hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠隔講義におけるアクティブラーニング支援ツールの開発とSakaiへの統合

大学における遠隔講義において教員が不在となる遠隔教室に参加する学生のモチベーション維持が課題となっている.このためオープンソース授業支援システムのSakai CLEと連係して利用できるWebベースのシステムを開発した.このシステムにより教員は遠隔教室を含むすべての教室に参加する学生に関し,氏名,将来の進路,興味領域,クラブなどを手元のPCで確認できる.教員はこの学生情報を参照し講義のトピックスに関連した学生を随時指名することができ,アクティブラーニング支援ツールとしての有用性を確認した.大学における遠隔講義において教員が不在となる遠隔教室に参加する学生のモチベーション維持が課題となっている.このためオープンソース授業支援システムのSakai CLEと連係して利用できるWebベースのシステムを開発した.このシステムにより教員は遠隔教室を含むすべての教室に参加する学生に関し,氏名,将来の進路,興味領域,クラブなどを手元のPCで確認できる.教員はこの学生情報を参照し講義のトピックスに関連した学生を随時指名することができ,アクティブラーニング支援ツールとしての有用性を確認した.本研究で対象としている学習者情報提示システムは遠隔教室におけるActive Learningを促進するために開発されたシステムであり,本研究以前の実証実験にて教員の積極的な利用を確認できていた.そのため,本研究はこの学習者情報提示システムを汎用化し,Sakai CLEに統合させることを目的として計画された.平成21年度は学習者情報提示システムのレベルアップを行い遠隔講義での実証を計画していたが,遠隔講義が縮小されたため,平成22年度に予定していたSakai CLEとの統合を先に実施することにした.具体的には,Sakai CLEのユーザプロファイルに「興味領域」という項目を追加し,それを学習者情報提示システムで参照できるようにした.システム的にはSakai CLEと学習者情報提示システムのデータベースの統合を行い,それぞれのシステムが有するテーブルから関連する4つのテーブルを抽出し,それらを用いてViewを作成し,学習者情報提示システムにて学習者を提示できるようにした.結果として,Sakai CLEのユーザプロファイルで入力した氏名,所属,興味領域を学習者情報提示システムにて参照できることを確認できた.また,Javaで開発されているSakai CLEにPHPで開発された学習者情報提示システムを統合するためには,データベース統合が最適な手法であることを確認した.本研究で対象としている学習者情報提示システムは遠隔教室におけるActive Learningを促進するために開発されたシステムをベースとしており,本研究ではこの学習者情報提示システムを汎用化し,Sakai CLE(Collaboration and Learning Environment)に統合させることを目的として計画された.ベースとなったシステムはハンドヘルドリーダでICタグカードを読み取る方式のため,操作を支援する要員が必要であり,また2教室のデータをその場で編集しなければならないためリアルタイム性に欠けていた.これらの課題を改善するために本研究では以下のようなシステムを開発することを目的としている.(1)ICタグの読み取りを駅の自動改札のようにTouch & Goとし学生自身が行うこと.(2)学生がその科目で習得したい知識をSakaiのProfileツールによって登録させ,その登録情報から担当教員が授業時にその属性を含んだ一覧表を手元のPCにて表示できること平成21年度はSakai CLEのユーザプロファイルで入力した氏名,所属,興味領域を学習者情報提示システムにて参照できることを確認でき,(2)を完了した.本年度はICタグの代わりに学生証として本学で導入され他大学でも採用が進んでいるFelicaベースのシステムを開発した.またFelicaの読み取りには操作要員がいなくても教員が簡単にセットアップできる形式のFelicaリーダを組み込んだ.具体的には教員はFelicaリーダを学内LANにケーブルで接続し,Power Onするだけでセットアップが完了する.これにより(1}の機能を有しつつ,ICタグ採用時のようにICタグと学生番号を関連付ける煩雑な事前作業は不要となり,どの教員でも簡便に利用できるような汎用性を有したシステムを実現できた.本研究のベースとなった学習者情報提示システムは遠隔教室におけるActive Learningを促進するために開発されたシステムである.このシステムはハンドヘルドリーダでICタグカードを読み取る方式のため,操作を支援する要員が必要であり,また2教室のデータをその場で編集しなければならないためリアルタイム性に欠けていた.本研究ではこの学習者情報提示システムを汎用化し,Sakai CLE(Collaboration and Learning Environment)に統合させることを目的とし,当初以下のようなシステム開発を行う計画を立案した.(1)ICタグの読み取りを駅の自動改札のようにTouch&Goとし学生自身が行うこと.(2)学生がその科目で習得したい知識をSakaiのProfileツールによって登録させ,その登録情報から担当教員が授業時にその属性を含んだ一覧表を手元のPCにて表示できること.平成21年度はSakai CLEのユーザプロファイルで入力した氏名,所属,興味領域を学習者情報提示システムにて参照するシステムを開発し,上述した(2)を完了した.平成22年度はICタグの代わりに学生証として本学で導入され他大学でも採用が進んでいるFelicaベースのシステムを開発し(1)を完了した.本年度はこのシステムを米国ロサンゼルスにて開催されたSakai Conferenceにてデモンストレーションし,国際的なSakaiコミュニティメンバの評価を受けた.つぎに本年度後期には自身が担当する学生数16名の授業に適用し実用性を確認した.さらにコミュニティメンバからのコメントおよび授業での利用で明らかになった課題を整理し,所属する研究センタの研究報告にて報告を行うとともに開発したシステムをオープンソースソフトウェアとしてWebサイトに公開した.
芭蕉作品における言語使用の特色に関する研究

西村本『おくのほそ道』の言語使用の特色を調査するための作業として、芭蕉が影響を受けた作品のうち『源氏物語』『枕草子』『古今集』を取り上げ、句読点で区切った範囲ごとに2音節の母音の並びを調査した。『源氏物語』の一部については、aaおよびooが最多で次にai・au・ia・io・oiが多かった。『枕草子』ではaa・ai・ia・ioの最多につぎ、au・ua・ui・uu・oi・ou・ooが多く見られた。数量の程度に違いはあるがaa・ai・au・ia・io・oi・ooが多いという傾向は『源氏物語』と一致した。なお『枕草子』のみに多出のものにua・ui・uu・uoがあった。『おくのほそ道』において同じ調査を行ったところ、最多はou・ooである、次にaa・ai・au・ae・ia・ii・io・ua・ui・uu・uo・oa・oi・ooが続いた。数量の程度に違いはあるが、aa・ai・au・ia・io・oi・ooが多いという傾向は『源氏物語』『枕草子』と一致した。また、『古今和歌集』のいてはai・au・ae・ia・ii・iu・io・ua・ui・uo・oa・oi・ooが比較的多いという結果が出た。数量の程度に違いはあるもののai・au・ia・io・oi・ooが多いという蛍光は一致した。ただし、『古今和歌集』ではaaについては『源氏物語』『枕草子』に比べて少なく、また、aa以外では数量に大差は認められなかった。次に『源氏物語』に加え、中世の代表的紀行文『十六夜日記』『東関紀行』と芭蕉の初期の『野ざらし紀行』について、各文節冒頭の母音を調査した結果、『源氏物語』『十六夜日記』が同じ傾向を示し、aおよびo、i、u、およびeの順に出現頻度が高かった。一方『東関紀行』『野ざらし紀行』『おくのほそ道』が同傾向を表わした。後者は、前者に比して次の現象が見られた。(1)aで始まるものが減少。内訳として形容詞と助動詞の減少。(2)逆に、uで始まるものは増加。内訳は、名詞と動詞の増加であった。なお、(1)(2)のいずれにおいても『東関紀行』『おくのほそ道』では大幅な増減が見られた。西村本『おくのほそ道』の本文を中心に音韻の調査・分析をするための作業として、まず本文をひらがな表記に直し、さらに音素を表わし、単語ごとに、音節数・子音の構成・母音の構成・品詞・活用形等の項目を記入した表の作成およびそのための基準作りを行っている。たとえば、単語を1音節あるいは2音節に分割して単純化することでより明晰な分析ができると思われるが、そのためには連語・複合語および語の構成要素等の扱いも併せて、精確な分割の方法とわかりやすい表示のための基準の設定を行う必要がある。また、音節数については、用言の活用語尾も音節として数える場合、活用しない品詞の音節数と区別できる表示にするための基準も設けるべきである。今後、表作成の作業を芭蕉の他作品や芭蕉以外の作品においても進めながら、統一的な基準の設定をさらに詰めていきたい。なお、音素に代わるものとして音声記号での表記も検討しているが、江戸時代初期の発音の実態が必ずしも明瞭でないため、現段階では暫定的なものにならざるをえない。作業を進める中で出てきたのは、『おくのほそ道』と『源氏物語』との一部の比較によると、『おくのほそ道』は『源氏物語』の言語使用のありようから大幅に外れるものではなく、『源氏物語』の言語使用のありようと概ね同様の傾向を示しているということである。たとえば、母音の構成では、a母音とo母音ではじまるものが多いという点が共通している。ただし、u母音ではじまるものについては『おくのほそ道』の方が『源氏物語』よりも高い使用度を示すという相違点も見られる。また、品詞についても、各品詞の全体に占める割合は両者においてほぼ同じである。ただ、形容詞・助動詞の使用は『おくのほそ道』よりも『源氏物語』の方に目立ち、一方、『おくのほそ道』では『源氏物語』に比べて名詞の使用度が高いという点も見て取れる。西村本『おくのほそ道』の本文のリズムを中心に調査・分析するための作業として、まず本文をひらがな表記に直し、句読点で区切った上で2字ずつに分割した(日本語の音律の単位を2音歩とする土居光知氏の説による)。異なる文節や単語の1字ずつを組み合わせることは避けることとし、その場合は2字目に1字分の休止を置き、日本語として不自然ではないようにした(坂野信彦氏著『七五調の謎をとく』による)。『おくのほそ道』の一部について作業をした結果、次のような点が見られた。1.文節が偶数の字数に収まるものは、文節の区切り目が最末尾に位置する2字の2字目にくるため、滑らかに音読でき意味も取りやすい。例「つきひは」「みおくるなるべし」2.文節が奇数の字数であるもので、自立語と付属語との区切り目が2字と1字の間にある場合は、音読しながら意味を取りやすい。例「たびに・」「さすらへて・」3.文節の字数が偶数であるものと奇数であるものの比率は、後者がやや高い。4.同じ奇数の字数である文節が継続する場合、3つ以上並ぶことは少ない。

そのことでリズムが単調になるのを防いでいると思われる。また、3つ以上並ぶときには、文節どうしの関係ぶ密接な部分とそうでない部分との区切り目が比較的明瞭であることが多い。例「ふねに・のりて・/おくる・」5.句読点で区切った部分ごとの字数を調べると、7字から14字のものが多く、中世紀行文の代表である『東関紀行』が10字から18字に集中しているのに対して、字数の少ないことが認められる。このことが歯切れの良いリズムをもたらすと考えられる。以上のような傾向から、『おくのほそ道』においては、ことばの意味と関わる心理的なリズムも考慮して、散文として滑らかで歯切れの良いリズムを生み出していると推測される。西村本『おくのほそ道』の言語使用の特色を調査するための作業として、芭蕉が影響を受けた作品のうち『源氏物語』『枕草子』『古今集』を取り上げ、句読点で区切った範囲ごとに2音節の母音の並びを調査した。『源氏物語』の一部については、aaおよびooが最多で次にai・au・ia・io・oiが多かった。『枕草子』ではaa・ai・ia・ioの最多につぎ、au・ua・ui・uu・oi・ou・ooが多く見られた。数量の程度に違いはあるがaa・ai・au・ia・io・oi・ooが多いという傾向は『源氏物語』と一致した。なお『枕草子』のみに多出のものにua・ui・uu・uoがあった。『おくのほそ道』において同じ調査を行ったところ、最多はou・ooである、次にaa・ai・au・ae・ia・ii・io・ua・ui・uu・uo・oa・oi・ooが続いた。数量の程度に違いはあるが、aa・ai・au・ia・io・oi・ooが多いという傾向は『源氏物語』『枕草子』と一致した。また、『古今和歌集』のいてはai・au・ae・ia・ii・iu・io・ua・ui・uo・oa・oi・ooが比較的多いという結果が出た。数量の程度に違いはあるもののai・au・ia・io・oi・ooが多いという蛍光は一致した。ただし、『古今和歌集』ではaaについては『源氏物語』『枕草子』に比べて少なく、また、aa以外では数量に大差は認められなかった。次に『源氏物語』に加え、中世の代表的紀行文『十六夜日記』『東関紀行』と芭蕉の初期の『野ざらし紀行』について、各文節冒頭の母音を調査した結果、『源氏物語』『十六夜日記』が同じ傾向を示し、aおよびo、i、u、およびeの順に出現頻度が高かった。一方『東関紀行』『野ざらし紀行』『おくのほそ道』が同傾向を表わした。後者は、前者に比して次の現象が見られた。(1)aで始まるものが減少。内訳として形容詞と助動詞の減少。(2)逆に、uで始まるものは増加。内訳は、名詞と動詞の増加であった。なお、(1)(2)のいずれにおいても『東関紀行』『おくのほそ道』では大幅な増減が見られた。
有機水銀化合物の特性を利用する炭素環および複素環天然物の合成

本年度はチルシフェロール(1__)及びその23-アセタート(2__)の全合成を完了した. 1__の四つのエーテル環の中, A, B, C,三つのテトラヒドロピラン環は昨年合成を行い報告した.D環に当る2, 5-トランスージアルキルテトラヒドロフラン環を構成するに際し,まず水銀塩による環化を検討したが,テトラヒドロフランへの環化と,テトラヒドロピランへの環化が半ばし,良い条件を見出せなかった. 1, 2-ジアセチルー3, 7-ジメチルー6-オクテンー3-オール(3__)をバナジューム触媒存在下パーオキシド酸化すると,エポキシドを経て選択的にシスージアルキル体を生じた. 3__からトランス体を選択的に得るためにバナジュームが関与する酸化反応時のコンホメーションを考慮して, 3__の1, 3位のOH基をジメトキシベンツアルデヒドで保護して6員環に固定し, 2位のOH基がバナジーュームに関与できるようにしたところ予想通りトランス体が選択的に得られた.しかし実際にはエポキシ化する二重結合がこれまで末端にあるものについて検討していたのを内側に入れ,ジオール基を末端としたものについて酸化すると,トランス体が選択的に出来ることを見出し,これを利用してD環を構築した. D環となる部分はB, C環の構築につづき作りつけ,ついで環化した. A環は最後に構築する経路をとった.得られたチルシフェロールはNMR等のスペクトルデータはもちろん,施光分散も天然物のそれと完全に一致した.次にチルシフェロール類の中で最も制癌性の高い23-アセタートを合成した.これにはD環となる部分の末端のOH基を他と区別するため, SEM基で保護しD環を構築後外してアセチル化することにした.一般にSEM基はF^<【○!-】>で容易に除去できるがこの場合は難しく,種々検討の結果4A°モレキュラシーブを加えることで容易に除けることがわかった.この条件は一般に適用すれば好収率を与える. OH基はまた無水酢酸-DMAP中120度に加熱する条件でのみアセタートを与えた.本年度はチルシフェロール(1__)及びその23-アセタート(2__)の全合成を完了した. 1__の四つのエーテル環の中, A, B, C,三つのテトラヒドロピラン環は昨年合成を行い報告した.D環に当る2, 5-トランスージアルキルテトラヒドロフラン環を構成するに際し,まず水銀塩による環化を検討したが,テトラヒドロフランへの環化と,テトラヒドロピランへの環化が半ばし,良い条件を見出せなかった. 1, 2-ジアセチルー3, 7-ジメチルー6-オクテンー3-オール(3__)をバナジューム触媒存在下パーオキシド酸化すると,エポキシドを経て選択的にシスージアルキル体を生じた. 3__からトランス体を選択的に得るためにバナジュームが関与する酸化反応時のコンホメーションを考慮して, 3__の1, 3位のOH基をジメトキシベンツアルデヒドで保護して6員環に固定し, 2位のOH基がバナジーュームに関与できるようにしたところ予想通りトランス体が選択的に得られた.しかし実際にはエポキシ化する二重結合がこれまで末端にあるものについて検討していたのを内側に入れ,ジオール基を末端としたものについて酸化すると,トランス体が選択的に出来ることを見出し,これを利用してD環を構築した. D環となる部分はB, C環の構築につづき作りつけ,ついで環化した. A環は最後に構築する経路をとった.得られたチルシフェロールはNMR等のスペクトルデータはもちろん,施光分散も天然物のそれと完全に一致した.次にチルシフェロール類の中で最も制癌性の高い23-アセタートを合成した.これにはD環となる部分の末端のOH基を他と区別するため, SEM基で保護しD環を構築後外してアセチル化することにした.一般にSEM基はF^<【○!-】>で容易に除去できるがこの場合は難しく,種々検討の結果4A°モレキュラシーブを加えることで容易に除けることがわかった.この条件は一般に適用すれば好収率を与える. OH基はまた無水酢酸-DMAP中120度に加熱する条件でのみアセタートを与えた.
客観的・力学的情報と主観的・感覚的情報が運動制御に果たす役割

バイオメカニクス的分析による客観的・力学的情報,および運動表象を言語的コード化した主観的・感覚的情報が,運動制御や情報伝達においてどのように働いているのかを検討するために3つの研究を行った.研究1では,言語的にコード化された情報の働きを明らかにするために,ことばによってどのような運動表象が形成され,動きがどのように調節されるのかを分析した.その結果,言語的にコード化された情報によって,動きの時間的・空間的な調節が可能であることが示唆された.また,言語的にコード化された情報は,主観的・感覚的であり,その受け取られ方には多様性が認められたことから,言語的な情報伝達における困難さが示唆された.研究2では,バイオメカニクス的分析によって得た客観的情報を収集し,パフォーマンスの違いが,客観的な指標にいかに反映されているのかを検討するとともに,主観的・感覚的な情報との関連性を検討した.投動作を課題に用いて,パフォーマンスと客観的指標である手の位置の関係を分析したところ,手の位置のばらつきがパフォーマンスの良し悪しを示す客観的指標となりえることが示唆された.また,パフォーマンスの高い群は,イメージと実際の動きが一致する傾向が示された.研究3では,運動のイメージが動きのパフォーマンスにどのように反映されるのか,また,運動のイメージと運動を観察することで形成されるイメージ(感覚のイメージ)との相互関連性を検討した.動作時間と指先の移動の軌跡を求めたところ,時間的なイメージはパフォーマンスに反映されたものの,空間的なイメージはパフォーマンスには反映されなかった.また,感覚のイメージには,ばらつきがあり,運動のイメージとは必ずしも一致しないことが明らかになった.バイオメカニクス的分析による客観的・力学的情報,および運動表象を言語的コード化した主観的・感覚的情報が,運動制御や情報伝達においてどのように働いているのかを検討するために3つの研究を行った.研究1では,言語的にコード化された情報の働きを明らかにするために,ことばによってどのような運動表象が形成され,動きがどのように調節されるのかを分析した.その結果,言語的にコード化された情報によって,動きの時間的・空間的な調節が可能であることが示唆された.また,言語的にコード化された情報は,主観的・感覚的であり,その受け取られ方には多様性が認められたことから,言語的な情報伝達における困難さが示唆された.研究2では,バイオメカニクス的分析によって得た客観的情報を収集し,パフォーマンスの違いが,客観的な指標にいかに反映されているのかを検討するとともに,主観的・感覚的な情報との関連性を検討した.投動作を課題に用いて,パフォーマンスと客観的指標である手の位置の関係を分析したところ,手の位置のばらつきがパフォーマンスの良し悪しを示す客観的指標となりえることが示唆された.また,パフォーマンスの高い群は,イメージと実際の動きが一致する傾向が示された.研究3では,運動のイメージが動きのパフォーマンスにどのように反映されるのか,また,運動のイメージと運動を観察することで形成されるイメージ(感覚のイメージ)との相互関連性を検討した.動作時間と指先の移動の軌跡を求めたところ,時間的なイメージはパフォーマンスに反映されたものの,空間的なイメージはパフォーマンスには反映されなかった.また,感覚のイメージには,ばらつきがあり,運動のイメージとは必ずしも一致しないことが明らかになった.投動作を分析することによって,客観的・力学的情報を収集し,パフォーマンスの違いが,客観的・力学的な指標にいかに反映されているのかを検討した.さらに,動作に伴う主観的・感覚的な情報を収集し,パフォーマンスとの関連性を検討した.ターゲットまでの距離と角度を条件として,被験者(大学生15名)にダーツを投げさせた.5試行を1セットとし,3セット行い,各条件が終了するたびに,「テイクバックからリリースするまでの手の動き」をイメージし,その軌跡を図示するよう求めた.また,すべての条件が終了したのち,動作を行う際に意識した点を記述させた.被験者の動作は,2台のビデオカメラを用いて撮影し,解析プログラムを用いて動作分析を行った.パフォーマンスと客観的・力学的指標との関係を検討したところ,パフォーマンスの高い被験者(H群)は,テイクバック時とリリース時の手の位置が安定しているのに対し,低い被験者(L群)は,手の位置にばらつきがみられた.また,L群は,H群に比べ,リリースまでの時間に大きなばらつきがみられ,リリース時の関節角度が不安定であった.したがって,投動作におけるパフォーマンスの違いは,テイクバックからリリースまでの時間的なばらつきやリリース時の手の位置である空間的なばらつきによって示されることが明らかとなった.また,「テイクバックしてからリリースするまでの手の動き」をイメージし,その軌跡を図示させたところ,H群の動作はイメージと一致する傾向にあったが,L群は一致しなかった.さらに,H群は,ターゲットまでの距離に応じて,テイクバックやリリース時の手の位置を意識していたが,L群は,力の入れ具合や強さを意識する傾向にあり,被験者の主観的・感覚的評価は,パフォーマンスを反映するものであると考えられる.主観的・感覚的な情報によって,運動を制御するためのイメージ(「運動のイメージ」と呼ぶ)がどのように形成されるのか,さらに,形成されたイメージが動きのパフォーマンスに反映されるのかを検証した(実験1).また,運動を観察することで形成されるイメージ(「感覚のイメージ」と呼ぶ)との関連性を検討した(実験2).実験

1では,ダンス部に所属する大学生7名を被験者として,視覚情報および聴覚情報を呈示し,SD法により「運動のイメージ」を測定した.「運動のイメージ」の違いを検討したところ,付加された情報によって異なるイメージが形成されることが示された.また,「大きく,ゆっくり」動くように意識すると実際の動作時間も長くなるなど,「運動のイメージ」が動きのパフォーマンスに反映されていた.一方,指先の軌跡からは,空間的なイメージがパフォーマンスに明確に反映されているとは言い難く,イメージの空間性を表現することは困難であった.実験2では,大学生27名を被験者として,実験1の被験者(モデル)の映像をモニターに呈示し,その動きから感じたイメージを回答させた.モデルが形成する「運動のイメージ」と観察者が描く「感覚のイメージ」とが,どの程度一致するかを検討したところ,自分では「大きく,ゆっくり」と動いているつもりでも観察者にはそのようには感じられないなど,イメージが一致しない部分が多かった.なお,安定した「感覚のイメージ」を獲得したモデルは,モデル自身が描くイメージとパフォーマンスのずれも他のモデルと比較して小さかった.「運動のイメージ」と「感覚のイメージ」とは,必ずしも一致するものではない.イメージの共有化に近づくためには,運動に伴う主観的・感覚的な感性情報を何らかの形で定量化し,客観的・力学的な指標ではない新たな基準で動きを観ることが必要であると考えられる.
構文解析モデルの階層的確率オートマトンへの等価変換

構文解析は,言語などの系列データから「自然なまとまり」を抽出し構造化する系列解析技術である.従来の構文解析モデルは,対象の系列が長くなると極端に計算時間が増加する問題があり,ビッグデータへの適用は困難であった.本研究では,従来の構文解析モデルを階層的確率オートマトンと呼ばれる,系列長に対して線形な計算時間で解析可能なモデルに等価変換する手法を確立した.この変換によって長い系列の近似構文解析を高速に実行できることを示し,文章の名詞句抽出やフレーズ抽出の応用において高速かつ効果的な解析を実現する手法を確立した.構文解析は,言語などの系列データから「自然なまとまり」を抽出し構造化する系列解析技術である.従来の構文解析モデルは,対象の系列が長くなると極端に計算時間が増加する問題があり,ビッグデータへの適用は困難であった.本研究では,従来の構文解析モデルを階層的確率オートマトンと呼ばれる,系列長に対して線形な計算時間で解析可能なモデルに等価変換する手法を確立した.この変換によって長い系列の近似構文解析を高速に実行できることを示し,文章の名詞句抽出やフレーズ抽出の応用において高速かつ効果的な解析を実現する手法を確立した.平成24年度は、PCFGモデルの階層的確率オートマトンへの等価変換を確立し、その推論アルゴリズムの実装および実行時間の検証を行った。導出した等価変換は、PCFGのRight-Corner変換を用いたプッシュダウンオートマトンに基づいている。従来の確率的プッシュダウンオートマトンは、解析木を子ノードから親ノードに向かって生成する特性をもつことから、確率モデルとして表現する確率分布が元のPCFGと異なっている。本研究では子ノードが何代前の親から生成されたかを表す「左導出カウント」と呼ぶ補助潜在変数を導入することにより、ベイズの定理を利用して確率分布が一致する階層的確率オートマトンの構成法を確立した。実行時間の検証として、PCFGモデルの代表的な推論手法であるInside-Outsideアルゴリズムとの比較を行った。これにより、本手法による推論は、長い系列長のデータに対して実行時間が優位であるという実験結果を得られた。一方、系列長の短いデータに対してはInside-Outsideアルゴリズムの方が高速であることも明らかになり、扱う系列長が長いときに選択的に適用することで有効な手法であるという結論を得た。これまでの差分構文解析研究では、元のPCFGモデルとは別の独自の識別モデルを構築することで精度向上を目指す研究が中心であった。本手法では、Inside-Outsideアルゴリズムに基づいて学習したパラメータを使って差分構文解析を行うことも可能であり、今後の差分構文解析の発展における理論的基盤となると考えられる。平成25年度は,依存構造生成モデルと等価な階層的確率オートマトンの導出に取り組んだ.依存構造の主辞および項の属性を状態として,階層数を十分大きくすることで理論的に等価変換が可能であることを明らかにした.一方で,階層数が大きくなることによって,完全な等価性を維持すると計算量の観点から厳密推論が困難になる問題も明らかになった.しかし,階層数を制限することによって得られる近似モデルは,局所的な依存構造の推定を非常に効率よく高い精度で行うことができることが分かった.この性質を自然言語文章のチャンキング問題に応用し,等価変換により得られた階層的確率オートマトンの階層数を制限した「平坦近似依存構造モデル(Flat Approximated Dependency Grammar; FADG)」による教師なしチャンキング手法を提案した.これまで,依存構造生成モデルは系列長に対する計算量が大きく,ごく短い文章しか現実的に扱うことができない問題があった.これに対して,FADGは浅い階層の依存構造解析を圧倒的に少ない計算時間で実現する.チャンキングは浅い構文解析を行う問題であり,FADGは教師なし手法として現時点での世界最高精度を達成した.また,提案モデルの拡張として,トピックモデルの特性を取り入れた系列セグメンテーションモデルを提案し,有用なフレーズ抽出が可能になることを示した.これらの結果は,本研究成果の応用性・拡張性の高さを示しており,系列解析手法における新たなフレームワーク研究基盤を拓いたといえる.平成24年度の研究計画として、(1)PCFGモデルから階層的確率オートマトンへの等価変換の導出、(2)等価変換した階層的確率オートマトンの推論および学習アルゴリズムの導出、(3)アルゴリズムの実装および実行時間の検証を予定していた。平成24年度はこれらの計画を実施し、それぞれ以下の成果を得ていることから、研究は概ね計画通りに進展しているといえる。(1)PCFGのRight-Corner変換を用いたプッシュダウンオートマトンに基づく等価な階層的確率オートマトンの構成法の確立した。(2)階層型隠れマルコフモデルの高速推論手法であるForward-Backward活性化アルゴリズムに基づいた推論アルゴリズムを導出した。(3)アルゴリズムの実装およびInside-Outsideアルゴリズムとの実行時間の比較実験を行い、系列長が長いときに階層的確率オートマトンによる推論手法が優位であることを実験的に示した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、研究計画の通り、依存構造生成モデルと等価な階層的確率オートマトンについて明らかにする。依存構造生成モデルはPCFGモデルと異なり、単語同士が直接確率依存関係を持つ。また、単語の生成確率が、文章中で右側に現れる単語にも依存する。この性質は、確率オートマトンの状態集合を、単語の語彙と1対1の対応を持つように定義することで実現できる。状態は、対応する語彙の単語を必ず1回生成するような確率オートマトンを下位階層に生成するように制約する。

状態空間とパラメータ制約をこのように定義することで、実質的には右側に現れる単語に依存して左側の単語の生成確率が決定するが、左側の確率変数から右側の確率変数にのみ確率依存関係がある生成過程としてモデル化できる。このアイディアに基づき、依存構造生成モデルと等価な階層的確率オートマトンを導出する。平成24年度の研究で、等価変換された階層的確率オートマトンの状態空間の大きさに対する計算量が当初の想定よりも実行時間に大きな影響を与えることが明らかになった。このことが原因で、特に系列長が短いときに、Forward-Backwardアルゴリズムに基づいた厳密推論手法はInside-Outsideアルゴリズムと比較して不利になる。平成25年度は、確率伝搬法、粒子フィルタ法、Metropolis-Hastings法などの近似推論手法の適用も視野に入れて、より多角的な視点で効率的な推論手法の導出について研究を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
個体発生、再生および腫瘍における細胞接着分子ギセリンの役割解明とその応用

前年までの一連の研究で、ギセリン遺伝子改変動物の作製と解析は個体レベルでのギセリンの役割解明に必要不可欠であり、さらにギセリンの発現調節機構や機能を解明し制御・利用することは将来的に疾病治療や診断にも応用出来ると期待した。それらを踏まえて、本年度は以下の研究成果を得た。1)ニューロフィラメントのプロモーターを利用して神経系にギセリンを発現するトランスジェニックマウスを樹立化した。現在、脳にトランスジーンを発現する子孫を継代中であり、中枢神経の形成に異常が生じているか病理組織学的に検索している。今後はこのマウスを用いてギセリンが記憶・学習能力や神経組織再生能力に与える影響にも焦点を当てる。さらには、損傷治癒能力や腫瘍発生率に関する検討も行う。2)ルシフェラーゼアッセイによりギセリンの発現調節機構の解明を試みた。その結果、NGFがギセリンの発現を増加させる事、これにはCREB配列が関与する事が判明した。また、TGF-betaもギセリンの発現を増加させた。これらのことは、ギセリンの転写が外的因子により調節されていることを示唆するものである。3)様々な動物のギセリン遺伝子をクローニングし、合成ペプチドを免疫することにより種々の抗ギセリン・モノクローナルおよびポリクローナル抗体を作製した。これらを用いてマウス、ラット、鶏、犬、猫、牛人の自然発症腫瘍を集め、免疫組織学的にギセリンの発現パターンを解析した。その結果、乳癌、メラノーマ、大腸癌の原発巣と転移巣に強い発現が認められ、さらにはそれら腫瘍の罹患動物の血清中にもギセリン蛋白が検出されたことから、ギセリンが種に共通した腫瘍マーカーとなることが示唆された。現在、高感度のELISAを開発し、罹患動物の腫瘍体積と血中ギセリン濃度の相関性をスクリーニングし、新規の腫瘍診断キットを開発している。ギセリンは私達が鶏平滑筋より発見した新規細胞接着分子である。これまでの研究で、この分子が胚子さらに一部の自然発症腫瘍例に過剰発現することを見い出している。本年度では以下の研究成果を得た。1)発生および病的組織でのギセリンの発現調節機構:皮膚と座骨神経の発生と再生時にギセリンが一過性に発現し、NGFやEGFの添加によりさらに増強することが判明した。2)トランスジェニックマウスの作製:ニューロフィラメントのプロモーターに連結したギセリン遺伝子をマウス卵細胞に導入し、遺伝子発現のある子孫を得る事が出来た。現在、ギセリン蛋白質の発現と中枢神経系の発生を検討している。3)腫瘍における役割解明:マウスの乳癌細胞にギセリン遺伝子を導入し、ヌードマウスに接種したところ、腫瘍性増殖が促進し周囲組織への強い浸潤性も示した。このことより、ギセリンが腫瘍の浸潤、転移を促進することが示唆された。4)各種動物におけるギセリンの同定および抗体の作製:マウス、ラット、イヌ、ヒトのギセリン遺伝子の全長の同定に成功した。さらに、合成ペプチドを抗原とし多種の抗体の作製に成功した。5)腫瘍マーカーとしての応用性:人、マウス,ラット、イヌのメラノーマ、肺癌、乳癌、大腸癌などでは過剰発現するが、良性の乳腺腫瘍や間葉系由来の腫瘍では陰性であることが判明し、将来腫瘍の診断マーカーとなることが期待された。来年度は、上記の結果を元に組織形成におけるギセリンの重要性さらにギセリン(または抗体)を利用した病的組織の治療に向けたアプローチを目指したい。
埋め込み磁石型相反回転モータによる電気自動車の駆動方式の研究

効率を高め、かつ弱め界磁を行える埋め込み界磁の相反型ブラシレスdcモータを製作した。今回の予算では、資金不足のため、別の研究費と組合わせた。電機メーカと打ち合わせを重ね、定格200V,2kW,1800RPM、スリップリング給電方式とした。コスト節減のため、トルク測定器などの試験装置は別会社へ注文したので、このレポートを書く段階でまた実験ができていない。しかし、般C(萌芽)で製作した別タイプの相反モータやこのモータを駆動するための共振型インバータの実験はある程度まとまってきたので、その結果をまとめる。まず、理論解析の結果、両ロータの負荷トルクの速度に対する傾きが電気トルクの傾きよりの急な場合は、安定であることがわかり、試験装置での実験により、定常状態での安定生を確認した。次に、過渡トルクの特性について検討し、スピードセンサレスのトルク制御を実現し、実際に車がカーブを曲がる場合等のトルク配分の過渡現象を実験により確認した。ロータのイナ-シャとシャフトのバネ係数で決まる時間だけ過渡現象が存在するが、車の運動の時定数に比べればはるかに短い時間でトルクがバランスする事が確認された。さらに、この現象を説明するために、4慣性系のモデルを提案しシミュレーションした結果、ほぼ実験結果と同じトルク応答を得た。これらの結果、デファレンシャルギアのない相反モータによる駆動系が、実車で使用できることが証明された。今年度の研究で作成した埋め込み磁石型ではさらに高速回転領域での高効率化が期待できる。一方、このモータを効率よく駆動する電力変換器として、共振型のインバータと従来型のハードスイッチインバータを組み合わせて、出力のパワーレベルに応じて切り替えて使用する方法を提案し、その実験を行った。共振回路でのロスは一定とみなせるので、ある程度出力が大きいと、効率の改善効果は実測されたが、負荷は小さいと損失が増加することがわかった。この点を改良するために、共振電圧をクランプする方式でも試したが、ある程度の効果しかなかった。
人間活動と硫黄循環

1.気圏酸性雨生成と関連して海洋大気中の粒子状の硫黄化合物の性状を観測検討し、海水起源の2-3μmの硫酸塩粒子の他に非海洋性の0.2μmのサブミクロン硫酸粒子を見出した。航空機観測によればこれは硫酸ミストとして存在し、陸地の影響を受けたところでは硫酸アンモニウム粒子が卓越成分である。また各地の雨水河水の硫酸植物葉中の硫黄の硫黄同位体比を測定し、大気硫黄汚染が大都市ではやや低下したが、中小都市に広がってきていることを示した。2.水圏鹿児島県貝池の水中細菌プレートの大型光合成細菌を分離して性質を調べ、Chromatium buderiと類似の新種と同定した。潮間帯における硫化水素発生が有機物汚染に依存することを示した。また、揮発性で大気への移行が問題となっている硫化ジメチルを定量し、噴火湾海水中の深度・季節変化を調査した。深度50m以上では季節による変動がないが、表層では季節により1桁以上の変化が見られ、報告値に比べて表層20mの濃度が高いことを見出した。硫化ジメチル発生についてダム水プランクトンおよびヒト腸内菌について検討した。3.土壌中海土壌断面の経年変化を追跡してパイライト酸化によるpHの低下・硫酸の増加を認め、pHの低下した層にT.ferrooxydansが多いことを見出し、酸性硫酸鉄jarositeが生成する条件を検討した。また、地すべり地帯と崩壊地の陸水と同細菌との関係を検討し、モデル実験によってパイライト酸化と硫黄細菌の増殖条件を調べた。4.その他ICP(誘導結合プラズマ)発光分析法を用いて、琵琶湖底質土壌中の硫黄の垂直分布を調べた。60万年以前の硫黄含量が3-4倍高いことは硫酸の硫化物への還元が年率0.5%程度で行われたことを示す。硫酸還元菌Desulfovibrio属の亜硫酸還元酵素、チトクロム【C_3】の血清学的・酵素学的以較を行って、その分類を検討した。
中世・近世ドイツ語における異種と変種

研究計画の機材を購入し、研究活動に活用した。研究資料の入力については、外注・アルバイトを利用して当初計画のデ-タ化に取り組んだ。とくに、初期新高ドイツ語コルプスの機械可読化を積極的に進めた。こうしてデ-タ化した資料に必要な指標を付与して分類していくことが、本研究の課題の一つであった。コンコルダンツ作製はその第一段階となる重要な作業であるが、膨大な資料の処理に際して、いくつかの困難な問題があった。中世・近世ドイツ語は正書法が確立していないため同音異語になるケ-スが多く、単純な機械処理では十分な分析結果が得られない。これを克服するために、デ-タに統語論的な標識を付して、ある程度機械的に識別する方法を模索・検討した。しかし、統語論的にも揺れの大きい時代の言語資料を扱うには、この方法でもまだ無理があった。現時点では、まず資料を文献学的に精密に解析してコンコルタンツ形式の骨格を作り、その結果から逆に機械処理の可能性を追究するのが最善の方法と思われた。こうした基本認識と研究分担者間の議論を踏まえて、別冊の研究成果報告書を刊行した。報告において、中島・山本両名はVeldekeのEneideのコンコルタンツ作製に際しての試行錯誤の経過と古典的手法による作製モデルを示した。藤代は初期新高ドイツ語の時代区分、概念規定などの基本問題を、新しい学説と擦り合わせつつ検討した。萩野は、複合的な動詞形態を広義の複合動詞と捉え、その通時的研究のための予備的考察を行った。福本は文学史の観点から、ドイツ語の文字形式の変遷と正書法確立の過程を考察した。岡田は初期新高ドイツ語の語順の問題をとりあげて分析した。なお、本年度夏に東京で開催される「国際ゲルマニスト大会」において、研究代表者中島が中世ドイツ語セクションの座長を務めるが、その場で本研究の研究方法と結果を討論できることは、研究の進展に大きく寄与するものと思われる。63年度の当初計画の機材・機器を購入し、研究に活用している。本研究グループの活動としては、今年度の日本独文学会大会において、本研究メンバーがその研究目的に沿ってシンポジウムを企画、運営し、成功させたことがあげられる。シンポジウムは「ドイツ語の歴史的把握とその方法をめぐって」というタイトルで開かれ、報告者として、重藤、檜枝、保阪が発表し、福本が司会をつとめた。言語史研究および初期新高ドイツ語の研究に関して活発な議論が交わされた。これは、研究終了時の報告集にできるかぎり反映させたいと考えている。また、一次言語資料の入力に関しては、外注によるもの、およびアルバイトをつかっての入力によってデータ化に取り組んでいる。とくに、研究目的にあげたように、本研究のメインとして初期新高ドイツ語のコルプスの機械可読化を進めている。このコルプスは本年度研究計画・方法において研究の中心となるべき資料として位置づけたものであり、14世紀から17世紀に至る300年の、多岐多様な言語資料がそのジャンルと使用方言に基づいて集成されている。その策定には西ドイツ・ボン大学のグループが携わっており、信頼性の高さは学会において折り紙つきである。言語構造的な面はもとより、これによって社会的階層・地域・分野を含めた複合的な分析が可能となる基本的資料である。現在、ミッテルバイリッシュ、オストゼクシッシュ、チューリンギッシュ各方言の資料を入力し終えている。その量は、いままでのところ2,760,704バイトに達している。来年度にはこの機械可読化を終了させるが、その全体量はほぼ一千万バイトに及ぶ規模のものとなるはずである。

なお、本年度夏に東京で開催される「国際ゲルマニスト大会」において、研究代表者中島が中世ドイツ語セクションの座長を務めるが、その場で本研究の研究方法と結果を討論できることは、研究の進展に大きく寄与するものと思われる。
作用素単調関数と作用素不等式の研究

1.作用素の固有値の間のマジョリゼーション関係は作用素の間のノルム不等式を導出する強力な手段である。マジョリゼーションより一段強い対数マジョリゼーションは必然的にGolden-Thompson型のノルム不等式に関連する。この分野の最近までの発展を統一的な視点から概観を行った。論文[1]3.2つの行列のアダマ-ル積の固有値と各々の行列の固有値の積の間のマジョリゼーション関係について未解決であった問題を解決した。論文[3]4.ヤングの不等式の行列対に対する一般化が試みられて来たが,現在までは固有値全体の間のマジョリゼーション関係までで止っていた。これを対応する固有値の間の不等式にまで推し進めることに成功した。論文[4]5.ある部分が欠落した作用素行列を補って可逆な作用素に出来るための条件は何かといういわゆる補完問題の解決のために作用素ショワルツ不等式を利用した。論文[5]。6.作用素不等式に密接に関連するのは,半群上の正定値関数である。正定値関数が常に正測度により積分表示できるかといういわゆるモーメント問題に於ける完全性に関して,単位元を除去した部分半群の完全性のための要件を確定した。論文[6]1.作用素の固有値の間のマジョリゼーション関係は作用素の間のノルム不等式を導出する強力な手段である。論文[5]。論文[6]
細胞膜分化による構造変換機構の解明

組織幹細胞でみられる前駆細胞から成熟細胞への分化過程では、細胞や細胞膜の形態が大きく変わる。そのため、細胞膜と細胞骨格系との相互作用、即ち、細胞膜との境界領域に局在する膜骨格・カベオラ・クラスリン被覆ピットの構造ネットワークが重要な役割を果たす。急速凍結レプリカ電子顕微鏡法により、これら細胞膜裏打ち構造群の構造形成(変換)を詳しく観察した。カベオラの被覆構造において、1カベオラの表面被覆構造が2種類のフィラメントから形成されている。2カベオラ本体の周囲に、半月状の特殊フィラメント構造が形成されているなどの新しい知見を得た。その他の構造についても、細胞膜分化との関係を現在引き続き検討中である。前駆細胞から成熟細胞への分化過程では、細胞形態が大きく変わる。そのため、細胞膜と細胞骨格系との相互作用、即ち、細胞膜との境界領域に局在する膜裏打ち構造のネットワークが重要な役割を果たすと考えられる。細胞膜分化で果たす細胞膜裏打ち構造群(アクチン膜骨格、クラスリン被覆ピット、カベオラ)の構造変換及び生理学的機能意義を理解することが、本研究の目的である。研究期間全体で、脂肪・内皮・血球組織系の細胞膜分化を中心として、膜裏打ちネットワークの構造変換や膜骨格で仕切られる細胞膜ドメインなどを対象として、「急速凍結・ディープエッチ電子顕微鏡法」で3次元可視化構造解析する。組織・細胞種に依存した「細胞膜裏打ちネットワークの役割」を解明することを目指している。平成23年度は、「脂肪細胞系の細胞膜分化構造解析」を通して、これらの構造変換と脂肪代謝機能との相補的理解を解明した。第1に、マウス胎生由来の前駆脂肪細胞を利用した。前年度までに脂肪前駆細胞と分化細胞について細胞膜直下全体の可視化に成功していたが、当該年度は定量的な構造変換解析を進めた。細胞膜分化により、脂肪組織系のカベオラ構造の個数密度(1μm2面積あたりの個数)が100倍増大していること、これと併せてアクチン膜骨格の分岐度が単純化していることが明らかとなった。第2に、前年度までに解明していた、培養浸透圧と機械的応力によるマウス肺組織内皮細胞の細胞膜構造変換機構について研究を発展させた。すなわち、細胞膜陥入構造であるカベオラの構造形成(変換)に、細胞内転写因子のタンパク質が深く関与することを電子顕微鏡による免疫染色・構造解析の側面から明らかにした。これらの構造解析を深化させる為の技術開発も積極的に推進した。現在、これらの脂肪組織細胞の構造変換に関わる他のキータンパク質の特定、脂肪代謝の効率化についての検討を継続している。併せて、組織幹細胞であるヒト間葉系幹細胞からの分化誘導についても、同様の構造解析を進めている。その際、細胞膜と細胞骨格系との相互作用、即ち、細胞膜との境界領域に局在する膜裏打ち構造のネットワークが重要な役割を果たすと考えられる。本研究では、細胞膜分化で果たす細胞膜裏打ち構造群(アクチン膜骨格、クラスリン被覆ピット、カベオラ)の構造変換及び生理学的機能意義の解明を目指す。本年度は、細胞膜陥入構造である「カベオラ」に着目し、急速凍結レプリカ電子顕微鏡法による構造解析を行った。私たちは、以下の2つの発見を促した。(1)カベオラの表面被覆構造が2種類のフィラメントから形成されている(2)カベオラ本体の周囲に、半月状の特殊フィラメント構造が形成されているこれらの構造形成に深く関わるタンパク質の絞り込みを行い、効率的に免疫標識あるいは構造標識する方法の技術的な開発を推進した。(1)Protein-Aとポリクローナル抗体の事前混合によるワンステップ免疫標識法(2)Dendra-2による相関構造解析のための標識法候補タンパク質の欠損細胞株でカベオラの被覆構造を注意深く比較したが、対応するタンパク質が担う構造形成を特定することはできていない。しかし、これにより今後の研究全般と国際共同研究の方向性が定まった。現在、siRNAあるいはguideRNAによるノックダウン系の樹立を検討中である。併せて、これらの構造知見を基盤として、組織幹細胞及びiPS細胞での膜分化による構造変換を継続的に推進している。(一部の幹細胞では、カベオラの構造形成及び既述のタンパク質と関連する転写因子の発現が確認されている)最近、私たちは、細胞膜にあるカベオラの渦巻被覆構造形成について、Caveolin1だけでなくCavin1/PTRFが中心的な役割を果たすことを、急速凍結・免疫フリーズレプリカ電子顕微鏡法で観察することに成功した。細胞膜分化による細胞膜裏打ち構造群の構造変換及びその生理学的機能意義を理解するうえで重要である。これに関して、本年度は以下の研究をおこなった。【1】Cavin1

欠損細胞株がカベオラ特有の渦巻被覆構造のないバブル状陥入構造を形成することがわかった。併せて、この細胞にCavin1を発現させると、カベオラの渦巻被覆構造が復元することから、Cavin1がCaveolin1と同程度にカベオラ形成に必須であることを示すのに成功した。しかし、このカベオラ構造が幾分不完全な緩い渦巻きを形成することから、引き続き、第3の構成タンパク質について、免疫染色データの収集を急いでいる。【2】Cavin1のタンパク質発現により、カベオラ構造の周囲をガードルすると同時にアクチン膜骨格と繋がる、半月状の特異構造が高頻度に生じることが観察された。このように、カベオラのクレセント構造を発見した。【3】Cavin1の局在が平坦化したカベオラに比較的多いことから、Cavin1がエンドサイトーシスの抑制を促す役割を担うことが少しずつわかってきた。【4】カベオラの構成タンパク質の局在をより詳細に把握するために、視認性の高い電顕観察用の構造プローブの開発に成功した。光変換型蛍光タンパク質Dendra2とCavin1の融合タンパク質が数ナノメートルの隆起構造として識別され、カベオラ表面でCavin1の位置を精確に観察できるようになった。現在、Dendra2融合タンパク質については、CLEM (Correlative Light Electron Microscopy)用プローブとしての可能性を検討中である。平成23年度に予定されていた脂肪細胞系の細胞膜分化構造解析を技術的に確立すると同時に、細胞膜裏打ち構造群のひとつであるカベオラの構造形成変換について、私たちが推進する急速凍結・ディープエッチ電子顕微鏡法でしか解明できない重要な知見を明らかにしているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。実績概要のように、カベオラの構造形成について、発見を含めた多くの新しい知見が得られている。本研究の目的である、細胞膜分化による細胞膜裏打ち構造群の構造変換及びその生理学的機能意義を理解するうえで重要であるため。これまで推進してきた「細胞膜分化による構造変換機構」を、内皮組織細胞系で解明することで、細胞機能の相補的な理解を導きたい。特に、内皮組織が担う呼吸や血流の圧力変化に順応する機能について、カベオラの構造変換を中心に説明できないか検討する。当該年度までの急速凍結・免疫フリーズレプリカ電子顕微鏡法を基盤とする方策が、細胞膜裏打ち構造群の観察に有効であることが再確認されるため、基本路線は維持したい。細胞膜分化について総括するために、より多くの組織・細胞株に関するデータ収集を急いでいる。
熟練機関員の聴覚技能を組み込んだ多変量解析型音響診断ハンマーの開発

船舶機関の保全作業に点検ハンマーを用いた機器の診断を聴覚で行っている。本研究では,連接棒ロッドボルトの締結力を変化させてそのときの打撃音を録音した。その打撃音を機関員に聴取させ、どの程度締結力を判断することができるのかをアンケート方式で調査した。熟練者と非熟練者の間には判断力に差が出たが、熟練者といえども正確に判断できないことがわかった。次に、打撃音をデータ化して,統計解析により締結力を算定できるかを試みた結果、特定のボルトに対して精度の高い重回帰式を求めることができ打撃音から締結力を推定できることが判った。船舶は入港して出航するまでの短い停泊時間の中で次の航海に向けた点検保守を機関員の目視や触診などにより注意深く行われるが、ディーゼル機関の各部材を締結しているボルトのゆるみや部材内部の亀裂は目視で確認できないため、それらの箇所については熟練した機関員が点検ハンマーにより打撃してその打撃音から異常の有無を調べている。しかし、高度な熟練と経験を必要とするため、すべての機関員が同じ技能を有することは難しく、特に団塊の世代が第一線を退く2007年以降は各分野で高度技能者の減少により、保全レベルの低下が懸念されている。本課題は懸念される船員の熟練技能問題にこたえるべく取り組んでいる研究である。そこで本研究は、船舶乗組員の打撃音に対する認識力の調査から始めた。テストピースを打撃する際、人による打撃では個人差があるため電子制御ハンマーを製作した。このハンマーを用いてディーゼル機関連接棒を打撃したときの打撃音をマイクロホンで録音後、船舶乗組員にそれを聞かせ認識力をアンケート方式で実施した。被験者を熟練技術者グループと若年技術者グループに分けて分析すると熟練者のグループが打撃音からボルト締結力を判断できることが判明した。次に打撃音から保全情報を抽出できるか否かの検討をおこなった。締結力を種々に変更してそのときの打撃音を周波数分析し、データの蓄積を行った。そのデータ群に対して統計解析を行い、打撃音から締結力を推定する重回帰式を求めた。推定した結果、重相関係数0.98程度の精度が得られ打撃音からでも充分な締結力推定が出来ることが判明した。今後、これをシステム化する手法について開発を進めていく。なお、成果の一部は平成19年5月日本マリンエンジニアリング学会で学術講演を行った。さらに、平成19年7月に実施された神戸大学連携創造本部並びに科学技術振興機構主催による研究シーズ発表会で紹介した。人による打撃では個人差があるため電子制御ハンマーを製作し、これを用いてディーゼル機関連接棒を打撃したときの打撃音をマイクロホンで録音後、船舶乗組員にそれを聞かせ認識力をアンケート方式で実施した。被験者が熟練者の場合、確実ではないが打撃音からある程度のボルト締結力を判断できることが判明した。次に打撃音から保全情報を抽出できるか否かの検討を行った。締結力を種々に変更してそのときの打撃音を周波数分析し、打撃音の数値化を実施した。そのデータ群に対して統計解析を行い、打撃音から締結力を推定する重回帰式により推定した結果、重相関係数0.98程度の精度が得られ打撃音からでも充分な締結力推定が出来ることが判明した。さらに20年度は特定の部材だけでなく大きさの異なる部材に対する一般解法を統計手法で確立することへ検討を重ねた。その結果、重相関係数0.96程度の精度で推定できるようになった。この成果は実用レベルに向けた技術開発へ展開していくことができ、船舶の保全管理に貢献できるものとなった。