット変換を用いたフィルタは,操作力波形のピーク部分における減衰が従来手法より小さく,また操作時間の変化もなかった.このことから,本手法は操作力波形のノイズ除去に適していることを示した.この成果は,当初の計画通り学会誌に掲載された.また操作力情報の可視化手法として,操作力ベクトルの頂点間を結んだ多角形を作図し,それを人体CADモデルと共に可視化する手法を提案した.本年度は,生データの他に,ウェーブレット変換により平滑化された波形を図示し,結果のわかりやすさを比較した.その結果,生データを提示したものに比べ,平滑化後の図形のほうが,ノイズが軽減されたことで操作力の変化の様子がわかりやすくなることが示された.このことから,波形の平滑化と可視化手法を組み合わせることで,操作力情報の理解が促されることが示された.研究実施計画で想定していた、操作力データの実測と操作特性抽出手法については達成することができた。また、平成25年度の成果として想定していた操作特性の可視化や、システム構築についての準備も平行して行うことができた。一方、平成24年度中と想定していた査読付論文の採択がなかった。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展している。操作力波形の解析手法の提案については,ウェーブレット変換を用いた平滑化手法とその解析プログラムの構築を行うことができた.また,提案手法と従来手法の比較結果から,提案手法の有用性を示すことができた.可視化手法の提案については,可視化のアルゴリズムと実際のシステムの提案について,十分に成果を得ることができた.また本研究の成果として, 1件の学術論文掲載と3件の学会発表を行うことができた.平成25年度は操作力データから抽出された操作特性をわかりやすく可視化する手法と、平成24年度に得られた波形解析手法を適用することのできるシステムの構築について検討する。操作特性の可視化については、新たにデータ演算機能をもった数値演算ソフトを購入し、適切な可視化手法について検討する。システム構築については、申請者らがこれまでに構築してきた操作力データベースのユーザインタフェースを拡張させ、波形処理機能として実装することで、最終的には大量の操作力データに対して簡便に本手法を適用できるようなシステムを構築する。本研究で提案された操作力解析手法は,人の身体負担や製品のユーザビリティを評価する上で広く利用することのできる知見である.そのため今後の応用として,作業現場における工作機械使用時や介護場面など,特定の場面に着目した評価が考えられる.それによって安全な作業行動の評価や,身体負担の少ない介護作業環境設計の評価等を行える可能性がある.また操作力データの可視化手法については,作業中の取扱い物のポリゴンと人の操作力データの干渉や,複数のデータを表現した際の見やすさについて改良の余地がある.今後は上記項目について検討し,さらに直感的に表現可能なシステムの検討を進める.
高校理科教育が大学理系進学に及ぼす影響の調査・研究

高校生および高校教師対象の大学理系進学に関する今回の調査・研究で次のことが明らかになった。1)約2割の生徒は小・中学校時代に進路を決定しているが、残りの大多数の生徒は高校時代に決定する。2)生徒の親や祖父母が理系である場合、小さい時から科学・技術や医学等に関心をもつ者が多い。3)理科科目の履修に関しては、学校によってカリキュラムが多様であるが、生徒自身の選択の幅は狭い。物理・天文系の生徒は自分の興味で選択し、医学系の生徒は受験科目との関連で選択している。4)理科の授業は、塾が少ない地方では受験を意識したものとなり、補習も行っている。実験をさせたり、課題研究をさせる時間的余裕がない。教師主導型の問題演習重視の授業になることが多い。5)実験を重視し、生徒中心の授業を行っている学校では授業に対する生徒の満足度が高く、科学に興味を持ち、物理の選択者も増えている。生徒は「科学的な研究によって科学を実践することを学ぶべき」で、また、「科学の技術のコンク-ルに参加する」ことを願っているが、現実にはあまり行われていない。7)高校の授業が理想的な学習からほど遠い現状をもたらしている主要な原因は、大学入試制度や大学が出題する難問のせいだと、多くの生徒も教師も考えている。8)理系進学の要因として最も大きいのは、「知的満足感」や「仕事から受ける満足感」である。「理科は人間の生活に関係することが多い」ことも要因となっている。9)理科の授業に成功している学校では、その授業が理系進学の大きな要因となっている。授業の実験的性質もその要因となっている。10)女子生徒の方が男子生徒よりも、将来の仕事を意識して、進路を決定している。11)諸外国と比較すると、日本の教育は伝統的な教師中心の教育であることが目立つ。生徒の性格は自立心に乏しい。これらは指導要領による束縛や受験体制の影響で強められている。1.研究経過:1)生徒用アンケートと教師用アンケートを作成し、大学への進学率が高い国立、公立、私立高校(70校)に送り、高校3年の理系1クラス、文系1クラスについて調査を行うことを依頼した。その内59校(回収率84%)が調査に協力してくれて、5600枚の生徒用アンケート用紙が回収され、その集計を行い、進学別、男女別の相関をとった。2)10校を協力者と手分けして訪問し、生徒や教師に面接して、より詳しい調査を行った。訪問した高校は東北1、関東3、東京1、中部東海1、近畿1、中国2、九州1である。3)一部の高校についての集計結果をもって、笠が1月に英国でWoolnough教授と会い、英国の生徒の調査結果と比較検討し、今後の国際共同研究について打ち合わせした。4)調査結果の中間報告を12月と3月の物理教育研究会で行った。2.研究結果:1)日本の生徒の平均と英国の生徒の平均とを比較すると、英国の生徒は、自己の性格、科学の授業についての意見等について、文系、理系間で相違が明確だが、日本の生徒では余り違いがない。理系選択の要因として、英国では家族や地域の技術者の影響や、家庭での趣味や実験の影響があるが、日本の生徒にはあまりない。(2)学校別にみていくと、地域の状況、学校の方針、理科教師の傾向が生徒の理科学習への意欲に影響することが判明している。

また、学校訪問での生徒や教師へのインタビューによって、地域差、学校差が明確となり、アンケート調査結果の裏付けがとれている。1.研究経過:(1)第1回アンケート調査:大学への進学率が高い国、公、私立高校(70校)を、全国的に選び、高校3年の理系、文系各1クラスについて調査を行った。生徒への質問内容は家庭の影響、学校の理科教育、進路決定の要因、生徒の性格等について73項目、教師用アンケートは高校の種別、規模、理科選択者数、理系進学率等11項目である。59校(回収率84%)から5600枚の生徒用紙が回収された。集計結果は表やグラフにして、回答した学校に送り返し、また、国内、国際学会等で発表した。(2)学校訪問:回答校から10校を選び、訪問し、生徒や教師に面接、調査を行った。(3)第2回アンケート調査:第1回の調査結果、および、学校訪問による面接調査の結果を参考に、前回、回答した高校教師を対象に、61項目からなるアンケート調査を行った。59校中、37校から回答が得られた。2.研究成果:(1)理系女子生徒の半数以上が医歯薬系を希望しているのに対して、男子の理系では20%足らずである。物理天文系は、理系男子の約10%、理系女子の約5%が希望している。進路決定の時期は性別や進路別によらず、高校1、2年が最も多く、次が高校3年である。将来の職業について決めている人の割合は、理系女子が最も高く7割近い。次が文系女子であり、文系男子が最も低く、約4割である。進路決定について、家族の影響は比較的低い。(2)理科の授業について「理科は、科学的な研究によって科学を実践することを学ぶべきだ」という意見を支持する生徒が最も多かった。実験に満足している生徒と、受験指導に満足している生徒では、学校差が大きく出た。地方の進学有名校では実験をしない所がかなりあることが、第2回アンケート調査で明になった。(3)理系進学を決定する際の要因は「科学を学ぶときの満足感」が最も多かった。学校別にみてゆくと、理科教師の影響が大きいことが判明した。現在の大学入試は負の要因となっている。
鉱物油の免疫学的影響

鉱物油の免疫学的影響について、鉱物油を投与したマウスの腹腔細胞、脾臓細胞を使用しT細胞、マクロファージ細胞及びB細胞への影響についてFCMを使用し、細胞表面レセプターについて検討した。T細胞ではCD28、ICOS、CD40L、PD1が増加していた。またマクロファージ及びB細胞についてはCD28、ICOS、CD40LのリガンドであるICOS-L、CD40、PD-L1PD-L2はいずれも低下していた。これらの結果からT細胞は刺激され、マクロファージ細胞及びB細胞抑制される可能性が示唆された。これらの結果から抗原提示細胞では細胞表面レセプターの発現が低下しているが、T細胞では上昇していることが判明した。一般には抗原提示細胞とT細胞の表面レセプターはお互いにco-stimulatoryの関係にあり、発現が一致するはずであるが、鉱物油投与マウスでは矛盾する結果であった。一方、鉱物油投与マウスでは、SLE様の自己抗体を誘導することがわかっているが、これらの表面レセプターの反応はヒトSLEとは全く異なることから、鉱物油による自己抗体誘導はSLEの機序とは異なる可能性を示したものと考えられた。今回プリステン以外に、スクワレン、鉱物油の混合物であるIFA、MO-F、MO-HT、MO-S、についての結果もあるが、解析は平成28年度とする。昨年動物舎において大規模な感染症が起こり、それによって感染症の抑制および感染症の実験への影響を考慮したためマウスの飼育が行えず、予定していた動物実験が行えなかった。従って27年度に予定していた多くの内容は平成28年度に行うこととなった。現在感染症は解消され、新たにマウスを飼育し、鉱物油を投与していることから、平成28年度は実験が行えると思われる。現時点での進捗状況としては研究実績で示したように、鉱物投与マウスの抗原提示細胞およびT細胞上のCD28、ICOS、ICOS-L、CD40、CD40L、PD-1、PD-L1、PD-L2について検討した。平成28年度昨年と同様に鉱物油の免疫学的影響について検討を行った。今年度はプリステンに加えて、スクワレン及び便秘薬(鉱物油の混合物)を投与し、T細胞に加えてマクロファージ及びB細胞への影響について検討した。研究ではマウスの腹腔内にプリステン、スクワレン及び便秘薬(鉱物油の混合物)を投与し、3ヶ月後に腹腔細胞、脾臓細胞を抽出した。その細胞の中からT細胞、マクロファージ、B細胞をMACSの細胞分離試薬を使用して分離し、各細胞のレセプターであるCD28、ICOS、CD40L、PD1、ICOS-L、CD40、PD-L1,2について検討した。CD28、ICOS、CD40L、PD1はT細胞の表面に存在するレセプターであり、CD28、ICOS、CD40LはT細胞に対して抑制的に働き、PD1は刺激的に作用する。まずT細胞に関してCD28、ICOS、CD40L、PD1を検討した。抑制作用を持つCD28、ICOS、CD40Lは増加し、刺激作用を持つPD1も上昇していた。この傾向は、プリステン、スクワレン及び便秘薬でほぼ同様であった。次にマクロファージについて検討した。マクロファージは抗原提示細胞であり、T細胞レセプターであるCD28、ICOS、CD40LのリガンドであるICOS-L、CD40、PD-L1.2を有している。ICOS-L、CD40、PD-L1,2の発現はプリステン、スクワレン及び便秘薬でほぼ低下していた。B細胞についてもICOS-L,CD40,PD-L1,2について検討したが、プリステン、スクワレン及び便秘薬でいずれも低下していた。これらの結果からT細胞では抑制系マーカーも、刺激系マーカーも上昇している一方、抗原提示細胞であるマクロファージあるいはB細胞では、T細胞レセプターのリガンドは低下していることがわかった。現在感染症は解消され、新たにマウスを飼育し、鉱物油を投与していることから、平成28年度は所定の実験が行えると思われる。平成28年度は当初の計画にあるように、主に抗原提示細胞及びT細胞の表面レセプターの発現についてFCMおよびmRNA等を使用して検討する予定である。公衆衛生動物舎に大規模な感染症が発生し、感染症の抑制および感染症の実験への影響を考慮したためマウスの飼育が行えなかったため、やむを得ず平成28年度に繰り越した。平成28年度は、平成27年度に行う予定の実験も合わせ、計画書にある以下の実験を行う予定であるが、平成27年度に行った抗原提示細胞およびT細胞上のco-stimulatory moleculeについても詳細な検討を行う予定である。1)鉱物油投与マウスにおけるTh17細胞の存在と自己抗体誘導との関係を検討する。
視認性を保証する映像の超高圧縮技術の開発

映像品質をその映像にとって重要な情報の視認性ととらえ、映像中の重要な領域の視認性を保証しつつ超高圧縮する技術を開発した。重要な領域を検出する手法としては、ニューラルネットワークを用いた学習による手法を検討し、イメージキャプショニングによる意味情報を活用した検出手法を開発した。具体的には、画像を与えたときにイメージキャプショニング技術により生成されたキャプションから主語を抜き出し、主語に相当する物体の領域を特定することによって重要な物体を検出する。キャプションを生成するためにLSTMによる手法を用いた。また、物体の正確な領域を抽出するために、マスクネットワークと呼ばれるネットワークを活用した。そして、これらの結果を統合することで重要領域を特定する。JPEG2000の適応的符号化の枠組みと組み合わせることで、提案手法を活用した画像圧縮が可能になる。実験を行い、様々な画像に対する本手法の効果を確認した。そして、実際に符号化した際に品質にどのような影響があるのかについても調査した。一方で、映像を高圧縮するために、超解像を用いた手法を検討した。すなわち、入力画像を一旦低解像度画像に変換して伝送し、複号後に超解像処理を行うことで品質を保ったまま高圧縮することを可能にする。映像の最初の数フレームを活用することで超解像の精度を向上する手法も検討した。さらに、画像を復号した後に後処理フィルタを適用することで高画質の画像を得る手法についても検討した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、映像品質をその映像にとって重要な情報の視認性と捉え、映像中の重要な領域の視認性を保証しつつ超高圧縮を実現する技術を開発することである。まず重要な領域を検出する方法として、視覚的顕著性を利用した手法を検討した。視覚的な注目のしやすさを顕著性の数値で表し、顕著性が高い領域を重要であるとみなす。さらに、グラフカットの手法を用い、重要なオブジェクトが存在する領域と背景領域を分割する。重要領域は高品質で、背景領域は低品質で符号化することにより、重要な領域の情報を保ちつつ全体の符号量を削減する手法を提案した。提案手法の性能を標準データベースを用いて検証し、標準的な符号化法と比較してオブジェクトの品質を向上することが可能であることを確認した。一方で、スパースコーディングを用いることにより品質をさらに高める手法についても検討した。符号化対象の映像からスパースコーディングの基底を抽出することで、その映像に特化した基底を用いた符号化が実現できる。映像のうち最初のフレームから基底を抽出し、その基底を用いてその他のフレームを符号化することで効率良い符号化が実現できることを確認した。また、別のアプローチとして、畳み込みニューラルネットワークを用いて後処理フィルタを構築することで映像の品質を向上させる手法についても検討した。以上の成果は国際ジャーナルに投稿したほか、国際会議や国内会議で発表した。映像からの重要な領域を抽出し、背景を劣化させることにより効率良い符号化を実現する方法について検討し、一通りの成果が得られた。映像品質をその映像にとって重要な情報の視認性ととらえ、映像中の重要な領域の視認性を保証しつつ超高圧縮する技術を開発している。重要な領域を検出する手法としては、ニューラルネットワークを用いた学習による手法を検討した。物体検出の手法を用い、検出された物体領域に対して、領域の大きさ、注目度、物体の種類に応じてそれぞれ重要度を割り当て、これらを統合することで重要度を推定する。精度を高めるために、誤検出された背景領域を削除する手法や小物体のみ検出された場合の扱いを検討した。一方で、重要な領域の視認性を保証するために、重要な領域を高品質、それ以外を低品質に符号化する手法として、スパースコーディングを用いた手法を検討した。重要度を重みで表し、重み付きでスパースコーディングを行う手法、および、高品質用と低品質用の辞書を用意しておき、重要領域とそれ以外で辞書を切り替えて符号化を行う手法を提案した。さらなる情報の削減のための新たな量子化方法も提案した。また、映像の最初の数フレームから基底を構築することで効率よく符号化を行う手法や、スパースコーディングを利用した超解像の手法を活用し、縮小した映像を超解像によって高解像度化することにより品質の良い画像を得る手法についても検討した。映像から重要な領域を抽出する手法、および、重要領域とそれ以外で符号化方法を変えることで効率良い符号化を実現する手法について検討し、一通りの成果が得られた。

JPEG2000の適応的符号化の枠組みと組み合わせることで、提案手法を活用した画像圧縮が可能になる。実験を行い、様々な画像に対する本手法の効果を確認した。そして、実際に符号化した際に品質にどのような影響があるのかについても調査した。一方で、映像を高圧縮するために、超解像を用いた手法を検討した。すなわち、入力画像を一旦低解像度画像に変換して伝送し、複号後に超解像処理を行うことで品質を保ったまま高圧縮することを可能にする。映像の最初の数フレームを活用することで超解像の精度を向上する手法も検討した。さらに、画像を復号した後に後処理フィルタを適用することで高画質の画像を得る手法についても検討した。さらなる高精度化について検討する。なお、当初は重要領域の抽出を利用したブロック分割を実現する手法の開発を目指していたが、本年度の研究成果により、ブロック分割に反映させるよりもむしろ任意形状の重要領域を正確に抽出するほうが効率が良いことが分かったので、今後その方針で進める予定である。さらなる高精度化について検討するとともに、画像生成を用いた符号化手法についても検討する。また、多様な映像を用いた実験を行い精度を評価する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
がん抗原ペプチドに特異的な抗体（抗ペプチド抗体）の誘導および作用機序の解明

本研究では、がんペプチドワクチンに用いられているCTLエピトープペプチドに対する抗体(抗ペプチド抗体)がどのように作用するのかを明らかにすることを目的とした。抗ペプチド抗体価が高いがん患者においては、生命予後が有意に延長することが明らかとなり、抗ペプチド抗体の測定は生命予後を予測するバイオマーカーとなり得ると考えられた。また基礎的検討の結果、抗ペプチド抗体が抗原特異的細胞傷害性T細胞の誘導に関与している可能性を示唆するデータが得られた。本研究では、がんペプチドワクチンに用いられているCTLエピトープペプチドに対する抗体(抗ペプチド抗体)がどのようなメカニズムで抗腫瘍作用をもつのかを明らかにすることを目的とした。臨床的アプローチとして、種々のがん患者および健常人における抗ペプチド抗体を測定し、生命予後との関連を解析した。抗ペプチド抗体価が高いがん患者においては、生命予後が有意に延長することが明らかとなった。この結果より抗ペプチド抗体は生命予後を予測するバイオマーカーとなり得る可能性があることが示唆された(S Matsueda, etal, Dev. Comp. Immunol.,2013)。すい臓がんにおけるペプチドワクチンと漢方の併用療法の解析において、漢方とワクチンの併用は細胞性・液性免疫応答に有意な影響を与えないことが示唆された(S Yutani, etal, Evid Based Complement Alternat Med., 2013)。また、基礎的アプローチとして、作製したCTLエピトープに対する単クローン抗体を用いて、vitroおよびvivoでの抗ペプチド抗体の機能解析を実施した。vitroの解析の結果、抗ペプチド抗体は抗原特異的T細胞を活性化する可能性が示唆された。vivoの解析では、マウス腫瘍モデルを作製し、抗ペプチド抗体の有無による抗原特異的CTLの誘導、サイトカイン分泌を解析した。抗ペプチド抗体が抗原特異的CTLの誘導に関与している可能性を示唆するデータを得た。平成24年度は久留米大学の臨床試験のワクチン候補として用いられている31種類のペプチドに対する抗体(抗ペプチド抗体)のサブセット解析を実施した。結果として、すい臓がん患者、健常人、感染症(インフルエンザ・C型肝炎)、自己免疫疾患(リウマチ)、免疫疾患IgA腎症、その他のがん患者(血液腫瘍、肝臓がん患者)において、抗ペプチド抗体は検出されることが示唆された。健常人のサブセット解析では、加齢とともに抗ペプチド抗体(IgM)は減少傾向にあり、IgGも同様の傾向が見られたが65歳以上では上昇傾向にあることが示唆された。がん患者と健常人の比較では、IgMが血液腫瘍、肝臓がんともに健常人と比較して有意に高いことが示唆された。IgGは健常人と比較して、肝臓がんで有意に高いものの血液腫瘍では有意に低くなっていることも判明した。これには抗原に対するクラススイッチが要因の一つとして考えられる。特に、がん患者(血液腫瘍、肝臓がん)においては、ペプチドワクチン投与の有無に関わらず、抗ペプチド抗体値が高い患者においては生命予後が有意に延長するという新しい知見が得られた。このことより、抗ペプチド抗体の測定は予後予測のバイオマーカーとして有用である可能性が示唆された。また、ヒトとマウスでアミノ酸配列が一致するペプチドに対する単クローン抗体産生細胞株(ハイブリドーマ)を作製した。その後、ヒトのHLA-A24と相同性の高いBalb/cマウスを用いて抗ペプチド抗体の細胞傷害活性への関与を検討した。ヒト血漿における抗ペプチド抗体サブセットの解析は、全ての解析を終え、結果を論文としてまとめたものを投稿した。Developmental and Comparative Immunologyに受理され、現在in pressとなっている。この点において、当該研究はおおむね順調に進展していると言える。今後は、がん患者血漿を用いて、液性因子(サイトカイン等)や抗酸化ストレスの測定を実施し、抗ペプチド抗体との相関を検証する予定である。またマウスモデルを用いた、抗ペプチド抗体(単クローン抗体)の細胞傷害の活性化に関する解析を引き続き実施する予定である。実験動物(マウス)の購入、免疫機能測定試薬の購入、細胞培養液、プラスチック実験容器、論文投稿料として支出予定である。
中枢ヒスタミン神経系の機能解析と病態モデルへの展開

本研究は、ウイルスベクター(AAV)の脳内微量注入により、ヒスタミン合成酵素(Hdc)および、代謝酵素(Hnmt)を欠損させ、脳局所においてヒスタミン量を増減させる。それに伴う表現系を解析することで、脳部位ごとのヒスタミン神経系の役割を明確にすることを目的としている。昨年度は、Hnmt-floxにAAV-Creを注入することで、視床下部におけるヒスタミン量の増加が、自発運動量を増加させ、また扁桃体においては攻撃行動が増加することをそれぞれ明らかにした。そのため今年度は、Hdc-floxマウスの視床下部にウイルスを打ち込み、Hdcを欠損させて表現系の解析を行った。まず、視床下部にCreとGFP (AAV-Cre)を発現するウイルスを打ち込み、視床下部でのみGFPが発現していることを組織学的に確認した。さらに視床下部でのヒスタミン量を測定し、AAV-Cre注入群で優位にヒスタミン量が減少していることを確認した。次に、不安様行動をLight/dark box testで検討したところ、対象群と比較し、不安様行動が増加することが明らかになった。さらに、自発運動量は特に暗期で有意に減少すること、またAggression biting behavior testにおいても攻撃行動がAAV-Cre投与群で減少することが明らかとなった。これまでの成果により、gain-of-functionのモデルであるHnmt-floxを用いた検討、およびloss-of-functionのモデルであるHdc-floxを用いた両実験系により、視床下部、扁桃体でのヒスタミン神経系の役割が明らかになった。本研究により、AAVの注入部位を変えることで、脳局所におけるヒスタミン神経系の役割をgain-of-functionまたはloss-of-function両面から検討できる新たな手法が確立された。本研究はウイルスベクター(AAV)の脳内微量注入により、ヒスタミン合成酵素(HDC)および、代謝酵素(HNMT)を欠損させ、脳局所においてヒスタミン量を増減させる。それに伴う表現型を解析し、脳部位毎のヒスタミン神経系の機能を明らかにすることが目的である。本研究は、Cre-loxPによる条件的遺伝子欠損法を用いる。今年度は、HDC-flox、HNMT-floxマウスの作製と、繁殖ラインの確保をした。並行して、Creを発現させるAAVを作製した。まず、CreとmCherryを発現するプラスミドを作製し、293細胞にてパッケージングした。得られたAAV (AAV-Cre-mCherry)を精製し、十分な力価が得られたことを定量PCR法にて確認した。さらに、微量注入法を検討し、AAV注入後、標的脳部位のみでのmCherryの発現を組織学的に確認した。次に、HNMT-floxマウスにAAVを投与し、表現型の解析を行った。HNMT全身欠損マウスでは、自発運動量の変化および、高い攻撃性が観察される。そのため、自発運動量の調節に重要な視床下部、攻撃行動に関与する扁桃体にそれぞれAAVを打ち込み、自発運動量の測定、resident-intruder testによる攻撃行動の検討を行った。その結果、視床下部AAV-Cre-mCherry注入群において、対照群と比較し、暗期の自発運動量が増加傾向を示した。さらに扁桃体AAV-Cre-mCherry注入群において、攻撃時間が長い傾向が認められた。そのため、ヒスタミンは、視床下部において自発運動量の調節、扁桃体において攻撃行動の調節にそれぞれ関与していることが示唆された。今後、サンプル数を増やし、それぞれでの役割を明確にしたい。さらに、HDC-floxマウスも同様に検討を行うこと、他の脳部位においても検討を行うことが次の課題である。今年度中に、HDC-floxマウス、HNMT-floxマウスの作製が終了し、今後の研究に必要とされるマウスを安定供給出来る繁殖環境を確保することが出来た。これに加え、実験に使用するAAVの元となるプラスミドの作製、AAVのパッケージング法および、その精製方法を確立することが出来た。次に、AAVの注入座標、注入量などの条件検討を行い、実際にHNMT-floxマウスの視床下部、扁桃体にAAVを注入し、標的脳部位にmCherryが発現することを確認し、表現型の解析まで行うことが出来た。これまでの研究で、マウス、AAVの作製、AAV注入と表現型の解析という一連の研究態勢が整ったため、初年度の研究の進捗状況としては順調であると考えられる。ただ、今年度は、同様の実験をHDC-floxマウスを用いて行うことおよび、視交叉上核、縫線核といった他の脳部位についてのヒスタミン神経系の役割についても検討する予定であったため、一部研究計画から遅れが生じている。そのため、最終的な研究目的の遂行のためには一層の努力が必要である。

まず、視床下部にCreとGFP (AAV-Cre)を発現するウイルスを打ち込み、視床下部でのみGFPが発現していることを組織学的に確認した。さらに視床下部でのヒスタミン量を測定し、AAV-Cre注入群で優位にヒスタミン量が減少していることを確認した。次に、不安様行動をLight/dark box testで検討したところ、対象群と比較し、不安様行動が増加することが明らかになった。さらに、自発運動量は特に暗期で有意に減少すること、またAggression biting behavior testにおいても攻撃行動がAAV-Cre投与群で減少することが明らかとなった。これまでの成果により、gain-of-functionのモデルであるHnmt-floxを用いた検討、およびloss-of-functionのモデルであるHdc-floxを用いた両実験系により、視床下部、扁桃体でのヒスタミン神経系の役割が明らかになった。本研究により、AAVの注入部位を変えることで、脳局所におけるヒスタミン神経系の役割をgain-of-functionまたはloss-of-function両面から検討できる新たな手法が確立された。次年度は、今年度の研究により関連が示唆された、視床下部ヒスタミン神経系と自発運動量および、扁桃体ヒスタミン神経系と攻撃行動の関連について明確にするため、さらにサンプル数を増やし詳細に検討を行う。これに加え、他の脳部位におけるヒスタミン神経系について明らかにするため、AAVを分界条床核、縫線核に打ち込み、それらの脳部位におけるヒスタミン量と、不安様行動への影響を検討する。同様に、海馬、前頭皮質にもAAVを打ち込み、同脳部位におけるヒスタミン量と記憶学習機能について検討を行う予定である。これにより、さらに詳細な脳部位別のヒスタミン神経系の役割が明らかになると考えられる。これらの研究と平行し、脳内ヒスタミン神経系の活動と実際の病態について、アルツハイマー病モデルマウス、うつ病モデルマウスを用いて検討する。アルツハイマー病モデルマウスとしてはAPPノックインマウスを用いる。APPノックインマウスと、HDC-flox、HNMT-floxとの交配はすでに始めており、実験に十分な匹数が揃いつつある。揃った順から海馬や前頭皮質にAAVを打ち込み、これに伴う認知機能を行動実験にて観察し、シナプスの脱落、神経炎症について組織学的に解析し検討する。次に、HDC-floxマウス、HNMT-floxマウスに慢性ストレスを負荷し、うつ病モデルマウスを作製する。分界条床核、縫線核などにAAV-Creを注入し、慢性ストレスにより惹起されたうつ様関連行動がどのように変化するかを行動実験により検討する。これらの研究により、脳局所におけるヒスタミン神経系の活動変化が、実際の病態モデルマウスの症状にどのように影響するのかを明確に出来ると考えている。
C60イオンに対する阻止能は炭素イオンの60倍か？～二次粒子測定によるアプローチ

従来の重イオンをはるかに超える高密度エネルギー付与のツールとしてビーム利用の拡大が期待されるフラーレンイオンについて、「C60イオンに対する固体標的の阻止能が、同じ速度の炭素イオンに対する阻止能の60倍になるのか?」という疑問に答えることを全体構想とする。平成30年度は、核的阻止能と密接に関係するスパッタリング収量を測定するための水晶振動子微量天秤法を用いた測定システムを構築し、動作の確認を兼ねた予備実験を行った。量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所イオン照射研究施設(TIARA)の400kVイオン注入装置を用い、120 keVのC60イオンを水晶振動子上の金(Au)薄膜に照射して、水晶振動子の周波数変化を測定した。その結果、C60イオンの照射によって水晶振動子の周波数が増大する変化、即ち、C60イオンがスパッタリングすることによるAu薄膜の質量の減少が観察でき、スパッタリング収量測定システムが正常に動作することを確認した。次に、Auのスパッタリング収量に相当する入射C60イオン1個当たりの周波数変化についてそのエネルギー依存性を、601080 keVの範囲で測定した。周波数変化をスパッタリング収量に変換する較正方法が確立できていないことからスパッタリング収量での比較はできないものの、100200 keV程度にピークを持ち、研究代表者が以前測定したC60イオンによるシリコン(Si)のスパッタリング収量と似たエネルギー依存性があることがわかった。水晶振動子微量天秤法を用いたスパッタリング収量測定システムを構築し、正常に動作することを確認した。また、C60イオンのエネルギー601080 keVの範囲で周波数変化のエネルギー依存性を測定した。しかし、周波数変化をスパッタリング収量に変換する較正方法が確立できていない。このようにスパッタリング収量測定のソフト面で検討の余地があることから、当初の研究実施計画よりも若干遅れているものと判断する。今年度は、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所TIARAの3MVタンデム加速器も用いて、C60イオン及びそれと同じ速度のCイオン、それぞれの照射によるAuのスパッタリング収量についてその速度依存性を明らかにし、核的阻止能の比を評価する。そのために、スパッタリング収量の較正方法を早い段階で確立させる。さらに炭素(C)のスパッタリング収量の測定に着手する。並行して、電子的阻止能の比を評価するための二次電子収量の測定を本格化させる。まず、上半期は二次電子収量の測定に必要なマイクロチャンネルプレート(MCP、二次電子検出に用いる)移動機構を作製する。完成後、TIARAの400kVイオン注入装置、3MVタンデム加速器を用いた、C60イオン及びCイオン衝撃により炭素薄膜標的から放出される二次電子収量の測定に取りかかる。

完成後、TIARAの400kVイオン注入装置、3MVタンデム加速器を用いた、C60イオン及びCイオン衝撃により炭素薄膜標的から放出される二次電子収量の測定に取りかかる。水晶振動子微量天秤法を用いたスパッタリング収量測定システムを構築する際に、既存のX-ステージ及び冷却水循環装置を利用できることが判明した。その分の予算を節約できたことから次年度使用額が生じた。この次年度使用額と次年度の支払請求額を合わせた使用計画は以下の通りである。設備備品費として二次電子収量の測定に必要なMCP移動機構の作製、消耗品費としてスパッタリング収量の測定に必要な水晶振動子の購入、さらに国内学会及び国際会議に参加するための旅費・参加費に使用する。MCP移動機構の作製は当初の計画にはなかったものである。本研究の申請以降、C60イオンを含むフラーレンイオンが利用できるタンデム加速器のビームラインの利用計画に変更が生じ、この変更を受けて申請段階とは異なる散乱槽を利用せざるを得なくなった。この散乱槽では既存のMCP移動機構が使えないため、新たにMCP移動機構を作製する必要が生じた。
磁場差起超伝導を示す有機導体における磁気相関の微視的研究

(Me-3,5-DIP)[Ni(dmit)2]2はアクセプター分子であるNi(dmit)2により二次元的層状構造をもつ。このときドナー分子の配列の違いから二種類の二次元層が出現し、これらが交互に積層する。結晶構造から期待されるバンド計算から、一方の二次元層はモット絶縁体となることが期待されるのに対し、片方の二次元層には楕円状のフェルミ面が現れ、絶縁体と金属が交互積層した特異な系となることが期待される。実際に、初期的な巨視的物性測定によると、電気抵抗が強い異方性を持つ金属的温度依存性を示すのに対し、磁化率は温度に強く依存し、20K付近に長距離秩序相転移と考えることのできる異常が見いだされる。われわれは、この物質の絶縁層、金属層それぞれの電子状態を微視的に調べるため、Ni(dmit)2分子の一部を13Cに置換したNMR研究を行った。10K以上の1/T_1Tは温度にほとんど依存せず、観測原子核が伝導電子により緩和していることを意味しているが、絶縁層の反強磁性転移温度より十分高温である40K付近に明らかな減少がみられ、Imχ(q,ω)の減少を示唆する。また、1/T_<2G>においても35K以下で有意な減少が観測された。1/T_<2G>の第二項は核スピン同士の双極子相互作用であり温度に依存しないため、この減少はReχ(q,ω)に帰着される。この異常の見られる温度は絶縁層内で反強磁性相関が顕著に増大しNMR線幅の増強される温度と一致し、絶縁層において成長した反強磁性相関のために金属層におけるフェルミ面が一部欠損しているか、もしくは再構成を受けていることを示唆している。擬一次元的電子相関をもつ(TMTSF)2Xや、二次元系(BEDT-TTF)2Xに代表される有機導体は、陰イオンXを置換する化学的制御、圧力を加える物理的制御により、電気的、磁気的にさまざまな基底状態が実現する。BEDT-TTF分子の一部のS原子をSeに置換し、分子間相互作用をより強くすると考えられているBEDT-TSF(以下BETS)分子を用いた二次元系有機導体k-(BETS)2GaCl4においても超伝導が発現することが見いだされている。近年、陰イオンとして磁性イオンを導入したk-(BETS)2FeBr4に外部磁場を印可していくことにより、ゼロ磁場反強磁性体から、磁場印可による強制強磁性をともなう金属に転移し、さらに12Tという強磁場領域において超伝導(Tc=0.3K)が発現することが見いだされた。物理的に、磁場は超伝導の対破壊をもたらすため、こういった物質は過去にほとんど例がない。この磁場誘起超伝導は、秩序化したFeの局在スピン(S=5/2)からBETS分子が感じている磁場を、外部磁場によってキャンセルすることによって引きおこされる、と現象論的に提案されていたが、磁場補償機構を媒介とした超伝導発現機構が本当に実現するかどうかは40年来の懸案であった。私は、本年度、k-(BETS)2FeBr4のBETS分子内のSe原子核を用いたNMRの周波数シフトの測定から、伝導電子と局在dスピンの間に反強磁性的なJ=6Kの磁気的相互作用があることを定量的に評価することに成功し、上記磁場補償機構を媒介とした磁場誘起超伝導発現が実現していることを始めて実験的に示した。
双対空間の因果関係に着目した自己組識化・自己適応化型知識ベースシステムの研究

データから自分自身を組織化できかつユーザーの特性(ユーザプロファイルと呼ぶ)に対して柔軟にサービス内容を適応化できる知識ベースは、知識ベース設計の効率性、保守の容易性に優れたエキスパートシステムの実現を可能にする。本研究ではe-learningシステムを対象に、データベースとエキスパート知識とから自らの構造と実行戦略を組織化し、学習支援動作の実行時にはユーザプロファイルに合わせて支援動作を柔軟に適応化することを特徴とする「自己組織化・自己適応化型知識ベースシステム」構築の事法を明らかにした。まず学習支援時の自己適応化に関しては、学習支援動作の時間関係を表現するアクション空間に対してそれと双対な関係にあるリアクション聖間を定義し、そのリアクション空間をCausal-network (CN略記する)で表す。そしてこのCNの確率空間を基にユーザプロファイルを定義してそれをアクション空間におけるアクション系列の選択に反映することにより柔軟にユーザに対するサービス内容を変える新たな教授戦略による適応化方法を導出した。次に自己組織化に関しては、上記のユーザプロファイルを求めるためのCNの段階的な精度向上が可能な自己組織化法を求めた。すなわち対象とする学習支援の分野の教材構造に関する知識をドメイン知識とし、一方この教材構造を直接反映したリアクション空間の構造を第1近似のCN構造として学習支援サービスの運用を行い、蓄積された運用ケースを集積したデータベースを使用して、上記の第1近似のCN構造には存在しない新たな因果関係を発見し、それらを反映したより精度の良いCN構造を求める、いわゆる段階的CN設計法を明らかにした。ユーザの特性に対して柔軟にサービス内容を変更でき(自己適応化)、かつ運用データから自分自身の構造を組織化できる(自己組織化)知識ベースは、設計効率と保守性に優れたエキスパートシステムの実現を可能にする。本年度は以下の検討結果を得た。1.知識ベースの自己適応化関係本研究の自己適応化法は、サービス提供動作の挙動を表すアクション空間とそれに双対なリアクション空間(Causal-networkで表現される)の協調動作を特徴とする。本年度はリアクション空間が一般的なDAG構造の場合に適用される既存の推論アルゴリズムを基礎とした近似アルゴリズムを導出した。情報処理技術者試験対策用学習支援を例とした実験により、本近似アルゴリズムにより数10%の処理速度向上が可能であることがわかった。2.知識ベースの自己組織化関係e-ラーニング教材を用いた自己適応化においては、上述のアクション空間がマルチ・ツリー構造で表され、リアクション空間はこのマルチ・ツリーに陽に表されていない因果関係("隠れたパス")を複数付け加えたDAG構造で表されることが多い。本年度はリアクション空間が単連結構造になる場合について、運用データから上述の"隠れたパス"を発見する自己組織化アルゴリズムを求めた。1.知識ベースの自己適応化法Causal-networkを利用した自己適応化法を階層構造教材(例:章の解説→節の解説→演習問題実施)に適用した場合、演習問題とその上位ノード(通常は節の解説)間の条件付確率の値が適切な範囲にないと、意図したような適応化動作が得られない場合が起こる。そこで、本年度は演習問題の難易度を5段階に分類した場合について、妥当な適応化動作を可能にする"演習問題ノード"と"節の解ノード"間の条件付確率値の実験的設定法を導出した。さらにJavaプログラマー認定試験対策支援の具体例を使用して、本手法の妥当性を検証した。2.知識ベースの自己組織化関係教材実行空間であるアクション空間とユーザプロファイル評価空間であるリアクション空間からなる本自己適応化法において、リアクション空間の構造は、基礎となるツリー構造に、ツリー構造には存在しない"斜めパス"を複数付け加えたDAG構造となることが多い。本年度はリアクション空間が一般的なDAG構造の場合について、運用データから上述の"斜めパス"を発見する自己組織化アルゴリズムを求めた。またシミュレーションにより、"斜めパス"の検出精度(検出パス総数に対する正解パス数の割合)が50%程度であることが分かった。この50%という値は必ずしも高い値とは言えないが、この処理を人間エキスパートの行う斜めパス検出処理の前処理として導入すれば、エキスパートの労力を著しく軽減できると考えられる。

本年度は、本研究の成果を活用したe-learning用学習教材の容易な作成を目的に、教材オーサリングツールの機能拡充を行った。まず本研究の「知識ベースの自己適応化法」を活用した"シナリオ駆動による弱点克服型教授戦略"を備えた学習教材の容易な作成を可能とする機能を実現した。具体的にはシナリオ部分と自己適応化のためのコーザルネットワーク(CN)部分を分離し、それぞれを専門知識なしに記述できるユーザフレンドリなマンマシン・インタフェースを実現した。さらに本機能には市販のエディタで作成したテキスト、画像などのコンテンツを容易に教材内容として組み込む機能も併せて実現し、オーサリングツールの使い勝手を向上させた。また本オーサリングツールにおいて、本研究の「CNの自己組織化法」において導出された"不完全データベースの欠損データ補完法"を応用したCNパラメータ設定機能を実現した。具体的には教材の一部を構成する各演習問題に関してその難易度を数値として入力すれば、必要なCNパラメータが、自動的に設定される機能を実現した。なお必要なCNパラメータとは、技術トピックと演習問題間の条件付確率の値と、各技術トピックにおいて理解/不理解の判定を分ける閾値のことである。このパラメータ設定機能により、CN設計の専門的知識がない一般のコンテンツ作成者でもCNのパラメータ設定が可能となり、オーサリングツールの使い勝手が向上した。一方、上記オーサリングツールの機能拡充作業と並行して、これまでの研究成果をまとめ電子情報通信学会英文論文誌に投稿し採択された。
複数ロボットによる協調監視を実現する巡回経路設計システムの開発

本研究では安心・安全な社会環境の実現に向けた監視システムの性能向上に大きく貢献すべく,複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路の設計システムを確立した.本システムを用いることで,全監視領域と全移動物体を定期的に撮影できる協調巡回経路を求めることができる.また,監視ロボットが充電無しに稼働可能な時間が与えられたときに,充電ステーションの最適配置とその配置に適した巡回経路を同時に設計可能である.本研究では安心・安全な社会の実現に向けた監視システムの性能向上に大きく貢献すべく,複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路探索手法の確立を目的としている.平成24年度は,全領域と移動物体の定期的な観測を実現するための複数台監視ロボットの協調巡回路探索手法を開発した.平成23年度までに取り組んだ巡回経路探索手法では、全領域の定期的な監視を効率的に実現できるが,意図的に監視ロボットを避けて移動する物体を長時間観測できない恐れがあった.一方、本手法ではいかなる移動物体も監視をすり抜けて移動することができないように複数台の監視ロボットが協調して巡回する経路とスケジュールを決定できる.本手法は混合整数計画法に基づいており,未観測の移動物体が存在しないグリッドを減少させないように監視ロボットの動きを制限しつつ,監視ロボットが搭載するカメラの視野距離と視野角度の下,協調巡回を実現するために必要な最小の監視ロボットの台数とその最適な巡回経路を決定できる.混合整数計画法を用いて監視ロボットの協調巡回を定式化するためには,各監視ロボットが各辺を通過する時刻を表現する必要があり,時刻毎,辺毎にその辺を通過するか否かを表現する変数を用いることが考えられるが,この定式化では巡回周期に依存して膨大な変数が必要となる.一方,我々は,各辺に監視ロボットがその辺を通過する時刻を表現するラベルを割り当て,監視周期に依存しない,効率的な定式化を提案した.本研究では安心・安全な社会環境の実現に向けた監視システムの性能向上に大きく貢献すべく,複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路探索手法の確立を目的としている.平成2324年度の研究では,(1)複数台監視ロボットが定期的に全領域(もしくは指定された領域)を監視するための最適巡回経路の探索手法,(2)いかなる移動物体も定期的に観測できる協調巡回経路の探索手法を確立した.(1),(2)の手法で求めた巡回経路は火災や不審者の発見のために有用と考えられるが,監視ロボットが継続して監視を行うためには,充電ステーションを設置し,定期的に監視ロボットが充電を行うか電池を交換する必要がある.そこで,平成25年度には(3)監視ロボットが充電無しに稼働可能な時間が与えられたときに,必要な充電ステーションの最少数とその最適配置を求める手法を確立した.また,より大規模な監視領域において良好な巡回経路及び充電ステーションの配置を得るために(4)巡回経路探索の高速化に取り組んだ.平成24年度までに提案した(1),(2)の巡回路探索手法では,短いパス部品を組み合わせることで全領域の監視といった監視条件を満たす巡回経路を構成していたが,この方法では規模の大きな監視領域において巡回経路を求めることが困難であった.そこで,パスの代わりに小さな閉路を組み合わせて各種監視条件を満たす巡回経路を構成することで探索効率を向上した.(3),(4)の手法を導入することで,空港や街の一部といった比較的規模の大きな監視領域においても,良好な巡回経路と充電ステーションの最適配置を同時に求めることが可能となった.本研究では安心・安全な社会環境の実現に向けた監視システムの性能向上に大きく貢献すべく,複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路の設計システムを確立した.本システムを用いることで,全監視領域と全移動物体を定期的に撮影できる協調巡回経路を求めることができる.また,監視ロボットが充電無しに稼働可能な時間が与えられたときに,充電ステーションの最適配置とその配置に適した巡回経路を同時に設計可能である.本研究では安心・安全な社会の実現に向けた監視システムの性能向上に大きく貢献すべく,複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路探索手法の確立を目的としている.平成23年度は,全領域を定期的に監視する巡回経路を得ること目標とし,これまでに開発した1台の監視ロボットのための巡回経路探索手法を拡張することで複数台の監視ロボットの巡回経路探索手法を開発すると共に,同手法の高速化に取り組んだ.本手法は混合整数計画法に基づいており,監視ロボットが搭載するカメラの視野距離と視野角度の下,所望の間隔での継続した監視を実現するために必要な最小の監視ロボットの台数とその最適な巡回経路を決定できる.本手法を用いることで監視ロボットの導入,管理コストを抑えられると共に,火災等の異常事態の早期発見に貢献できると考えられる.更に,監視領域の表現方法を改善することで本手法の高速化を行った,監視領域は監視ロボットによる観測候補点と観測候補点間の移動を表わす辺からなるグラフで表現できる.まず,全領域を単位グリッドに刻み,各グリッドを観測候補点とし隣接する観測候補点を接続することでグラフを生成する.次にいかなる観測候補点からも観測できない領域が生じない範囲で近傍の観測候補点を逐次的に縮退し冗長な観測点を削減することで,巡回経路探索の効率を大きく向上した.本年度の研究により,監視ロボットを用いた監視システムの基本となる技術が開発できた.本研究の目標は複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路探索手法の確立である.

平成24年度はいかなる移動物体も定期的に観測できる複数台監視ロボットの協調巡回経路の探索手法を確立した.本手法はIEEE International Conference on Multimedia and Expo 2013において、上位12.7パーセントのみが選ばれる口頭発表として採択されており,その有効性を認められている.また,平成25年度の研究では研究計画に従い,これまでに開発した協調巡回経路探索手法を拡張し,充電ステーションの配置の最適な配置と監視ロボットの経路を決定する手法の開発に取り組む予定であり,本研究は概ね順調に進展していると考えている.本研究の目標は複数台の監視ロボットが協調して巡回監視を行うための巡回経路探索手法の確立である.平成23年度は研究計画に従い下記の3つの課題に取り組んだ.(23-1)巡回監視経路探索に適した観測領域の表現方法の確立,(23-2)要求頻度に基づく複数台監視ロボットの巡回経路探索手法の確立,(23-3)局所修正に基づく高速な巡回経路探索アルゴリズムの開発.このうち,(23-1),(23-2)の課題については平成23年度で完了した.一方,(23-3)の課題については研究期間を半年間延長し平成24年度の前半まで研究に取り組むが,「今後の研究の推進方策」に従い研究を実施することで十分に目標を達成できる.このため,本研究は概ね順調に進展していると考えている.平成25年度はこれまでに開発した協調巡回経路探索手法を拡張し,充電ステーション(ドッグ)や監視カメラの最適配置と最適協調巡回経路の探索手法に取り組む.監視ロボットが継続して監視を行うためには,充電ステーションを設置し,定期的に監視ロボットが充電を行うか電池を交換する必要がある.このため,監視ロボットが充電無しに稼働可能な時間と充電又は電池交換に必要な時間が与えられたときに,必要な充電ドックの最小数とその最適配置を求める手法を確立する.また,監視ロボットが充電ステーションで充電しているときには,巡回監視を行う監視ロボット台数が減ってしまい監視周期が悪化してしまう.一方で,充電中の監視ロボットも近傍領域を監視することが可能である.このことから,監視周期の悪化をできる限り削減できる充電ステーションの配置手法について検討する.提案の監視ロボットによる巡回監視は,全領域を柔軟かつ効率的に監視することが可能であるが,建物の出入り口など固定監視カメラによる監視が必要な場所も存在する.また,固定監視カメラによる自動解析技術は移動カメラにおける解析技術よりも進んでおり,監視システムの信頼性向上のためには固定監視カメラと監視ロボットを組み合わせて用いることが望ましい.このため,全領域と移動物体の定期的な監視を実現するための固定監視カメラの最適配置と監視ロボットの経路を同時に決定する手法の開発に取り組む.平成23年度に開発した巡回経路探索手法では,監視領域のグラフ化を改善することで効率的に最適な経路を探索した.一方,運用時の環境の変化に柔軟に対応するためには,より高速な巡回経路探索手法も求められる.