hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感覚フィードバックと体勢感覚情報の融合による巧みな物体マニピュレーション手法（国際共同研究強化）

多指ハンドによる物体把持において,半球状の柔軟指先として利用する接触センサの試作機を3Dプリンタを用いて新たに構築し,柔軟指の内側からカメラで変形を取る事により,その接触力および接触位置を推定するアルゴリズムを提案した.新たに構築した試作機は,これまで透明なシリコンゴムにより中実な半球として作製していたが,今回は中空として変形が容易に起こるようにし,その内側にビーズを埋め込むことで,マーカを設置した.これにより,比較的自由なマーカ配置が可能となった.また,外力による変形で移動するマーカの検出アルゴリズムを提案し,指先が接触しながら把持物体表面上を転がる際の変形パターンから,転がり接触を検出することについて,概ね目処を立てている.一方,物体の把持アルゴリズムとして,指先から物体に加える事ができる力成分について,拘束条件を含んだ形で物体座標系での剛性楕円体として導出し,物体中心に対して目標となる剛性楕円体を設定する事で,把持物体を用いたタスクなど物体が更に外界と接触するような場合において,剛性の方向性を持たせることを目的として新たに物体剛性楕円体として導出した.これを用いる事により,剛性を高くしたい方向および低くしたい方向を物体に設定する事で,把持物体をツールとして利用する場合の運動生成に利用する事ができる.内定年度:2015まず,当初予定していた研究テーマについて,より詳細に絞るため,関連研究の調査を行った.その結果,これまで,柔軟指のモデル化に関する研究では,導出を容易にするために球状などのプリミティブなものに限られており,また,形状そのものについての議論がほとんどなされてなかった.そこで,共同研究者であるKao教授の過去の研究成果である柔軟球状モデルを基本として,より一般的な形状への拡張を行う事にした.まずは,一般形状への第一段階として,球状モデルから楕円体モデルへの拡張を行った.柔軟モデルとして楕円体を用いた場合,平面との接触面形状が楕円となり,また,その中心位置は楕円体の中心からずれる.そこで,接触面を表す楕円体をxy平面へ写像を行い,その写像に対して楕円の幾何中心を求めることで,接触面中心位置の導出を行った.また,柔軟変形による変位量の方向として,接触面中心位置から下ろした垂線方向に取ることとし,接触面で切断された楕円体の体積に応じた反力が,変位方向へ発生する集中定数化モデルとして構築している.現在,楕円体の幾何モデルおよび材料力学モデルを組み合わせた柔軟楕円体指先の数理モデルを構築中であり,今後,Kao教授等が提案している,摩擦限界表面の楕円体への拡張を行う予定である.そして,それを用いたシミュレーション,および作成予定の実験装置による提案モデルの実験的検証を行う予定である.当初,早々に転がり接触を矛盾無く表現できる柔軟モデルの構築を行う予定であったが,Kao教授との議論の末,まずは指先形状の一般化を行うことで,接触面法線方向力と接線方向力の表現をより一般化し,それを基に転がり拘束と組み合わせることで,剪断変形と転がり拘束を矛盾無く表現できるモデルの構築を行う事とした.よって,当初予定よりもより一般化した柔軟指モデルの構築が期待できるが,第1段階としてまずは楕円体への拡張を行っているため,全体としては当初の計画通り程度の速度で進捗していると言える.2017/2/21より2017/8/21まで半年間,ストーニーブルック大学機械工学科のKao教授の研究室に滞在し,柔軟半球指先のモデル化について共同研究を行った.まず,半球形状の柔軟半球モデルを楕円に拡張することを考えた.その際,接触面における摩擦モデルも同様に拡張する必要がでたため,これまでKao教授が提案しているFriction Limit Surfaceモデルについて,楕円への拡張を試みた.現在,数理的な拡張を引き続き行っている段階である.また,柔軟接触モデルについて詳細なサーベイを行い,これまでの研究成果の分類を行った.これにより,本研究の主目的の位置づけが明確になった.当初予定していたい数理モデルの構築に予想以上に時間がかかっている.また,実験による指先モデルの確認についても,人的リソースが不足しているため,予定よりも遅れている.多指ハンドによる物体把持において,半球状の柔軟指先として利用する接触センサの試作機を3Dプリンタを用いて新たに構築し,柔軟指の内側からカメラで変形を取る事により,その接触力および接触位置を推定するアルゴリズムを提案した.新たに構築した試作機は,これまで透明なシリコンゴムにより中実な半球として作製していたが,今回は中空として変形が容易に起こるようにし,その内側にビーズを埋め込むことで,マーカを設置した.これにより,比較的自由なマーカ配置が可能となった.また,外力による変形で移動するマーカの検出アルゴリズムを提案し,指先が接触しながら把持物体表面上を転がる際の変形パターンから,転がり接触を検出することについて,概ね目処を立てている.

一方,物体の把持アルゴリズムとして,指先から物体に加える事ができる力成分について,拘束条件を含んだ形で物体座標系での剛性楕円体として導出し,物体中心に対して目標となる剛性楕円体を設定する事で,把持物体を用いたタスクなど物体が更に外界と接触するような場合において,剛性の方向性を持たせることを目的として新たに物体剛性楕円体として導出した.これを用いる事により,剛性を高くしたい方向および低くしたい方向を物体に設定する事で,把持物体をツールとして利用する場合の運動生成に利用する事ができる.現在,第1段階として楕円体を用いた柔軟指モデルの構築を行っており,今後はシミュレーションおよび実験による提案モデルの妥当性検証を行う.その後,楕円体への拡張を基にした転がり接触との融合を行い,当初の予定通り,剪断変形と転がり拘束を矛盾無く表現可能な柔軟指モデルの構築を行っていく.数理モデルを完成させると共に,試作した柔軟指による接触力実験を行い,そのデータ収集および数理モデルとの比較を行っていく.
鳥類を用いた関係性認知の進化的起源に関する研究

私たちが序数を理解する上で不可欠な「推移則(A < BかつB< Cならば,A < C)」の理解能力が,群れの仲間の序列順位を理解するために進化したと仮説を立て,ヒトとは系統的に離れた鳥類カラスを用い,その認知神経基盤の解明を試みた。屋外飼育群の観察,実験室での行動実験,脳の組織学的分析の結果,カラスが仲間の声と姿を結びつけた個体認知をもとに推移性順位を形成し,その形成・維持に「大脳皮質連合野-海馬・扁桃体-中隔」の神経回路が関与していることを見出した。平成24年度は、個体間関係の認知を明らかにすべく、1、屋外飼育施設おける観察、2、神経線維標識法を用いた神経解剖学実験を実施した。1、屋外ケージにて飼育した2群のハシブトガラスを通年のべ180時間におよぶ観察を実施した。群れ内には線形性優劣順位が形成されること、オス間の優劣順位は利他行動である相互羽づくろいを優位オスから劣位オスに一方向的に行うことでによって維持されること、メス間の順位は不明瞭であることを確認した。1群において、秋から冬の繁殖期に、それまで2位だったオスが1位オスとの闘争に勝ち、順位の逆転が観察された。それに伴い、当該オス個体間の相互羽づくろいの方向が逆転したことから、オス間の優位から劣位への相互羽づくろいの一方向性が再確認された。2、カラスの優劣関係認知に関わる神経回路(中隔ー海馬ー巣外套尾部)は、H23年度に、免疫組織化学法を用い明らかにしたため、今年度は当該部位の神経連絡を検証すべく、デキストランの注入による神経連絡標識を行った。その結果、従来報告されていない巣外套中間部の発達を見出し、それが間脳の体性感覚視床からの入力をうけ、延髄へ直接下降路をもつことを見出した。まだ少数例のため、順行・逆行標識を併用し神経連絡の詳細を明らかにする必要があるが、当該部位の機能解剖学的可能性として、哺乳類大脳の「運動野皮質」あるいは「島皮質・帯状回皮質」のいずれかの可能性が浮上した。優劣社会関係の認知と脳構造の進化における連関に関する全く新しい可能性をえた。以上、1については論文投稿準備をしており、2については次年度以降の発展研究としたい。本研究の目的は,鳥類カラスを用い、推移性関係の認知に関わる心理・神経機構を解明することである。平成23年度は以下2つの実験を中心に進めた。まず,社会的推移性認知の基盤となる心理機構として個体認知を検討した。従来霊長類研究で用いられていた予測相反課題を鳥類に適用した。カラスが他個体を姿と声を統合し認識しているならば、既知個体の姿と声が一致しない事態では、被験体には予測相反が生じ、強い反応が予想される。被験体と刺激個体を対面させた(視覚刺激提示)直後、対面個体と一致する/一致しない声をプレイバックし、この2条件間で被験体の反応を比較した。結果、不一致条件において強い反応が見られた。未知個体に対しては、一致/不一致いずれにおいても強い反応は見られなかった。これらの結果は、カラスが、視覚と聴覚を統合し他個体を認識していることを示す。これは,カラスが他個体の認識表象をもつことを鳥類で初めて示した成果となった。並行して、社会的推移性関係としての個体間の優劣順位に関わる神経機構の検討を行った。一対対戦事態で優劣を形成した若鳥オス個体を用い,優位または劣位個体と再対面させた際の攻撃・服従・中立社会行動の頻度を計測し,大脳全域における最初期遺伝子ZENKの発現量との相関を網羅的に調べた。結果,対面個体の既知性と巣外套尾腹側部,中隔が社会行動に関与する可能性を得た。この最初期遺伝子発現の解析において、新規な神経核を巣外套内に発見した。推移性認知にどれ程関わるかは不明だが、一定の神経活性が見られた。従来の鳥類他種研究によれば、体性感覚に関わる微小神経核とされているが、カラス大脳では著しく発達していることを発見した。この神経核が、推移性認知へ関与も含め機能が解明されれば、脳の進化研究として、新たな展開が期待される。社会的推移性を支える心理基盤としての個体認知の発見は既に論文掲載に至っており、計画より早く成果が得られた。若鳥オスを用いた社会的推移順位の認知に関わる神経回路の同定についても、論文掲載に至っておりこれも当初の計画通りに進んでいる。しかし、メス個体の社会的推移順位の認知については、想定以上に優劣形成が曖昧であることが判明し、これ自体が発見ではあるものの、オスと同様の神経回路を想定して実験を実施するかは慎重な検討が必要であり、行動実験を進めている。

したがって、メスの当該認知・神経機構に関する実験については必ずしも計画通りとはいえない。他方、研究実施概要欄に記述したように、当初は全く予想しなかった神経核の発見があったことは、当該認知への関与の有無とは独立に、今後の脳の進化研究に新たな知見をもたらすことが期待される。以上を勘案し、おおむね順調に進展していると判断した。平成23年度同様に、特段の変更を要さず、計画に沿って推進する。ただし、メス個体の推移的優劣順位関係が想定したものよりも明瞭ではないため、既に実施したオス個体を用いた実験と、実験手続きが同一でよいか修正を要するか検討が必要である。そのためには雌雄混合群の集団飼育観察データをさらに蓄積し、雌同士、雄同士の社会行動の個体間における一貫性を比較し、改めて一対対戦事態の手続きを決定する必要があると考えている。メス個体の行動実験の手続きが決定できれば、神経活性計測は既に確立しているため、研究は計画通りに推進可能であると考えている。また、新規に発見した神経核については、カラスの認知機能に関して、脳の進化の観点から斬新かつ重要な知見が得られることが期待されるため、最初期遺伝子の解析と並行して、解剖学的な解析を進める予定である。これに必要な試薬は、最初期遺伝子解析に要する試薬費でカバーできるため、特段の支出費用の変更は不要である。新たに発見した神経核の解剖解析のために試薬が必要となるが、これは当初予定した最初期遺伝子解析用の試薬購入費で十分カバーできるため、特段の支出費用の変更は不要である。その他、特に変更なく研究費の使用を行う。
情報分析力・批評力と読解力・表現力の相乗的育成を目的とした新カリキュラムの開発

2007年10月に、本カリキュラムを中学1年生から受講している中学3年生を対象にアンケートを実施した。その結果、「テレビ・本などを批判的な目で見られるようになった。」「各新聞を比べて、それぞれどのようなことを主体にして、伝えたいのか考えること。」「小説や物語を読んで伏線やフラグを見つけることができるようなった。」「1つの意見に(主張)に反論することで、いろんな視点から1つのものを見られるようになった。」などの生徒の自己認知が得られた。このことに加えて、敵試験やその他の提出物などでも成果を検証した結果、情報分析力・批評力と読解力・表現力の相乗的育成という目的が果たされたと判断する。また、上記の目的が達成されたということは、国語科の学習内容と、メディア・リテラシーとを関連づけた授業を開発することによって、従来の学習内容も保障しつつ、情報を批評する能力や新たな価値を作り出していく能力をも育成できるカリキュラムを開発できたということである。このカリキュラムは、大阪教育大学教授の松山雅子氏の指導助言や、立命館大学の学生、当該の中学生そして研究計画者による授業内容の検証と検討により、より効果の上がるカリキュラムへと改善することもできた。2008年度は、中学2年生を対象に改善したカリキュラムで授業を進めているところである。なお、本研究に関係して、2007年11月に公開研究会を実施し、全国から30名ほどの参加者と毎日新聞奈良支局長の井上朗氏から検討いただいた。また、奈良県NIE推進協議会2007年度研究発表界にて研究発表を行い、報告の内容が2007年度NIE実践報告書に掲載された。
イオン選択性電極の開発と応用

本研究は,「イオン選択性電極の血中薬物濃度測定への応用」を中心に進められ,これまでに,小児難治性てんかん薬(臭化物薬剤),抗不整脈薬(プロカインアミド,ブレチリウム)および抗炎症薬(サリチル酸)の血中濃度が電極法により定量された。電極法の利点は,タンパク質に結合していない遊離形の薬物濃度を,血清中に電極を浸すだけで定量できることである。一般に,薬物による治療効果は,血液中の遊離形薬物濃度との相関性が強いと考えられているが,これまで開発されてきた方法では血液中のタンパク質と結合した部分も含めた総薬物濃度を測定することが多い.遊離形の薬物だけを定量するためには,例えば,血清サンプルからタンパク質に結合した部分を限外ロ過などにより分離する必要があり,測定に必要な血清量も多量になるうえ,分析に要する時間も必然的に長くなる。私達は,電極法が遊離形の血中薬物濃度を測定するための新しい簡便な方法になりうるかどうかを,今回,タンパク結合率の高いサリチル酸を用いて検討した。サリチル酸を含んだ血清中の遊離形薬物濃度を,(1)血清そのままで電極法を用いて定量する,(2)血清を限外ロ過し,遊離形のサリチル酸だけを含む試料を調整して,従来から行われている吸光度法によりサリチル酸を定量する。その結果,電極法と吸光度法との相関関係(Y=0、0489+1.08X, R=0.997)はよく,電極法が新しい遊離形薬物濃度の定量法となることが初めて示された。その他,電極法は,麻薬(コカイン),覚せい剤(アンフェタミン)および血清コリンエステラーゼ活性の定量,あるいは生体膜と薬物の相互作用研究に応用された。今年度は,医療の分野へイオン選択性電極を応用することを積極的に進めた。まず第一に,小児難治性てんかん薬として用いられている臭化物薬剤の血中濃度測定に臭素イオン電極が応用できることを初めて示した。この薬剤は有効治療濃度域と副作用濃度域が近いために血中濃度のモニタリングが必要な薬剤の一つであるが,イオン電極法は従来から行われている吸光度法よりも簡便性・経済性に優れていることが示された。さらに,抗不整脈薬として用いられているプロカインアミドに応答する電極を開発し,この電極も血中濃度のモニタリングへ応用できることを示した。また,麻薬コカインに応答する電極が開発され,薬剤混合溶液中に含まれるコカインの定量に利用された。現在,さらに臨床化学あるいは裁判化学領域へ電極法を応用することを進めており,例えば,アンフェタミンに応答する電極の開発,あるいは血清コリンエステラーゼ活性を電極法により定量することを試みている。後者の例では,基質として塩化ペンゾイルコリンを用いて,生成する安息香酸を電極で定量することを原理としている。これらの研究とは別に,電極法(特に,K^+電極)は細菌細胞膜に対する生理活性ペプチド(例えば,抗生物質グラミシジンSあるいはカブトガニの血球から単離されたタキプレシンなど)の作用を検討するために利用されている。これらのペプチドは細菌細胞膜のK^+透過性を増大するが,透過性変化が起こるときには細菌の形態が変化することを見いだした。現在,形態変化とK^+透過性(あるいは細菌の生存率)変化との関係について詳細な検討を行っている。前年度にひき続き,血中薬物濃度測定へのイオン選択性電極の応用研究を進めた。前年度に報告した小児難治性てんかん薬(臭化物薬剤)および抗不整脈薬(プロカインアミド)に加えて,今年度は新たに,抗炎症薬(サリチル酸)と抗不整脈薬(ブレチリウム)の電極法による定量に成功した。

血中薬物濃度測定へ電極法を応用するうえで有利な点は,タンパクに結合していない遊離型の薬物濃度を,血清中に電極を浸すだけで定量できる点である。一般に,薬物による治療効果は血液中の遊離型薬物濃度との相関性が強いと考えられているが,これまで開発されてきた方法では血液中のタンパクと結合した部分も含めた総薬物濃度を測定することが多い。遊離型の薬物だけを定量するためには、例えば,血清サンプルからタンパクに結合した部分を限外口過などにより分離する必要があり,測定に必要な血清量も多量になるうえ,分析に要する時間も必然的に長くなる。私達は、電極法が遊離型の血中薬物濃度測定法の新しい方法になるかどうか,今回,タンパク結合率の高いサリチル酸を用いて検討した。サリチル酸を含んだ血清中の遊離薬物濃度を,(1)血清そのままで電極法を用いて定量する,(2)血清を限外ロ過し,遊離型のサリチル酸だけの試料を用いて,従来から行われている吸光度法によりサリチル酸を定量する。その結果,電極と吸光度法との相関関係(Y=0.0489+1.08X,R=0.997)はよく,電極法が新しい遊離薬物濃度の定量法となりうることが初めて示された。血中薬物濃度定量への応用の他に,麻薬(コカイン),覚せい剤(アンフェタミン)あるいは血清コリンエステラーゼ活性の定量も電極法により,簡便に行えることが示された。
回復力の高い長寿命情報ネットワークの構成

多様な事象が生起しても情報の流れに対して大きな影響を及ぼさないためには、情報ネットワークの機能を損傷しない仕組みが大切である。想定外の事象が生じたとき情報ネットワークが生き延びる為の対処法として、情報ネットワーク構成に冗長性を持たせ高い結合度を確保する仕組みを内包しておき、多様な状況変化に迅速に対応し情報の流れを大域的及び局所的に制御する研究を行った。本研究では,頑健でかつ長寿命なネットワーク構成方法の構築を目指し,以下の研究を行った。(1)センサネットワークの分断に関する研究(2)省電力型ページング方式に関する研究(3)移動特性に対して頑健なネットワークに関する研究(1)では,ノード,リンク故障に伴うネットワーク分断のメカニズムを明らかにした。ネットワークの分断は,ネットワークとして繋がっていて機能していた部分のセンサノードが停止することにより発生する。センサノードの停止は故障とバッテリーの枯渇の二つの理由が考えられる。センサネットワークの分断が発生するとセンサネットワークのカバー率が減少しその役目が果たせない状況になる。どのような場合に,どのようにしてネットワークの分断が起こるのかシミュレーションによりそのメカニズムを究明した。(2)では,省電力かつ迅速にノード位置を把握するためマルチステップIPページングにおける移動ノードの存在確率分布に適応したグルーピング方式を提案した。その結果,移動ノードの迅速な位置登録管理が可能になった。さらに,提案方式の利点と利用可能範囲を定量的に示した。(3)では,ユーザの移動が通信サービスに及ぼす影響についてシミュレーションを行い比較・検討した。二次元セルラー移動通信システムにおいて,ユーザの動きがブロック率,ドロップ率,チャネル利用率へ及ぼす影響を定量的に評価した。本研究では,利用者の立場から捉えた移動通信システムの性能評価が可能となり,利用者の利用形態に即した移動通信システムの設計評価を行う上で重要な基礎的考察を行うことができた。以上のように,本研究成果は回復力の高い長寿命情報ネットワーク構築に大きく資するものである。本研究では、頑健でかつ長寿命なネットワーク構成方法の構築を目指し、以下の研究を行った。(1)センサネットワークに関する研究(2)省電力型ページング方式に関する研究(3)移動特性に対して頑健なネットワークに関する研究(1)では、ネットワークに対する防御を考慮したうえで、侵害さ洞たノードが存在する中でもその影響を軽減するため、信頼できる隣接ノードを発見し、認証する通信メカニズムを提案した。暗号化に頼らないセキュリティメカニズムを構築することによりセンサネットワークにおけるセキュリティが高められるきとを示した。具体的には、センサネットワークの通信に共通認証ノいドを用いた認証を取りムれることを提案し、シミュレーションによってその性能を評価した。その結果すべてのノードをネットワークとして機能させるには通常よりも多くのノードまた広い通信範囲が必要であることがわかった。(2)では、複数のページング要求を纏めて処理するバルクページング方式を提案した。その結果、ページング回数が削減でき消費電力の低減が図れる。以下の二つの異なる実現方式N-PolicyとT-Policyについて、計算機シミュレーションを行い、ーページングコスト、遅延時間、スループットについて評価し、提案方式の利点と利用可能範囲を定量的に示した。(3)では、ユーザの移動が通信サービス受付制御に及ぼす影響についてシミュレーションを行い比較・検討した。一次元セルラー移動通信システムにおいて,ユーザの動きと新規呼受付制御、ハンドオーバ呼受付制御の関係について、呼完了率、ブロック率、ドロップ率、チャネル利用率の評価尺度を用いて定量的に評価した。本研究では、利用者の動きを考慮した動的受付制御の特性を示した。利用者の利用形態に即した移動通信システムの設計評価を行う上で重要な基礎的考察を行うことができた。1.次世代ワイヤレスネットワークでは、モバイルユーザおよびモバイルノードの効率よい動作が必要不可欠である。IPページングにおいて効率のよい動作を実現する際、ページングコストとページング遅延時間のトレードオフの関係は重要な問題である。本研究では、マルチステップIPページングにおけるページングコストとページング遅延時間の両面で効率のよい省電力型ページング方式の基本的特性を明らかにした。ページングコストとページング遅延時間の両面で効率のよい動作を実現するために、ページングコストとページング遅延時間の単調性と凸性に着目した最適問題に定式化し,各サブネットに存在する確率分布に応じて最適なグルーピングを行う方式を提案しその基礎的特性を明らかにした。2.ページングコスト及び平均遅延時間を低減するため、ページング動作の並列処理が可能なページングアルゴリズムとして、一括処理方式(バルク)とパイプラインを組み合わせるバルクパイプラインページング手法を提案した。従来手法と比較し、ページングコスト、トータル遅延時間、最大、最小遅延時間、スループット及びページング回数等において、バルクパイプラインページング手法は良好な特性を示し、かつ高速なページング動作が可能となることを確認した。3.セルラー通信ではユーザの移動が通信サービスに多大な影響を与える。ユーザの移動に対して頑健なネットワークを構築するため、ユーザの移動範囲を予測しSHADOW CLUSTERを構成する手法を用いて、従来提案されている移動を考慮したダイナミックなチャネル割り当て方式であるMSODB(Mobility Support On Demand Borrowing)を改良し、PUMB(Predictive User Mobility Behavior)方式を提案した。計算機シミュレーションのより、MSODB方式と比較してPUMB方式の有効性を示した。
確率的推論と論理的推論の統合による高次パターン認識・理解方式の研究

高次パターン認識・理解系をめざして、さまざまな知識レベルにおける推論方式を検討し、それらを統合した音声認識・理解システムを構築した。(1)音素認識部音声認識・理解系の基盤となる音素認識部の高精度化を図り、対判別に基づく音素HMMを提案した。多数話者の音素認識率(27子音)で83.1%、単語認識率(語彙数653)で84.8%を得た。(2)構文解析部語彙・構文レベルにおける確率的推論と論理的推論の統合による文認識を行なった。ここでは、構文規則による予測・限定とHMMの確率による仮説の取捨に基づく探索が基本となる。文脈自由(LR)パージングにおいて、単語対制約によるヒューリスティックを用いたA^*探索アルゴリズムを実現した。(3)キーワード抽出部構文規則を用いなくても、複数のキーワードを抽出することにより、文の意味が理解できると考えられる。しかし、キーワードの抽出を従来のようにその単語の出現確率だけで行なうと精度が十分でないので、入力が文であることを仮定し、それがキーワードを含む音素列や単語列になるという論理的制約も導入した。(4)意味解析部(2)の処理で得られる文候補(N-bestの単語列)、ならびに(3)の処理で得られる単語ラティスに対して、意味表現を得るための意味ネットワークに基づくパーザを開発した。ここでは、意味・対話・タスクレベルの論理的制約と各単語に付与された確率を統合して推論を行なう。(5)音声理解システムの構築と評価(1)(2)(4)を統合した構文主導の推論方式と、(1)(3)(4)を統合した意味主導の推論方式に基づくシステムをそれぞれ実現した。両方式を語彙数244・単語パープレキシティ80のタスクで評価を行なった。文法に沿った定型的な発話に対しては、構文主導の方式が意味理解率65.5%であり、意味主導の方式の44.0%をかなり上回った。しかし、文法を逸脱した発話に対しては、意味主導の方式が頑強であることがわかった。初年度である平成2年度では、本研究で用いる2つの推論方式、即ち、アルゴリズムや規則などによる記号操作としての「論理的推論」と、しかるべき距離位相尺度に基づく「確率的推論」を比較・考察してとりまとめた上で、高次パタ-ン認識・理解系の各部の基本的処理方式を定めた。1.音声認識部:局所的パタ-ンを高精度に分類するベイズ識別器と、概略をとらえるHMMとを統合した確率的推論に基づく音素認識器を構築し、84.0%の音素認識率を達成した。この音素認識器を連結して連続音声に適用するにあたって、ベイズ識別器の局所的特徴に関するスコアとHMMの大局的特徴に関するスコアの統合方式の検討を行なった。そして、48名の話者により発声された488単語に対して、83.8%の認識率を得た。2.言語解析部:音声認識部で生じる誤りを含む音素列から最尤解釈を得るパ-サを開発した。まず、確信度の高い断片を解析し、次に、その処理結果を基に他の断片に対して可能な構文構造と意味構造を予測する。そして、この予測情報を利用して、入力誤りを修正し最尤解釈を出力する。解析の過程で得られた言明と仮定の確からしさに関する情報はATMSによる論理的推論で管理され、また確率的推論により全体の処理が確からしい方向へ誘導される。3.概念形成部:音声によるユ-

ザのスケジュ-ル管理というタスクを設定し、概念パタ-ンを形成した。本タスクにおける重要な単語を概念ネットワ-クとして管理する機構を作成した。そして、音声認識処理の結果得られる単語ラティスから重なりのないように重要単語(主に名詞と動詞)を複数取り出し、それらを概念ネットワ-クへ入力して、活性伝搬した後に意味候補となり得るものをとりだす方式を提案した。平成2年度に行なった(1)推論方式、及び(2)音声認識部、(3)言語解析部、(4)概念形成部の各部分の基本的処理方式に関する孝察に基づいて、それらを全体として1つのシステムにまとめるための統合方式を設計し、各部分の結合を行なった。また、各構成部分の見直しを行った。(1)統合的管理機構・システムの全体的構成:音声認識・理解システムの3つの構成部分ー音声認識部、言語解析部、概念形成部ーを結合する方式として、leftーtoーright A^*探索とkeywordーdriven解釈の2通りを考え、双方をインプリメントした。A^*探索は、単語対制約をヒュ-リスティックスとし、すべての制約を利用して最尤な単語列を探索するものである。keywordーdriven解釈は、タスク内のキ-ワ-ドを基に、意味仮説を生成・検証していくものである。両者とも、さまざまな論理的な制約を統合的に利用しながら、確率的なスコアを基にして、推論を進めていくものである。(2)音声認識部:対判別に基づく連続型HMMという方式を提案し、音素認識率(27子音)で82.8%、単語認識率(語彙数653)で84.8%を得た。また、マルチテンプレ-トを用意し、男女両性の話者に対処できるようにした。(3)言語解析部:構文レベルでは、文脈自由文法の確率化を行い、そのA^*探索への適用を提案した。意味レベルでは、意味ネットワ-クによる表現を提案した。これらを用いることにより、語彙数217・静的単語分岐数35のタスクにおいて、不特定話者・連続発声のサンプルに対し、文認識率54.8%、自立語認識率84.2%を得た。(4)概念解析部:秘書システムというタスクを設定し、タスク内の主要概念を上記の意味ネットワ-クで記述した。また、ゴ-ル指向の対話の過程をオ-トマトンでモデル化し、システム側からの応答も含めた音声対話システムを構築した。前年度までに研究を進めてきた推論方式に基づき、音声認識部、言語解析部、概念形成部の各部分を統合して、音声の認識・理解システムを作成した。本研究では、以下の2種の推論(統合)方式を提案した。(1)構文主導の推論語彙・構文レベルにおける確率的推論と論理的推論の統合による文認識を行ない、得られた文候補(単語列)から意味解析を行ない、そこに含まれる概念を抽出する。ここでは、文脈自由文法による予測・限定と音素HMMによる確率による仮説の取捨に基づく時系列状態空間の探索が基本となる。また、構文規則に適用頻度に応じた確率を付与して、より確からしい推論を行なうようにする。left-to-rightに処理が進む。本研究では、最適解が保証されるA^*探索を実現した。(2)意味主導の推論入力音声から、まず文の意味を形成する上で重要と考えられるキーワードをHMMにより複数個検出し、それを基に意味解釈の仮説を生成して、意味ネットワークで表現される概念パターン空間上で探索を進めていく。
非熱平衡状態フォノン輸送制御による半導体光素子の新展開

半導体素子特性を決める多くの過程にフォノンが関わっている。太陽電池のエネルギー変換効率,励起子の生成・解離,非輻射性キャリア再結合などがこれにあたる。熱平衡状態の詳細な電子・正孔-励起子系の研究があるが,フォノン系,電子系,輻射場を全て含んだ非熱平衡過程の解析は進んでいない。本研究では,材料物性,素子構造等に基づく素子中のキャリア密度,格子温度などを変数にとり,種々の素過程を統合した電子・正孔や励起子の励起・脱励起の流れを初めて特徴づけることを行った。特に励起子の安定性,非輻射性再結合やキャリアトラップの原因となる深い準位への遷移過程に対するフォノン局在性の影響について新たな知見を得た。本研究は、レーザ素子の高効率発光や量子構造型太陽電池の高効率電流取出しの基盤となるキャリアダイナミクス制御に関するもので、特にフォノン制御の観点から新たなアプローチを行うものである。平成26年度は、実験研究では、Ti:サファイアレーザの3倍波(270nm)による時間分解フォトルミネッセンス測定をGaN試料に対して行った。InNでは、共鳴ラマン散乱によりフォノン特性が解析された。実験設備では窒素レーザ励起色素レーザおよび4GHz帯デジタルオシロスコープが本基板研究(B)の研究費により、またその他資金により試料温度制御のための冷凍機およびクライオスタットが導入され、新たな実験系の構築が行われた。試料作製ではGaInN系成長に向けた分子線エピタキシー装置の成長条件の検討が行われた。理論的にはフォノンキックメカニズムによる非輻射性電子・正孔再結合過程の解明が進められた。またフォノンと電子系の相互作用を取り入れたキャリア輸送計算、励起子の量子状態分布や運動量状態分布の計算コードの構築が進められた。この結果、GaNでは非熱平衡状態の励起子の運動状態をLOフォノンレプリカを用いて解析できることが分かった。励起密度の増加に伴う励起子の重心運動量の増加、主量子数の小さい状態のポピュレーション増加に対し、主量子数が大きい状態でのポピュレーションの減少が観測され、励起密度の増加に伴ってフォノン密度の増加により励起子の解離方向への流れが強くなっていると考えられる。InNではフォノン散乱速度の大きい試料での非輻射再結合速度の増加が観測された。また、光学フォノンに加え、欠陥での散乱による縦音響フォノンがラマン散乱測定により観測され、非輻射再結合過程の活性化エネルギーに近いフォノン過程の解析が可能となることが分かった。本年度の実施内容は、(1)GaN薄膜の時間分解PLにおける励起子励起状態からの発光を考慮した励起子運動状態、およびこれに与えるフォノン局在の影響の解析、(2)マルチパルスレーザ励起によるフォノンの励起子ダイナミクスへの影響解析実験方法の確立、(3)フォノン過程を取り入れた励起子ダイナミクスの理論計算の3点である。これまでの研究により、励起子の励起状態すなわち主量子数n=2の状態の評価により励起子の運動状態、状態遷移過程、発光スペクトル変化の原因解明に見通しがついたため、量子井戸評価を延期して薄膜評価を続けた。温度20Kにて時間分解PL測定を行った結果、励起密度の増加に伴うフォノン密度が増加した状態では、n=2の励起子の重心運動量はn=1のものより大きく、n=2の状態では解離状態との間の遷移によりダイナミクスが支配されていること、励起密度の違いはその空間の全エネルギー量の違いを意味し、これによりフォノン、電子・正孔、励起子のダイナミクスの各素過程の速度バランスが大きく変化することが分かった。理論計算から、低密度励起ではフォノンの吸放出による状態間遷移が支配的であり、励起密度の増加により励起部位のエネルギーは電子運動量に移行して電子衝突過程が支配的となり、n=2準位のポピュレーション比が減少することが分かった。理論計算から水素プラズマの衝突輻射モデルと同様に励起子の解離生成のバランスに関する特徴づけを行うことができると思われる。フォノンの局在性の解析手法について、2パルスの時間差を制御した時間分解PL測定が可能となり、今後フォノン拡散(エネルギー減衰)による輻射・非輻射再結合速度変化について明らかにする。平成27年度は以下の成果が得られた。理論では、非熱平衡状態のGaNの励起子ダイナミクスを水素原子モデルに基づいて、フォノンの吸放出効果を取り入れた衝突・フォノン・輻射モデルを構築して数値シミュレーションを行った。この結果、励起子では2以上の主量子数p状態を取り入れることにより、格子温度100K程度から励起子解離が急速に進むことが分かり、レーザデバイスで報告された150K程度でGaNの励起子の多くが消失している結果を説明できることが分かった。過渡応答に関する計算では、キャリア励起直後50ps程度の発光の立ち上がりからフォノンの局在状態が評価できることが分かった。実験では、GaN結晶中の励起子の時間分解フォトルミネッセンス測定においてp=2からの発光を解析に入れることにより、高次主量子数状態の励起子温度はp=1の状態の励起子温度より高く、励起後300ps程度の経過後も熱平衡化していないことが分かった。

また、この状態でも励起子発光線エネルギーの励起子温度への依存性はなく、励起レーザパルスにより導入されたエネルギーはフォノンを介して高速に励起子運動エネルギーや主量子数状態の励起に使われ、フォノンとしての存在確率は小さいと予測された。局在準位については、GaNの深い準位について、266nmと400nmの2パルス光による励起下での時間分解PL測定を行い、2種の欠陥準位の存在を明らかにし、電子捕獲過程およびフォノン放出過程について理解を進めた。量子井戸からのキャリア放出については、アンドープのAlInP/GaInP-量子井戸構造においてパルス励起後の時間分解PLおよびフォトカレント(PC)の同時時間分解測定により解析が行われた。その結果、バイアス電圧、励起波長、励起強度を変えることにより量子井戸からのキャリア放出過程・フォノン過程を解析できることが分かった。非熱平衡状態のバルクおよび量子井戸中のキャリア・励起子ダイナミクスが進んだ。励起子では、非熱平衡状態のダイナミクスについて理論および実験からフォノンと電子系の相互作用の実態が明らかになってきた。量子構造では電流と発光の同時時間分解測定が行われた。本予算における研究項目についておおよそ検討が進んでいる。平成28年度は、H27年度作成したフォノン吸放出、電子正孔衝突の素過程を取り入れた励起子ダイナミクス数値計算コードを改良し、更に励起子分子系に拡張して、フォノンの局在など非熱平衡状態における励起子系ダイナミクスの解明を進めた。実験では短パルス励起による時間分解PL測定において、励起波長を変えて電子正孔励起子のエネルギー緩和により生成されたフォノンによる励起子分子の形成状態の変化、パルス励起後の時間経過にともなう、励起子分子-励起子の状態変化の過程について検討を行った。また、深い準位を介した電子遷移について、励起波長を変えた遷移速度の変化について検討を行った。試料は、電子-フォノン相互作用の強い窒化物半導体を取り上げ、特にGaNについて検討を進めた。その結果、フォノン局在による励起子高次主量子数への移行により蛍光寿命が1桁以上長くなることが分かった。この結果は、励起子の輻射再結合確率の解析手法について新しい観点を与えると考えられる。励起子分子状態は、励起状態を含めて解析され、フォノン局在による運動量増加やフォノンとの相互作用頻度の増加の概略が解明された。深い準位に関する電子遷移速度は、電子の緩和エネルギーに依存して変化するが、その変化には配位座標系での電子占有状態の違いが表れている可能性があることが示された。さらに窒化物混晶系で、超格子構造を用いることにより電子系とフォノン系のエネルギーの制御独立性を上げることを狙い、理論検討を行った。その結果、数分子層の超格子構造で、その周期性を変えることにより電子系のバンドギャップとフォノンのエネルギーの大小関係を制御することができることが分かり、フォノンの輸送特性の概略について解明が進んだ。半導体素子特性を決める多くの過程にフォノンが関わっている。太陽電池のエネルギー変換効率,励起子の生成・解離,非輻射性キャリア再結合などがこれにあたる。熱平衡状態の詳細な電子・正孔-励起子系の研究があるが,フォノン系,電子系,輻射場を全て含んだ非熱平衡過程の解析は進んでいない。本研究では,材料物性,素子構造等に基づく素子中のキャリア密度,格子温度などを変数にとり,種々の素過程を統合した電子・正孔や励起子の励起・脱励起の流れを初めて特徴づけることを行った。特に励起子の安定性,非輻射性再結合やキャリアトラップの原因となる深い準位への遷移過程に対するフォノン局在性の影響について新たな知見を得た。
p53および新規p53ファシリー遺伝子の前立腺癌細胞における増殖抑制機構の解明

今年度は,前年度に引き続き,前立腺癌の臨床例を用い,p51,p73各遺伝子のタンパク発現に関し検討した.p51遺伝子タンパクに対するpolyclonal抗体を作成し,ホルマリン固定,パラフィン包埋切片を用い免疫組織化学染色にて,前立腺癌細胞におけるタンパク発現につき検討した.癌組織においては細胞核内に比較的広範にp51の陽性所見が得られた.また非腫瘍性腺管および開質組織の一部にも陽性所見が認められた.明らかな有意差は認められなかったが,高分化型癌では,低分化型よりも若干陽性強度が高い傾向にあった.腺管の分化とp51タンパクの発現に関して検討するため,腫瘍分化が比較的明確な大腸腺腫を用い,同様にp51タンパクの免疫染色を行った.この検討では軽度から中等度異型を有する腺腫の表面部分にp51タンパクの陽性所見が得られた.他の実験結果によって大腸腺腫の表面部は,腺底部よりも増殖活性が高いことを突き止めており,腫瘍を含めた腺細胞の増殖とp51タンパク発現には何らかの関係があることが示唆された.p73に関しては市販のmonoclonal抗体により検索したが,明らかな局在は証明できなかった.p51遺伝子に関して遺伝子突然変異解析を行った.前立腺癌症例55例を用い,RT-PCRSSCP法で解析した結果では,cording regionに突然変異は検出されなかった.各遺伝子発現の関係を知るために,p53,p73,およびp51各遺伝子の発現に関してRT-PCR法を用いて各症例のnormal-tumor間で比較解析した.38例の前立腺癌症例を用いた解析では,p53に関しては4例(10.5%)で発現低下し,残り34例では発現は変わらなかった.p51とp73では,それぞれ,39.5%,42.1%が発現低下,34.2%,31.5%が発現上昇していた.38例中の25例,65.8%で,p51とp73の発現動向は一致していた.以上のdataより,p51およびp73の突然変異は前立腺癌には重要ではなく,発現レベルで腫瘍増殖になんらかの関与があるものと推測された.また,p51およびp73はp53の腫瘍抑制機能とは異なる作用を行っている可能性が考えられた.さらに,タンパクレベルでの解析を行うため,p51,p73各遺伝子の免疫組織化学染色を実行中である.これによれば,p51遺伝子産物は前立腺では,腺細胞のみならず間質組織にも広く発現しており,癌細胞でも発現がみられた.さらにp73遺伝子タンパクについても検討続行中である.今年度は,前年度に引き続き,前立腺癌の臨床例を用い,p51,p73各遺伝子のタンパク発現に関し検討した.p51遺伝子タンパクに対するpolyclonal抗体を作成し,ホルマリン固定,パラフィン包埋切片を用い免疫組織化学染色にて,前立腺癌細胞におけるタンパク発現につき検討した.癌組織においては細胞核内に比較的広範にp51の陽性所見が得られた.また非腫瘍性腺管および開質組織の一部にも陽性所見が認められた.明らかな有意差は認められなかったが,高分化型癌では,低分化型よりも若干陽性強度が高い傾向にあった.腺管の分化とp51タンパクの発現に関して検討するため,腫瘍分化が比較的明確な大腸腺腫を用い,同様にp51タンパクの免疫染色を行った.この検討では軽度から中等度異型を有する腺腫の表面部分にp51タンパクの陽性所見が得られた.他の実験結果によって大腸腺腫の表面部は,腺底部よりも増殖活性が高いことを突き止めており,腫瘍を含めた腺細胞の増殖とp51タンパク発現には何らかの関係があることが示唆された.p73に関しては市販のmonoclonal抗体により検索したが,明らかな局在は証明できなかった.
グラム染色とマイクロダイセクション法を用いた膣内病原性細菌の同定

【目的】近年、膣内常在菌として考えられてきたLactobacillus属菌の中で、特定の菌種が優位に存在すると早産のリスクが上昇する可能性が報告された。我々は、膣内分泌物のグラム染色において、形態的にLactobacillus属菌と考えられる細菌が好中球に貪食されている臨床検体をしばしば目にしており、Lactobacillus属菌の中でも病原性のある菌種が選択的に貪食されている可能性を考えた。本研究では、グラム染色で好中球による膣内常在菌の貪食像が認められる膣内分泌物において、好中球内の菌体の菌種名を同定し、貪食される菌種に有意差があるかを解析することを目的とした。【方法】マイクロダイセクション用メンブレンスライドを使用したグラム染色塗抹標本を、レーザーマイクロダイセクション・プレッシャーカタパルティングにより顕微鏡下で観察しながら切り出しを行い、サンプルをチューブに回収した。同チューブ内でDNA抽出処理(Lysis Buffer for PCR(Takara))、Laetobacillus属菌特異的プライマーと高感度taqポリメラーゼ(Tks Gflex^<TM> DNA Polymerase Low DNA(Takara))を用いた16S rRNA遺伝子領域のnested PCRを行い、菌種同定を行った。【結果・考察】回収菌体を10菌体としても、PCRでの目的菌の遺伝子増幅は認められず、菌種同定には至らなかった。今回用いたnested PCRでは、DNA抽出効率とPCRの反応液量を抑えられなかったことにより、好中球内の数菌体分のDNAを増幅する感度には満たなかったと考えられた。今後、異なる抽出方法と、PCR前にwhole genome amplificationを加えることで菌種同定が可能かを再検討したい。
論理プログラミングにおけるソフトウェア構成プロセスのモデル化に関する研究

論理プログラミングの環境下ではオブジェクト間の論理的な関係に着目してソフトウェアが構成される。ソフトウェア構成課程のモデル化と協調型論理プログラム開発を支援するソフトウェア開発環境の構築に関する研究を行った。本年度分担者は特に協調論理型プログラム開発支援環境の研究に重点を置いた。最近、複数の自律的な動作主体(エ-ジェント)が協調して問題を解決する協調処理モデルが、大規模分散システム、人工知能、グル-プウェアなどさまざまな分野で注目されている。分担者等は論理プログラミングの中にマルチエ-ジェント機構を導入した言語と処理系を提案している。エ-ジェントグル-プを通信媒体とするだけでなく、知識の共有機構とすることを主眼とした協調処理モデルと言語処理系となっている。具体的には、エ-ジェントの他に、フィ-ルドと呼ぶオブジェクトを用意し、フィ-ルドに置かれた知識(プログラム)はフィ-ルドに属するエ-ジェント全てによって共有される。グル-プ内の知識共有知識は、エ-ジェントがフィ-ルドに属している間だけ有効なので一時的な必要な知識として使うことができる。これによって、たとえば次のようなことが可能となる。1.グル-プで共通なデ-タの共有2.グル-プで守るべきル-ルの設定3.状況によって動作を変えるエ-ジェントエ-ジェントの動作を記述するプログラミング言語はPrologをベ-スとしている。現在、処理系を密結合型並列計算機symmetry上に実装して実験を行っているが、協調モデルは分散環境において本領を発揮すると思われるので、モデルの洗練とともに、分散環境での実装を急いでいる。
ゴール指向分析を用いたJavaセキュリティポリィシィの確認法

平成15年度に個々に開発したセキュリティポリシー自動生成ツールとゴール分析ツールの統合を行った.この統合作業を通じて複数視点がら分析したゴール構造を統合する手法も構築し,それを国際会議で発表した.また,ゴール分析が得意とする分野である非機能要求の効率的な獲得のために手法も別途開発し,国際会議にて発表を行った.セキュリティポリシーツールおよびゴール分析ツールはプログラミング言語Javaで開発されているため,比較的容易に統合を行うことができた.ただし,ゴール分析ツールのユーザーインタフェース部分の表示方法に関して大幅な変更を行った(有向グラフを直接操作するエディタからWindows等のOSに付属しているファイルブラウザと同様のユーザーインタフェースに変更)ため,その部分に関してはプロトタイプを作成することによって,操作性,セキュリティポリシーツールとの連携の確認を行った.完成したツールは当初の予定通りJavaに関するセキュリティポリシイのみしか扱えないものである.具体的にはアクセスコントロールの制御に関して,デフォルトでは全ての操作を禁止しており,それにたいして操作の許可(grant)を追加してゆくもののみ対応している.一般的なセキュリティポリシーはこれに加えて特定操作のみの禁止(revoke)や権限の委譲をサポートしている場合があるが,本研究で構築したツールでは禁止や委譲を記述することはできない.あるセキュリティポリシー下で実行可能な操作は,対象となるJavaモバイルコードをXML形式に変換することにより系統系に導出している.統合したツールを用いてモバイルコードを利用したeラーニングシステムの挙動に関する分析を行い,ツールでの分析結果から実際の挙動や,開発者や顧客が意図していなかったにもかかわらず実行できてしまう機能を発見するのに役立つことがわかった.まず,ゴール分析によって利用者が必要とする機能を導出するための手順を構築し,別途,ある実行環境化において,既存のモバイルコード部品を用いて,その機能を充足するための組み合わせを探すための手順を考案した.当然,要求された機能を充足するためのモバイルコードの組み合わせは,要求した以上の機能の実行を許してしまう場合が多い.本研究においては,どのような余計な機能が実行できてしまうか,それによって,どのような不具合(例えばファイルが不正に書き換えられる恐れがある等)が起こりえてしまうかを模索するための手順も考案した.具体的には要求される機能,実行可能となってしまう機能をそれぞれにアクセスコントロール行列に似た形式に書き換え,二つの行列の比較を通して,要求と実行可能な機能との比較を行うような機構となっている.ゴール分析の構造を逆にたどることで,どのゴールの達成をあきらめれば,不具合を回避できるかも探索できる.これらの成果は国内外の会議で既に公表をすませおり,4月には学術雑誌に論文として発表されることが決定している.次に上記手順をサポートするツール構築についての実績を示す.ゴール分析によって利用者が必要とする機能を導出するための作業を行う計算機支援ツールをJavaで構築した.本ツールは以前作成したゴール分析ツールの運用から明らかになった問題点,具体的にはゴール構造の一覧性の確保,ゴール検索等の問題に焦点を当て,ユーザーインタフェースを改善している点が特徴である.本ツールは独自形式ではあるが,前述の要求に関するアクセスコントロール行列の生成も支援している.我々はすでにセキュリティポリシィ確認ツールを構築している.そのツールは,ある実行環境において,既存のモバイルコードを用いて,ある要求を充足するための組み合わせを探す支援をするである.こちらのツールにはまだアクセスコントロール行列を作成する部分が組み込まれておらず,この部分は来年度に構築する予定である.平成15年度に個々に開発したセキュリティポリシー自動生成ツールとゴール分析ツールの統合を行った.この統合作業を通じて複数視点がら分析したゴール構造を統合する手法も構築し,それを国際会議で発表した.また,ゴール分析が得意とする分野である非機能要求の効率的な獲得のために手法も別途開発し,国際会議にて発表を行った.セキュリティポリシーツールおよびゴール分析ツールはプログラミング言語Javaで開発されているため,比較的容易に統合を行うことができた.ただし,ゴール分析ツールのユーザーインタフェース部分の表示方法に関して大幅な変更を行った(有向グラフを直接操作するエディタからWindows等のOSに付属しているファイルブラウザと同様のユーザーインタフェースに変更)ため,その部分に関してはプロトタイプを作成することによって,操作性,セキュリティポリシーツールとの連携の確認を行った.完成したツールは当初の予定通りJavaに関するセキュリティポリシイのみしか扱えないものである.具体的にはアクセスコントロールの制御に関して,デフォルトでは全ての操作を禁止しており,それにたいして操作の許可(grant)を追加してゆくもののみ対応している.一般的なセキュリティポリシーはこれに加えて特定操作のみの禁止(revoke)や権限の委譲をサポートしている場合があるが,本研究で構築したツールでは禁止や委譲を記述することはできない.あるセキュリティポリシー下で実行可能な操作は,対象となるJavaモバイルコードをXML形式に変換することにより系統系に導出している.統合したツールを用いてモバイルコードを利用したeラーニングシステムの挙動に関する分析を行い,ツールでの分析結果から実際の挙動や,開発者や顧客が意図していなかったにもかかわらず実行できてしまう機能を発見するのに役立つことがわかった.
生体吸収性高分子材料-骨形成因子複合体の骨誘導に関する実験的研究

骨形成因子を効果的に臨床応用するためには,骨誘導能を阻害することなく,一定期間同因子を局所に保持することの可能な担体を開発する必要がある。本研究では骨形成因子の担体として,生体吸収性高分子材料を応用できる可能性について検討し,以下の知見を得た。1.3種類の吸収性高分子(分子量の異なる2種類のポリ乳酸およびグリコール酸・乳酸共重合体)をラット脛骨骨髄腔内に埋入し,その組織反応を経時的に観察した。その結果,2週目に吸収性高分子周囲の肉芽組織中に新生骨形成が認められ,4から16週目には吸収性高分子を取り囲んで新生骨の増生する所見が得られた。また,好中球,リンパ球の浸潤がほとんど認められなかったことから,これら吸収性高分子の骨親和性を確認できた。2.ラット脱灰骨と吸収性高分子の複合体をラット皮下に埋入した。その結果,軟骨内骨化を経た4週目には骨髄組織を備えた新生骨の形成が認められ,吸収性高分子は脱灰骨の骨誘導能を阻害しないことが明らかとなった。3.脱灰骨からグアニジン塩酸によって抽出し沈澱分離によって得た粗抽出骨形成因子と吸収性高分子の複合体を皮下に埋入した場合の骨形成状態について組織学的ならびに形態計測学的に検討した。その結果,2週目に吸収性高分子を含む結合組織中に梁状骨の形成が認められた。また,複合体によって形成された骨組織の最大割面および軟X線不透過領域の面積は単独埋入の場合よりも有意に大きい値を示し,吸収性高分子は,骨形成因子の骨形成量を増加させることが明らかとなった。本研究の結果から,今回検索した吸収性高分子は,いずれも経時的に生体組織に置換される吸収性材料であり,良好な骨親和性を示すこと,骨形成因子の骨誘導活性を阻害しないことが確認された。また,骨形成量を増加させる作用も示したことから,これら吸収性高分子は骨形成因子の担体として応用できるものと考えられる。骨形成因子を効果的に臨床応用するためには、骨誘導能を阻害することなく,一定期間同因子を局所に保持することが可能な担体を開発する必要がある。本研究では骨形成因子の担体として,生体吸収性高分子材料を応用できる可能性について検討するため,同材料の骨組織親和性および脱灰骨骨誘導作用に及ぼす影響について組織学的検討を行い以下の知見を得た。1.3種類の吸収性高分子(分子量の異なる2種類のポリ乳酸およびグリコール酸乳酸共重合体)をラット脛骨骨髄腔内に埋入しその組織反応を経時的に観察したその結果、材料によって吸収速度や異物反応に差が見られたものの、埋入後2週目に吸収性高分子周囲の肉芽組織中に新生骨形成が認められ、4から16週には吸収性高分子を取り囲んで新生骨の増生する所見が得られた。また、好中球、リンパ球の浸潤がほとんど認められなかったことから、これら吸収性高分子の骨親和性を確認できた。2.ラット脱灰骨と吸収性高分子との複合体をラット皮下結合組織に埋入し、経時的に光顕観察を行った。その結果、埋入後2週目に軟骨組織の誘導、4週目には脱灰骨内部に骨髄を備えた骨組織の形成が認められ、吸収性高分子が脱灰骨の骨誘導作用を阻害しないことが明らかとなった。また,吸収性高分子に対する異物反応が脱灰骨の骨形成量に影響を及ぼす可能性が示された。