hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導電性高分子電極材料に関する研究

分散液からCNT/PEDOT:PSSコンポジット薄膜を作製し,その光透過率,シート抵抗,膜厚を評価した。膜厚とシート抵抗から伝導率を評価した。その結果,高い透過率と低シート抵抗を両立する高分子電極を得ることができた。シート抵抗が1000Ω/□以下で有り,光透過率も90%に近いものが得られた。有機ELデバイスの透明電極に応用し,高電流密度駆動が可能であることを確認した。近年,有機半導体材料を基盤とする有機エレクトロニクスの研究開発が盛んに行われている。有機半導体材料がデバイスのフレキシブル化を可能とすることが,一つの理由である。フレキシブル化はデバイスのユビキタス化,ウエアラブル化など,ユニークな展開を可能とする共に,デバイス生産の超低コスト化という点でも重要である。例えば,太陽電池などがプラスチックフィルム上にロール・トゥ・ロールプロセスで連続的に大量に作製できるようになれば,再生可能エネルギーのコスト競争力は飛躍的に向上する。本研究では,有機デバイスに利用可能な,光透過性と可撓性をもつポリマー電極材料の開発を行っている。これまでに,市販されている導電性高分子材料(PEDOT:PSS)分散液に高沸点極性溶剤を添加すること等による電導性改善を検討してきたが,今年度は,分散液を濃縮することで,より高濃度で高沸点溶媒を添加することを検討した。加熱によってPEDOT:PSSの分散媒である水を蒸発させ,組成液の重量を30%減少させたものを以後,PH30とよぶ(原液をPHとよぶ)。PHでは,成膜性の観点から高沸点溶剤(DMSO)の添加は5%が限界であったが,濃縮したPH30では,最大10%の添加が可能であった。また,PH30では,形成したポリマー膜のグレインサイズ拡大していることも原子間力顕微鏡観察から明らかになった。DMSOを添加したPH30にカーボンナノチューブ(SWCNT)を添加することで,最大,500S/cmに達する電導率を得ることに成功した。最適化したPH30を基盤とするPEDOT:PSS薄膜を電極として用いた有機EL素子は,ITOを電極として用いた有機EL素子と同等以上の特性しめした。また,PH30薄膜では,表面の水接触角が大きく表面の親水性が低下していた。PEDOT:PSS薄膜表面には余剰のPSSが偏析し,膜表面に電気抵抗の高い層が形成されることが知られている。膜表面の親水性が低下すると言うことは,PSS表面層が減少したことを意味している。高い電導性と光透過率の両立に成功しつつあり,また,有機ELデバイスへの応用も実現できた。今後は,CNT分散PEDOT:PSS電極を用いた有機半導体デバイス,特に高分子混合型有機PVを検討する。基板上にCNT分散PEDOT:PSS電極を形成し,C60フラーレン誘導体PCBMとポリチオフェンP3HTを混合したバルクヘテロ接合型光活性層を塗布形成し,金属電極を蒸着し,太陽電池とする。研究の実施に必要な蒸着装置,ソーラーシミュレーター,光電変換量子効率スペクトル(分光感度)測定装置等は研究室で所有しており,それらを活用する。
近代中央アジアのムスリム家族とイスラーム法の社会史的研究

2018年度は、ウズベキスタン共和国での資料収集、日本国内での研究成果報告会、および、本研究を通じて蓄積された古文書読解技能の継承を目的とするセミナーの開催を実施する計画であったが、その全てを遂行した。以下、各項目について説明する。【ウズベキスタン共和国での資料収集と聞き取り調査】8月に、代表者、研究分担者4名および協力者1名の計6名で同国を訪れ、タシュケントの国立古文書館、科学アカデミー東洋学研究所、ヒヴァのイチャン・カラ博物館、フェルガナの州立博物館で資料収集を実施した。現地の家族史を再構成する上で極めて重要な、19世紀から20世紀初頭の現地語法廷文書、および、ロシア帝国側が作成した統計資料等の当時の刊行物を複写した。また、2019年2月に代表者と分担者の和崎の2名が同国を訪れ、婚姻・離婚に関するイスラーム法由来の規程・慣習が現地でどの程度継承されているか、との観点から現地の宗教関係者等計4名に聞き取り調査を実施した。【近代中央ユーラシア比較法制度史研究会】2018年7月と11月の2回、研究会を開催し、本研究のテーマである家族史をテーマとする研究報告を行い、その後参加者と共に、特に婚姻・離婚等のテーマを中心に、報告内容に関する討議を行った。尚、各回の報告の概要は次のHPに掲載されている。(7月開催分)http://tbias.jp/reports/20180729、(11月開催分)http://tbias.jp/reports/20180224【中央アジア古文書セミナー】2019年3月に奈良女子大学を会場として、現地語法廷文書読解技術継承を目的として中央アジア古文書セミナーを開催し、24名の参加者を得た(内1名は海外からの参加者)。概要については、次のHPを参照のこと。http://tbias.jp/reports/201903162018年度は、年度初めに申請した計画に記載した(1)ウズベキスタン共和国での資料調査、(2)国内研究会の開催、(3)ウズベキスタン共和国での聞き取り調査、の全てを遂行することができた。(1)については、同国内各地の古文書館、研究所、博物館で家族史研究に不可欠な法廷文書、当時のロシア側が作成した統計資料等の刊行物などを複写することができた。(2)については、7月に奈良、11月に静岡で家族史をテーマとする研究報告(報告者は計3名)を実施するとともに、2019年3月の古文書セミナーでは主に関西、関東から20名を超える出席者を得て、19世紀末20世紀初頭中央アジアのイスラーム法廷文書の解説、講読を行った。また、(3)についても、ウズベキスタン共和国科学アカデミー歴史学研究所所員のアドハム・アシロフ氏の協力を得て、現地の宗教者(タシュケント市内のモスクのイマーム)、宗教教育・研究従事者計4名を対象にイスラーム法の婚姻・離婚規程の継承状況について聞き取り調査を実施することができた。以上の様に、当初の研究計画を全てスムースに実施したことにより、進捗状況として「おおむね順調に進展している」を選択した。申請書に記載した通り研究を実施する予定である。ただし、昨年度初めて現地での聞き取り調査を実施した結果、次の問題点が明らかになった。(1)個々の調査対象者のインタビュー開始時刻は、対象者の仕事上の都合で調査の直前まで決まらないことが多く、当日は終日連絡のつく場所で待機する必要があった。そのため、今後現地で聞き取り調査を実施する際は、相当の日数を聞き取り調査のためだけに確保する必要がある。(2)聞き取り調査は当初タシュケント市内のみで実施する予定であったが、昨年度の調査の折に現地コーディネーターとして支援を受けた文化人類学者のアドハム・アシロフ氏との協議の結果、タシュケント市外での調査も今後必要となるであろうとの結論に至った。(1)(2)より、今後のウズベキスタン出張については研究開始時点での計画を多少変更して、出張回数を増やす、または、一回の出張における滞在日数を多少延長する等の措置を取る可能性もある。また、2020年度には海外研究者を招聘してシンポジウムを開催する計画であるので、今年度中に招聘者のリストアップを行う必要がある。以上の点につき、本研究が所期の目的を達成できるよう、研究分担者と協議の上、進めていきたい。【近代中央ユーラシア比較法制度史研究会】

2018年7月と11月の2回、研究会を開催し、本研究のテーマである家族史をテーマとする研究報告を行い、その後参加者と共に、特に婚姻・離婚等のテーマを中心に、報告内容に関する討議を行った。尚、各回の報告の概要は次のHPに掲載されている。(7月開催分)http://tbias.jp/reports/20180729、(11月開催分)http://tbias.jp/reports/20180224【中央アジア古文書セミナー】2019年3月に奈良女子大学を会場として、現地語法廷文書読解技術継承を目的として中央アジア古文書セミナーを開催し、24名の参加者を得た(内1名は海外からの参加者)。概要については、次のHPを参照のこと。http://tbias.jp/reports/201903162018年度は、年度初めに申請した計画に記載した(1)ウズベキスタン共和国での資料調査、(2)国内研究会の開催、(3)ウズベキスタン共和国での聞き取り調査、の全てを遂行することができた。(1)については、同国内各地の古文書館、研究所、博物館で家族史研究に不可欠な法廷文書、当時のロシア側が作成した統計資料等の刊行物などを複写することができた。(2)については、7月に奈良、11月に静岡で家族史をテーマとする研究報告(報告者は計3名)を実施するとともに、2019年3月の古文書セミナーでは主に関西、関東から20名を超える出席者を得て、19世紀末20世紀初頭中央アジアのイスラーム法廷文書の解説、講読を行った。また、(3)についても、ウズベキスタン共和国科学アカデミー歴史学研究所所員のアドハム・アシロフ氏の協力を得て、現地の宗教者(タシュケント市内のモスクのイマーム)、宗教教育・研究従事者計4名を対象にイスラーム法の婚姻・離婚規程の継承状況について聞き取り調査を実施することができた。以上の様に、当初の研究計画を全てスムースに実施したことにより、進捗状況として「おおむね順調に進展している」を選択した。申請書に記載した通り研究を実施する予定である。ただし、昨年度初めて現地での聞き取り調査を実施した結果、次の問題点が明らかになった。(1)個々の調査対象者のインタビュー開始時刻は、対象者の仕事上の都合で調査の直前まで決まらないことが多く、当日は終日連絡のつく場所で待機する必要があった。そのため、今後現地で聞き取り調査を実施する際は、相当の日数を聞き取り調査のためだけに確保する必要がある。(2)聞き取り調査は当初タシュケント市内のみで実施する予定であったが、昨年度の調査の折に現地コーディネーターとして支援を受けた文化人類学者のアドハム・アシロフ氏との協議の結果、タシュケント市外での調査も今後必要となるであろうとの結論に至った。(1)(2)より、今後のウズベキスタン出張については研究開始時点での計画を多少変更して、出張回数を増やす、または、一回の出張における滞在日数を多少延長する等の措置を取る可能性もある。また、2020年度には海外研究者を招聘してシンポジウムを開催する計画であるので、今年度中に招聘者のリストアップを行う必要がある。以上の点につき、本研究が所期の目的を達成できるよう、研究分担者と協議の上、進めていきたい。
災害時における食・栄養の支援システム構築に関する研究

本研究では、東日本大震災の被災地での食・栄養に関連する問題を解析し、その教訓と課題を平時からどのように解決できるか検討すること、災害時に被災地に派遣され支援活動を行う災害支援者を対象とした調査を行い多職種の視点からみた被災地での食・栄養問題を抽出することを目的としている。本年度は避難所の食事を改善する新たな要因として、これまでに明らかにしてきた提供した食品や食材レベルの改善だけでなく、実際のエネルギーや栄養素の提供レベルまで改善できるか否かを中心に新たな要因の探索を行った。宮城県内の避難所216か所を対象とした、「避難所食事状況・栄養関連ニーズ調査(調査主体:宮城県保健福祉部)」の結果を二次利用し、被災から約二か月、三カ月後の食事内容や食事回数、弁当の提供状況、炊き出しの提供状況と実際に提供された食事のエネルギーおよび栄養素量等について解析を行った。その結果、避難所での弁当の提供の有用性について明らかになった。弁当を提供した避難所では、エネルギーおよびたんぱく質の提供量が多く、厚生労働省が発出している災害時の栄養基準である「避難所での栄養の参照量」を上回った。しかし、弁当の提供はビタミンB1およびビタミンCの提供量が少なく、栄養改善に限界があることが分かった。災害時には弁当に移行するだけでなく、栄養バランス等も考慮して、その他の方法の食事提供と組み合わせることが必要であることが示唆され、これらについて行政が作成するガイドライン等に組み込んだ。H30年度は災害時に支援活動を行う様々な職種を対象とした調査を実施する予定であったが、H30年度は自然災害が多発し(大阪地震、平成30年7月豪雨(西日本豪雨)、北海道胆振東部地震等)、調査対象者として予定していた災害支援者は殆どの期間を被災地派遣、被災地対応をしていたことから、調査に協力をお願いすることが出来なかったため。平成30年度に引き続き、東日本大震災の食・栄養環境に関する調査を分析し、東日本大震災の被災地での食・栄養問題の実態および影響要因、実際に派遣された管理栄養士・栄養士による支援活動内容の実態および支援体制の影響等を解析する。また、平成30年度に新たに発生した自然災害として平成30年7月豪雨(西日本豪雨)等についても解析するさらに、災害時に支援活動を行う様々な職種を対象とした調査を実施することで、様々な視点からの被災地での食・栄養問題を抽出する。東日本大震災の被災地での食・栄養に関連する問題を解析し、その教訓と課題を平時からどのように解決できるか検討するため、本年度は以下を行った。東日本大震災の被災地に在住する管理栄養士・栄養士(以下、栄養士)1911名(回収数435名)を対象とした調査を分析した。1.東日本大震災において被災地派遣された栄養士の支援活動における有効点と課題:「派遣された栄養士と活動して有効だったこと、困ったこと」の自由記載(記入者58名)をKJ法により解析し、有効点と問題点を抽出した。有効点として、被災地においても栄養士の「知識・スキルが役立つ」こと、専門職の人的支援は被災地の「心の支え」となることが明らかとなった。一方、問題点として、派遣者のスキル不足である「状況把握不足」や「ニーズとのずれ」、受け入れ側の「準備不足」、派遣体制として「活動期間が短く引継ぎが不十分」であったこと等が明らかとなった。また、有効点にも問題点にも「熱意」が抽出され、励みにもなり、負担にもなり得ることが明らかとなった。2.災害時における被災者支援のための栄養支援情報ツールの認知および使用状況:東日本大震災において被災者の低栄養状態を改善するために作成された、6種類の栄養支援情報ツール(栄養の参照量、マニュアル、リーフレット、食品構成、献立例、専門家向け解説)をどれか1つでも知っている者(認知率)は36.8%、1つでも使った者(使用率)はわずか13.8%であった。行政機関で働いている栄養士は他の職域の栄養士よりも認知および使用率が高かった。今後の有事に備え、派遣側のみならず受け入れ側(特に行政職員)の平常時からの受け入れ態勢整備や支援情報ツールの知識も重要であり、それによって専門家派遣は被災地ニーズに沿った有効な支援が実施できることが示唆された。東日本大震災の食・栄養環境に関する調査データ解析し、東日本大震災の被災地で実際に派遣された管理栄養士・栄養士による支援活動内容の実態および支援体制の影響等を解析し、論文として公表できたため。東日本大震災において厚生労働省は、避難所生活が長期化する中で栄養バランスのとれた適正量を確保する観点から、被災後に不足しやすいエネルギー及び栄養素(たんぱく質,ビタミンB1,ビタミンB2,ビタミンC)について「栄養の参照量」を公表した。そこで本研究では、宮城県内避難所(n=386)を対象とした「避難所食事状況・栄養関連ニーズ調査」(調査主体:宮城県保健福祉部)を再解析し、被災後約1ヵ月が経過した避難所における栄養の参照量に基づいた栄養状態の評価及び栄養を改善する要因の検討を行った(n=114)。その結果、栄養の参照量を全て満たした避難所は1か所もなく、ひとつも栄養の参照量を満たさなかった避難所が約半数に及んだ。

栄養バランスを改善する要因を探索したところ、おかずにあたる主菜(たんぱく質源となる肉や魚等が主となるおかず)または副菜(ビタミン・ミネラル源となる野菜等が主となるおかず)のどちらか一方でも提供する回数を増やすことで、栄養バランスが改善しうることが明らかとなった。東日本大震災の食・栄養環境に関する調査を解析し、東日本大震災の被災地の食・栄養活動の実態を解析し、災害時の栄養基準と比較して評価し論文として公表できたため。東日本大震災の被災地での食・栄養に関連する問題を解析し、その教訓と課題を平時からどのように解決できるか検討するため、本年度は避難所の食事を改善する新たな要因の探索を行った。宮城県内の避難所386か所を対象とした、「避難所食事状況・栄養関連ニーズ調査(調査主体:宮城県保健福祉部)」の結果を二次利用し、被災から約一カ月、二か月、三カ月後の食事内容や炊き出し回数、献立作成者等について解析を行った。被災から約一カ月後、1日の食事提供回数が0回または1回だった避難所はなかった。食事提供回数が2回の避難所に比べ3回の避難所では主食の提供は有意に多かった。食事回数以外の改善要因について検討したところ、炊き出し回数が多い避難所では、主食・主菜・副菜・果物の提供回数が多かった。また、栄養士らが献立を作成した避難所では、乳製品および果物の提供回数が多かった。しかし、実態として栄養士が炊き出しに関わっていた避難所は多くなく、被災者自身が炊き出し実施者である避難所の割合が最も多かった。次に多かったのは自衛隊であり、ボランティアと続いた。自衛隊による炊き出し実施は、規模が大きな避難所で多かった。また献立についても、被災者自身が献立作成者である避難所の割合がどの時点においても最も多かった。献立作成者の回答には、栄養士も含まれていたが、自衛隊やボランティアと同程度の割合であった。栄養士、自衛隊、ボランティアの外部支援者による献立作成は、規模が大きな避難所で多かった。炊き出し実施は、災害時に栄養バランスを改善し、さらに献立作成者が栄養士らの場合、乳製品や果物も増えていた。しかし、炊き出しを被災者自身が行っている避難所が多かったことから、防災訓練等で炊き出しスキルを高めるとともに、栄養士らを含む外部支援者の円滑な導入方法に対する取り組みが必要である。東日本大震災の食・栄養環境に関する調査を解析し、東日本大震災の食・栄養の実態を解析し、災害時の栄養問題を解決する方法(炊き出しの実施、栄養士らの献立作成での活用等)を論文として公表できたため。本研究では、東日本大震災の被災地での食・栄養に関連する問題を解析し、その教訓と課題を平時からどのように解決できるか検討すること、災害時に被災地に派遣され支援活動を行う災害支援者を対象とした調査を行い多職種の視点からみた被災地での食・栄養問題を抽出することを目的としている。本年度は避難所の食事を改善する新たな要因として、これまでに明らかにしてきた提供した食品や食材レベルの改善だけでなく、実際のエネルギーや栄養素の提供レベルまで改善できるか否かを中心に新たな要因の探索を行った。宮城県内の避難所216か所を対象とした、「避難所食事状況・栄養関連ニーズ調査(調査主体:宮城県保健福祉部)」の結果を二次利用し、被災から約二か月、三カ月後の食事内容や食事回数、弁当の提供状況、炊き出しの提供状況と実際に提供された食事のエネルギーおよび栄養素量等について解析を行った。その結果、避難所での弁当の提供の有用性について明らかになった。
伝統祝祭にみるヴェトナムの文化復興

生活文化における伝統とは、本来それぞれの社会固有の生活様式に基づいて作り出されてきたものである。しかし、同時に、それは様々な要因によって常に変動していくダイナミックな過程でもある。本研究は、20世紀半ばの数十年にわたり、長い戦争によって、既存の生活組織を失い、さらにその後、激しい近代化の嵐に直面して、文化共同の危機にさらされているヴェトナムをとりあげ、現代における生活文化伝統の動態を明らかにしようとしたものである。日本側とヴェトナム側それぞれの関心に違いがあることから、共通の研究骨組をそれぞれのヴェクトルの上で吟味して調査をすすめ、そのうえで、相互の成果を交換討論するという作業手順を確認し、研究を開始した。研究の骨組となったのは、次の各項である。1,現代ヴェトナムの伝統文化変容過程の把握2.祭礼行事における象徴の意味変化3.共同体の崩壊と祝祭組織4.ヴェトナムに古くからある「祖先回帰」の意味変化5.伝統文化とされるものの保存と継承6.創造される祝祭行事。このうち、日本側は、主として、社会科学的な実態調査を担当し、ヴェトナム側は、民俗・文献調査を主として調査をすすめた。三年間の日本側研究では、対象としたヴェトナム北部の祝祭は10余にのぼり、これらを通じて、ヴェトナムの伝統祝祭といわれるものとその動態とは、かなり明確になってきた。国土が荒廃し、生活組織が変化するなかで、社会主義政権のもとですすめられる文化復興は、それを担う祝祭集団の社会的性格を浮き彫りにしながらあらたなかたちを創造しつつあるようにみえる。今後、ヴェトナム側の民俗・文献調査結果との摺り合わせを一層深めることによって、主題の一層の深化が期待される。平成8年度は、初年度であるため、まず、現地において、松平が第一回の協議をおこなって協定書を交換した。この協定は今後の研究調査の目的とその進め方と分担、そして財政上の負担の方法について取り決めたものでこれにより三年間の基礎が固まった。また、調査予定の三箇所、HA TAI省HNA DUC郡DUAN NOI(旧称LACA)村、HA VAC省TIEN SON郡NOI DUE村、HANOI市GIA LAM地区について、実地の検分をおこなって、予備的な知識を得、基礎的な意見を交換した。こうした基礎的な取決めをもとに、当方では、国内での資料収集と準備にとりかかる一方、HO HOAN HOA博士の二度の来日を機会に、共同の検討会をもち、相互の準備と進捗状況について、討論をすすめた。以上の準備と資料収集を経て、調査の具体的計画がまず決定し、実態調査を実施する体制が整った。そこで、1996年12月15-28日にかけて、ベトナム国HA TAI省HAN DUC郡DUAN NOI(旧称LACA)村において予備的な実態調査を実施し、祭礼と村の社会構造について必要な情報を得た。また、1997年2月10日-3月7日には、上記の村において、現地調査を実施し、祭礼の実態と村の生活構造および親族構造について、十分な調査結果をうることができた。第一年度の成果として、DUAN NOI村の実態を通じて、急速に変化しつつあるベトナム伝統祭礼の状況が典型的に把握され、文化変化についての基本的な問題把握ができ、次年度に向かって、計画が進んだことが挙げられよう。学術研究の上では、基本的な問題は発生していないが、いくつかの細かい問題はあり、これを克服して、次年度には、一層効率的な調査を実施したいと考えている。平成8年度は、第二年度にあたり、本格的な調査を実施した。すなわち、調査グループを二つに分け、松平グループ、秋野グループとし、それぞれが持ち分に応じ、次のような活動を実施した。松平グループは、計画中の2個所、すなわちHANOI市GIA LAM地区およびBAC NINH省TIEN SON郡について、祝祭の実態とそれを構成している村落の構成、その歴史的推移と生活文化の変遷などについて詳細な調査研究を進め、あわせて祭礼の参与観察を実施した。前者については、特に祝祭とそれを支える集団の実態がかなり良く把握できるようになり、次年度の調査の有力な足がかりを得た。また、後者については、それが中国西南部から広がる歌垣の伝統をよく残す貴重な祭りであることが判明し、歌垣の集団の歴史的解明と現在における生活文化の実態把握について、多くの知見をうることができた。秋野グループでは、昨年度に実施したHA TAI省HAN DUC郡についての知見を一層強固なものとするために、BAC NINH省TIEN SON地区において生活調査を実施した。これは丹念な村落実態の調査であり、祝祭集団の持つ社会的な性格が極めてよく把握されることになった。こうした成果を踏まえ、次年度にはさらに全体の深化と取りまとめに向けて、一層の研究をすすめる所存である。

日本側とヴェトナム側それぞれの関心に違いがあることから、共通の研究骨組をそれぞれのヴェクトルの上で吟味して調査をすすめ、そのうえで、相互の成果を交換討論するという作業手順を確認し、研究を開始した。研究の骨組となったのは、次の各項である。1,現代ヴェトナムの伝統文化変容過程の把握2.祭礼行事における象徴の意味変化3.共同体の崩壊と祝祭組織4.ヴェトナムに古くからある「祖先回帰」の意味変化5.伝統文化とされるものの保存と継承6.創造される祝祭行事。このうち、日本側は、主として、社会科学的な実態調査を担当し、ヴェトナム側は、民俗・文献調査を主として調査をすすめた。三年間の日本側研究では、対象としたヴェトナム北部の祝祭は10余にのぼり、これらを通じて、ヴェトナムの伝統祝祭といわれるものとその動態とは、かなり明確になってきた。国土が荒廃し、生活組織が変化するなかで、社会主義政権のもとですすめられる文化復興は、それを担う祝祭集団の社会的性格を浮き彫りにしながらあらたなかたちを創造しつつあるようにみえる。今後、ヴェトナム側の民俗・文献調査結果との摺り合わせを一層深めることによって、主題の一層の深化が期待される。
唾液メタボローム解析と口腔細菌叢ゲノミクス解析による口腔粘膜炎発症メカニズム解明

頭頚部がん患者の強度変調放射線治療および化学療法時に生じる有害事象で多く発症する口腔粘膜炎の対処法は確立されていない。そこで、口腔粘膜炎の発症の要因に挙げられる口腔内細菌叢の遺伝的な検索方法を検討した。検体中の細菌遺伝子を直接評価する方法を選択することで、従来の方法では培養しにくい細菌についてもその量を定量することができ、従来の方法に比べ正確な細菌叢全体を把握することができる。これにより、頭頚部がん患者の治療開始前、治療中後の正確な細菌叢を比較でき、口腔粘膜炎の発症の要因の一つと考えられる口腔細菌叢との関連が明確となり、口腔粘膜炎の発症・憎悪因子とそのメカニズムへの解明の一助となる。頭頸部がん患者の放射線治療および化学療法時生じる有害事象において最も多く発症するのが激烈な痛みを生じる口腔粘膜炎であるが、その対処法は未だ確立されていない。本研究では頭頸部がん患者の口腔機能管理を向上させることで、治療中後に口腔粘膜炎に悩むことなく、本来の治療目的を達成することが可能となり患者のQOLの向上を目的としている。H26年度(4月1月)東北大学歯学研究科周術期支援外来を受診した患者のうち、本研究代表者が担当した患者、全140名のうちがん患者は53%であり、放射線、化学療法あるいは手術のいずれかの加療を受けた患者は36%であった。このうち、放射線治療を受けた患者のほとんどが口腔粘膜炎を生じ、その程度が重度となったため化学療法が延期する要因となった症例も認められた。一方で、化学療法のみの患者では放射線治療患者と比較し、その発症率及び程度に個人差があったことを報告する。以上よりがん治療時に生じた有害事象により治療延期や中断が生じることなく遂行する為にもがん患者の口腔機能管理の必要性が示され、また、がん治療による有害事象が様々な要因の結果として生じていることが示唆された。さらに本研究機関は医科歯科連携を強化する為、周術期支援センターをH27年度4月に立ち上げており、医科入院加療前、あるいは加療中、後から歯科受診および歯科治療を受ける患者が増えることが予測される。これにより一層本研究の意義及び重要性が増すと考えられる。頭頚部がん患者の強度変調放射線治療(IMRT)および化学療法時に生じる有害事象において最も多く発症するのが激烈な痛みを生じる口腔粘膜炎であるが、その対処法は未だ確立されていない。局所感染という観点からその要因を考えた場合、1唾液量、2唾液の質、3口腔内細菌叢、4口腔粘膜状態が挙げられる。本研究では、まず唾液を使用した遺伝的な口腔内細菌叢の検索方法を検討してきた。これまで広く行われてきた細菌培養法によるコロニー形成単位(CFU)による評価では、培養条件に合わない細菌は分離困難であり、臨床での細菌の動態を正確に把握することはできない。そのため、検体中の細菌遺伝子を直接評価するtーRFLP法を活用した方法を選択した。この方法では、すべての生物がもつsmall subunit of ribosomal RNA(SSU rRNA)を標的とし、配列データベースから制限酵素切断部位の予測を立てている。このため、各ピークが由来する細菌種・群を正確に特定しやすく、培養しにくい細菌についてもその量を定量することができるため、従来の方法に比べ、正確な細菌叢全体を把握することができる。この方法を用いることで、今後は頭頚部がん患者の治療開始前、治療中後の正確な細菌叢を比較できる。これにより口腔粘膜炎の発症の要因の一つと考えられる口腔細菌叢との関連が明確になり、口腔粘膜炎の発症・憎悪因子とそのメカニズムへの解明の一助となる。H26年度(4月1月)東北大学歯学研究科周術期支援外来を受診した患者のうち、本研究代表者が担当した患者におけるがん患者の割合が示され、またそのうち放射線療法や化学療法、外科手術を予定する患者の治療前、並びに治療中、後の患者の口腔粘膜の状態を診察、唾液量の測定等を実施した。しかしながら、その対象患者数は不十分であり、詳細な唾液の質の変化や口腔内細菌叢の構成を明らかにする段階には至らなかったため、本研究課題の当初研究目的の達成度がやや遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。周術期口腔支援本研究機関は、新たに周術期支援センターをH27年度4月に開設しており、がん治療を含む医科における加療前、あるいは加療中、後における歯科受診がより患者に負担が少ない状態で可能な体制を整えた。これにより今後本研究の対象となる患者数は増えると予測され、本研究を推進する。また、次の段階として唾液の質、および口腔内細菌叢の構成を明らかにするための資料を採取予定である。
機械刺激が骨芽細胞内にシグナルを伝えるメカニズム

機械刺激が骨の細胞を刺激するメカニズムを明らかにするため、骨芽細胞様細胞株に培養液流動という刺激を負荷した。私は、既に、この刺激を受けた細胞が、刺激30分後に、egr-1mRNAの増加を示すこと、更に、この反応にはチロシンキナーゼが関与し、又、培養液中に血清が必要であることを見出していたので、本研究において、培養液流動がどのような蛋白をチロシンリン酸化し、そこに必要な血清中成分が何であるかを検討した。刺激前後のCell lysateのウェスタンブロッティング、及び、免疫沈降による研究は、ERK1/2、Shcを含む多くの蛋白のチロシンリン酸化の亢進が刺激後数分以内に起ることを示した。これらの反応は増殖因子刺激後に細胞に誘導されるものとよく似ている。そこで、無血清の培養液にEGF、又は、basic-FGFを添加してみた。これらの増殖因子は、無血清培養液では起こらないこれらの反応を回復した。これらの反応においてEGFはどのような役割をしているのかを明らかにするため、培養液流動後に起こるEGFリセプターの変化を検討した。結果は、EGFRの蛋白量が増加することを示した。この増加は、1分間の培養液流動後2分以内に起こり始め、10分前後をピークに、60分後には基礎値にもどった。この、刺激から反応が現れるまでの短い時間は、EGFR蛋白の合成促進ではなく、蛋白分解減少が起こっていることを示唆する。近年、proteaseが生体機能調節分子として重要な役割を果たしていることが明らかにされつつある。機械刺激のシグナル伝達にもproteaseが働いているかもしれない。今後、どのようなproteaseが今回見出した反応に関与しているのかの検討を進め、機械刺激が骨芽細胞内にシグナルを伝えるメカニズムの解明をさらに進めたいと考えている。機械刺激が骨の細胞を刺激するメカニズムを明らかにするため、マウス由来骨芽細胞様細胞株、MC3T3E1、に培養液流動という刺激を負荷した。私は、既に、この刺激を受けた細胞が、刺激30分後に、egr-1 mRNAの増加を示すこと、更に、この反応にはチロシンキナーゼが関与し、又、培養液中に血清が必要であることを見出しているので、本研究において、培養液流動がどのような蛋白をチロシンリン酸化し、そこに必要な血清中成分が何であるかを検討した。刺激前後のCell lysateのウエスタンブロッティング、及び、免疫沈降による研究は、ERK2、Shcを含む多くの蛋白のチロシンリン酸化の亢進、及び、ERK1/2の活性化が、刺激後数分以内に起ることを示した。この結果は培養渣流動によって誘導されるシグナルが、増殖因子刺激後に誘導されるものとよく似ていることを示している。EGFレセプターのキナーゼ活性阻害剤は、EGFを含む無血清の培養液流動によって誘導されるチロシンリン酸化の亢進、ERK1/2の活性化、egr-1 mRNAの蓄積をブロックした。これらの結果は、培養液流動によって誘導される細胞の反応には、増殖因子のシグナル伝達が関与していることを示唆する。また、培養渣流動を繰り返し細胞に負荷すると、egr-1 mRNAは繰り返し上昇することを見出した。骨の機械刺激は組織液の流動を亢進するといわれているので、以上に述べた様なことが、機械刺激の下にある骨の細胞においても起こり、生理的に重要な働きをしている可能性がある。

機械刺激が骨芽細胞にシグナルを伝えるメカニズムを明らかにすることを目的として、骨芽細胞様細胞MC3T3E1を培養液流動下に置き、細胞に起こる変化を検討してきた。その結果、昨年までに、1分間の流動後30分にegr-1 mRNAが上昇すること、2分後にはShcのチロシンリン酸化の亢進、及び、ERK1/2が活性型こなること、またこれらの反応は培養液中に血清を必要とし、EGFの添加が上記の反応を回復することを報告した。そこで本年度は、ShcやERK1/2の上流にどのような変化が起こっているか、この反応におけるEGFの役割は何かを明らかにすることを目的として、培養液流動によるEGFリセプターのリン酸化を検討した。様々な問題点があって、これに関する結論はまだ出ていないが、この過程で、興味深い現象を見出した。即ち、培養液流動前後のcell lysateのSDS-PAGEを行った結果、EGFリセプター及びいくつかの未同定の蛋白がSDSを含むLysis Buffer中にたくさん溶出するようになること。この様なことはSDSを含まない1%Triton X-100 Bufferでは起こらないこと。EGFを含まない培養液では起こらないこと。等を見出した。これらのことは、培養液流動が細胞膜成分及び細胞骨格成分の会合状態を変えていることを示唆する。機械刺激センサーには細胞-基質間又は細胞-細胞間の接着が関わっていると多くの研究者が推論をしているが、確かな証拠は示されていない。上記の発見は機械刺激が骨芽細胞にシグナルを伝えるメ力ニズム解明の糸口になるかもしれないと考えている。機械刺激が骨の細胞を刺激するメカニズムを明らかにするため、骨芽細胞様細胞株に培養液流動という刺激を負荷した。私は、既に、この刺激を受けた細胞が、刺激30分後に、egr-1 mRNAの増加を示すこと、更に、この反応にはチロシンキナーゼが関与し、又、培養液中に血清が必要であることを見出していたので、本研究において、培養液流動がどのような蛋白をチロシンリン酸化し、そこに必要な血清中成分が何であるかを検討した。刺激前後のCell lysateのウェスタンブロッティング、及び、免疫沈降による研究は、ERK1/2、Shcを含む多くの蛋白のチロシンリン酸化の亢進が刺激後数分以内に起ることを示した。これらの反応は増殖因子刺激後に細胞に誘導されるものとよく似ている。そこで、無血清の培養液にEGF、又は、basic-FGFを添加してみた。これらの増殖因子は、無血清培養液では起こらないこれらの反応を回復した。これらの反応においてEGFはどのような役割をしているのかを明らかにするため、培養液流動後に起こるEGFリセプターの変化を検討した。結果は、EGFRの蛋白量が増加することを示した。この増加は、1分間の培養液流動後2分以内に起こり始め、10分前後をピークに、60分後には基礎値にもどった。この、刺激から反応が現れるまでの短い時間は、EGFR蛋白の合成促進ではなく、蛋白分解減少が起こっていることを示唆する。近年、proteaseが生体機能調節分子として重要な役割を果たしていることが明らかにされつつある。機械刺激のシグナル伝達にもproteaseが働いているかもしれない。
2相チタンアルミナイドの組織安定化による高温強度向上機構の定量的解明

α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相ラメラ組織チタンアルミナイドは,軽量でかつ高い高温強度を有し,次世代の高温材料として注目されている。ただしそのラメラ界面は高温変形中に移動・消滅し,ラメラ組織の劣化がおきる。本材料の高温強度の向上には,ラメラ界面の移動を抑制しラメラ組織を安定化する方法論の確立が必要である。本研究では,ラメラ組織の安定化を基礎的に検討し,以下の結果を得た。1.熱処理による安定化:ラメラ組織TiAl合金は,高温変形中にラメラ界面が移動し,球状等軸粒組織へと変化する。そしてこの球状化はクリープ変形抵抗を低下させ,微細層間隔の材料ほどラメラ組織が不安定である。このような材料も高温で焼鈍することによりラメラ組織を安定化することができる。そして組織安定化焼鈍した材料では球状化による強度低下を防止できる。2.合金元素添加による安定化:Wを添加したTi-Al-W合金では,ラメラ組織の球状化を抑制でき,W無添加の材料より高いクリープ変形抵抗を示す。3.界面制御による安定化:ラメラ組織中にはα_2/γ,True Twin, Pseudo Twin, Domainの4種の界面がある。これらはα_2/γ>True Twin>Pseudo TwinとDomainの順に不安定となる。Pseudo TwinやDomain境界はクリープ中に容易に移動し,ラメラ界面が消滅したりラメラ組織の球状化を引き起こし,材料を弱化させる。低Al(α_2の体積比が高い)の材料は,α_2/γ境界の割合が増す。また高い濃度で焼鈍すると不安定なPseudo TwinやDomain境界の割合が低下し,より安定なα_2/γやtrue twin境界の割合が高い材料を作ることができる。これらの手法もラメラ組織を安定化し,本材料の高温強度を向上する有用な手段である。α_2Ti_3A1とγTiAlからなる二相ラメラ組織チタンアルミナイドは,軽量でかつ高い高温強度を有し,次世代の高温材料として注目されている。ただしそのラメラ組織は十分には安定でなく,さらなる高温強度の向上には,ラメラ組織を安定化する方法論の確率が必要である。本年度は,ラメラ組織安定化の方法として高温での焼鈍による組織安定化を取り上げ,その効果を検討し,以下の結果を得た。1.ラメラ組織を高温で焼鈍すると,組織不安定化の原因である不連続粗大化反応がクリープ試験前に完了し,粒界が安定化する。この処理を利用すると,クリープ変形中の粒界周辺での動的再結晶や不連続粗大化反応が抑制される。その結果,3次クリープ域での組織的弱化が抑制され,3次クリープ加速度dlnε/dtが低下する。dlnε/dtの低下は,焼鈍でできる不連続粗大化領域の面積が大きいほど大幅なものとなる。2.高温での焼鈍でできる不連続粗大化領域のラメラ間隔は元のラメラ間隔より粗大で,加工硬化率が低い。その結果,不連続粗大化領域の存在は1次クリープ域でのひずみ速度低下量を減少させ,不連続粗大化領域の面積が大きいほどひずみ速度低下量が減少する。3.材料を使う際に重要な指標となる最小クリープ速度は,1次クリープ域での加工硬化と,3次クリープ域での組織的弱化の釣り合いで決まる。不連続粗大化領域の面積が小さい範囲では後者の効果が支配的で,クリープ速度が減少する。しかし面積が大きすぎると,前者の影響が顕著になり,クリープ速度は上昇する。

4.最小クリープ速度の減少が最も大きくなる最適な不連続粗大化領域の面積率がある。それは10%程度であるが,試験条件が高温,低応力になる程増加する傾向にある。α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相ラメラ組織チタンアルミナイドは,軽量でかつ高い高温強度を有し,次世代の高温材料として注目されている。ただしそのラメラ組織は十分には安定でなく,さらなる高温強度の向上には,ラメラ組織を安定化する方法論の確立が必要である。本年度は,PST結晶を用いて,ラメラ組織の安定を基礎的に検討し,以下の結果を得た。2.α_2とγ相の体積比は,一般には平衡状態に達しておらず,クリープ中にα_2相が溶解することが多い。このことはラメラ組織の弱化をもたらす。3.Al(γの体積比が高い)の材料は,α_2/γ境界の割合が減り,不安定なPseudo TwinやDomain境界の割合が増す。逆に低Al側では,安定なα_2/γ境界の割合が増える。その結果,低Al化とともにクリープ変形抵抗が向上する。4.高温になると,γ/γ境界が消失し,ラメラ間隔が増大する。この組織不安定化の結果,クリープ抵抗が急激に低下する。5.クリープ中に,ラメラ界面に平行な双晶(Parallel Twin)が導入され,ラメラ間隔の微細化が起きる。このParallel Twiningは一定の臨界応力以上のみでおきる。1.ラメラ組織中にはα_2/γ,True Twin, Pseudo Twin, Domainの4種の界面がある。Pseudo TwinとDomain界面は最も不安定で,変形の初期から移動し,ラメラ組織を球状化する。True Twin界面は,変形初期には成長ままの界面を保つが,約10%の変形後には移動し,ラメラ球状化に寄与する。α_2/γ界面は最も安定で,大変形後にも微細なラメラ組織を保つ。したがって,ラメラ組織の安定化という観点からは,α_2/γ界面を多く合む組織が望ましい。2.α_2とγ相の体積比は,一般には平衡状態に達しておらず,クリープ中に.薄いα_2相の溶解と厚いα_2相中でのγ板の析出が起きる。後者はラメラ組織の微細化に寄与し,前者は逆に,安定なα_2/γ界面を減らす。3.γ板が析出した直後の状態では,True Twin : Pseudo Twin:Domain境界が2 : 2 : 1の割合で存在する。この各ラメラ界面の存在割合は,焼鈍温度によって変化する。高温で焼鈍するほどDomainとPseudo Twin界面が消滅し,True Twin界面の存在割合が増す。その結果クリープ変形抵抗が向上する。
副腎疾患病態解明に資する特異的ステロイド代謝イメージング法の開発

原発性アルドステロン症(PA症)では、アルドステロンの過剰産生により高血圧が惹起される。従来は免疫組織化学染色がPA症の研究に用いられてきたが、この手法では産生酵素の局在しか分からず、実際にステロイドホルモンがその場で産生されているか否かは明らかでなかった。研究員は、慶應義塾大学医学部および埼玉医科大学との共同研究で、イメージング質量分析を用いたステロイドホルモンの産生部位の直接可視化を試みている。研究員はこれまで、アルドステロンを特異的に分布可視化する方法を開発した。本研究では、本手法の拡張・応用を目的としている。平成30年度はアルドステロンの他に、コルチゾール・18-ヒドロキシコルチゾール・18-オキソコルチゾールの特異的検出を可能にした。また、本手法をヒト臨床検体に適用することで、各ステロイドのヒト副腎における分布画像を得ることができた。既に構築済みであったアルドステロンの特異的な組織内分布可視化は世界で初めてであり、既に共著論文として発表を行うと共に、国内外の学会で発表し高い評価を受けた(論文名:Sugiura Y, Takeo E et al. Hypertension. 2018;72:1345-1354. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.118.11243 .impact factor 6.8)。また、拡張したメソッドを含めた分析法の構築をメインにした結果は、現在論文投稿中である。平成30年度は研究員が既に構築した分析法の改良をベースに研究を行った。ステロイド標準物質を用いて研究員が構築したアルドステロン特異的検出法の対象化合物拡張を行い、ジラールT誘導体化およびイオントラップ型質量分析系の組み合わせによるアルドステロン・コルチゾール・18-ヒドロキシコルチゾール・18-オキソコルチゾールの検出を可能にした。この際、ジラールT誘導体化の確認・構造異性体との区別をそれぞれに対して行い、各ステロイドを標準溶液内および組織上で特異的・個別に検出することに成功した。また、構築した手法をラット試料およびヒト臨床検体に適用して分析を行い、イメージング手法としての運用性を確認することができた。ヒト臨床検体では、健常人および原発性アルドステロン症の副腎内で各ステロイドの特異的な分布を確認し、CYP11B2酵素に対する免疫染色との比較によって新たな知見を得ることができた。一方、本来行う予定であった定量方法の検討に関しては、まだ開発途中である。拡張したメソッドを含めた手法開発に関して、現在、国際誌に論文投稿中である。また、開発した手法を他の検体に適用し、ステロイドの産生に関する新たな知見を得ることを試みる予定である。ステロイドの代謝解明に向けた定量方法の検討に関してであるが、予定していた手法ではない方法でステロイドの代謝を観察しようと検討中である。考案中の手法では、より直接的に酵素の代謝能をみることが可能になる。今後は、ステロイドの代謝を観察することを目指して新たな手法の開発を行っていく。

一方、本来行う予定であった定量方法の検討に関しては、まだ開発途中である。拡張したメソッドを含めた手法開発に関して、現在、国際誌に論文投稿中である。また、開発した手法を他の検体に適用し、ステロイドの産生に関する新たな知見を得ることを試みる予定である。ステロイドの代謝解明に向けた定量方法の検討に関してであるが、予定していた手法ではない方法でステロイドの代謝を観察しようと検討中である。考案中の手法では、より直接的に酵素の代謝能をみることが可能になる。今後は、ステロイドの代謝を観察することを目指して新たな手法の開発を行っていく。
鳥類および哺乳類の外部寄生昆虫であるシラミ目の起源と系統進化に関する研究

1.塩基配列情報に基づくチャタテムシおよびシラミの系統解析昨年度および本年度収集したDNA解析用の約50サンプルからDNAを抽出し,ミトコンドリアの12Sおよび16SrDNAをPCR法を用いて増幅し,これに基づき系統解析を行った.最節約法,近隣結合法,最尤法いずれの方法を用いても,シラミ目の姉妹群がチャタテムシ目コナチャタテ科である事を強く支持する結果が得られた.さらに,シラミとコナチャタテのミトコンドリアゲノムが,置換速度,二次構造,GC含有量において,他の昆虫のミトコンドリアには見られない特異な進化傾向を持つ事を明らかにした.これらの結果は,アメリカIllinois Natural History SurveyのKevin P. Johnson博士との共著論文としてMolecular Phylogenetics and Evolution誌に投稿中である.2.シラミの分類学的再検討日本産フクロウハジラミ属を,上記サンプルおよび九州大学から借用した内田コレクションに基づき分類学的に再検討した.その結果,多くの同定ミスと未記載種の存在を明らかにした.さらに,フクロウハジラミ属が,寄主-寄生者の関係において,多くのハジラミ類に見られるような一対一の関係が見られず,さらには亜科を越えるような非寄主特異性が存在する事を明らかにした.これらの結果は,宮城教育大学の溝田浩二氏と共同で,日本昆虫学会第62回大会において口頭発表した.1.DNA解析のためのサンプルの収集一年目の重点課題であったDNA解析用のサンプルの収集に関しては、博物館、動物園、環境試験場、鳥類・哺乳類研究者等の協力も得て、50種を越えるシラミのサンプルを収集できた。これらのサンプルと、GeneBank等に登録されているデータを加えることで、シラミ目の主な大分類群はカバーすることが出来る。上記の標本と、本研究解析以前からDNA解析用のサンプルとして蓄積していたチャタテムシ目昆虫、および外群となる半翅目、脈翅目昆虫、合計約150サンプルからDNAを抽出した。ミトコンドリアゲノムの12Sおよび16S ribosomalDNA領域に関しては、すでにPCR法を用いた増幅およびシーケンスを開始し、良好な結果を得ている。現段階での系統解析からは、シラミがコナチャタテ科の姉妹群であることを強く支持する結果が得られている。現在、核DNA上の領域を探索中である。3.シラミの分類学的検討DNA解析用に収集したサンプルの分類学的検討も進めている。これらの中には、未記載種や日本未記録種が含まれていることも確認した。また、1900年代前半に、日本および周辺地域のハジラミ類の分類学的研究を精力的に行った、内田清之助のコレクションの全てを、九州大学農学部から借用し、現在、その整理・データベース化・分類学的再検討も進めている。1.塩基配列情報に基づくチャタテムシおよびシラミの系統解析昨年度および本年度収集したDNA解析用の約50サンプルからDNAを抽出し,ミトコンドリアの12Sおよび16SrDNAをPCR法を用いて増幅し,これに基づき系統解析を行った.最節約法,近隣結合法,最尤法いずれの方法を用いても,シラミ目の姉妹群がチャタテムシ目コナチャタテ科である事を強く支持する結果が得られた.さらに,シラミとコナチャタテのミトコンドリアゲノムが,置換速度,二次構造,GC含有量において,他の昆虫のミトコンドリアには見られない特異な進化傾向を持つ事を明らかにした.これらの結果は,アメリカIllinois Natural History SurveyのKevin P. Johnson博士との共著論文としてMolecular Phylogenetics and Evolution誌に投稿中である.2.シラミの分類学的再検討日本産フクロウハジラミ属を,上記サンプルおよび九州大学から借用した内田コレクションに基づき分類学的に再検討した.その結果,多くの同定ミスと未記載種の存在を明らかにした.さらに,フクロウハジラミ属が,寄主-寄生者の関係において,多くのハジラミ類に見られるような一対一の関係が見られず,さらには亜科を越えるような非寄主特異性が存在する事を明らかにした.これらの結果は,宮城教育大学の溝田浩二氏と共同で,日本昆虫学会第62回大会において口頭発表した.
双方向探索に基づく高精度音声認識に関する研究

本研究では、双方向型の探索方式に基づく連続音声認識に関する研究を行った。双方向型の探索とは、入力された音声の始端と終端の両方向から探索を行なうものであり、一方向側の探索で認識誤りを起こしても、別方向側の探索で誤りを回復できる可能性を持っているため、高精度の認識を行うことができる。従来のleft-to-right型の探索では、初期の段階での認識誤りが致命的なエラーを引き起こす可能性があったが、双方型の探索を行うことで、このような認識誤りを減少させることができる。我々は、隠れマルコフモデル(HMM)に基づく音響モデルを用いて、フレーム(時間)同期One-Pass型の音声認識プログラムを開発し、これにForward-Backward探索アルゴリズムに基づく双方向探索機能を組み込んだ。この認識プログラムでは、前向き探索で得られる認識仮説と後向き探索で得られる認識仮説の2つを組み合わせることにより、入力音声全体に対する認識仮説を構成するが、本プログラムでは後ろ向き探索時には有限オートマトンを、また前向き探索時には有限オートマトンあるいは文脈自由文法が使用可能であるように設計した。また、開発した音声認識プログラムを用いて、さまざまな探索条件のもとでの評価実験を行った。認識実験では、評価音声データとしATR自動翻訳電話研究所発行の研究用日本語音声データベースに収録されている音声データを用いた。認識実験においては、まず後向き方向に認識を行い各フレーム毎に有限オートマトンの状態番号と、その状態番号における尤度を保存し、保存した情報を用いて前向き方向に有限オートマトン制約あるいは文脈自由文法制約による探索を行った。文脈自由文法制約による探索では、文脈自由文法をLR.構文解析表に展開し、LR.構文解析表の状態番号と有限オートマトンの状態の対応付けを行うことにより、認識仮説の接続可能性チェックを行った。なお、HMMは継続時間長制御なし、子音3状態、母音1状態とした。前向き探索あるいは後向き探索で有限オートマトン制約を使った場合の認識率が77.1%87.3%なのに比べ、双方向探索を行うことで認識率を87.5%88.6%まで向上させることができ、双方向型探索の有効性を示すことができた。(1)混合連続型HMMによる日本語音節のモデル化高精度な音声認識を達成するための基礎として、音声の特徴パラメータ分布を直接的に表現できる混合連続型HMMを用いて日本語の音節に対する音響モデルの作成を行なった。(2)効率的な双方向探索アルゴリズムの開発双方向型探索では、前向き探索で得られる認識仮説と後向き探索で得られる認識仮説の2つを組み合わせることにより、入力音声全体に対する認識仮説を構成するが、この双方向型探索を効率的に行なうためのアルゴリズムとして、フレーム(時間)同期型の認識アルゴリズムであるOne-Pass法に基づいた方法を開発した。(3)認識仮説の接続可能性判定アルゴリズムの開発有限オートマトンや文脈自由文法のような言語的制約がある場合について、前向き探索で得られる認識仮説と後向き探索で得られる認識仮説が言語的な観点から接続可能であるか否かを判断するための、アルゴリズムの開発を行なった。(1)隠れマルコフモデルを用いた音声認識プログラムの開発昨年度に開発した隠れマルコフモデル(HMM)に基づく音響モデルを用いて、フレーム(時間)同期One-Pass型の音声認識プログラムを開発した。この音声認識プログラムは、言語モデルとして、有限オートマトンあるいは文脈自由文法が使用可能である。(2)双方向探索に基づく音声認識プログラムの開発

上記で開発した音声認識プログラムをもとに、双方向探索に基づく音声認識プログラムを試作した。双方向探索では、前向き探索で得られる認識仮説と後向き探索で得られる認識仮説の2つを組み合わせることにより、入力音声全体に対する認識仮説を構成するが、本プログラムでは後ろ向き探索時には有限オートマトンを、また前向き探索時には有限オートマトンあるいは文脈自由文法が使用可能であるように設計した。(3)双方向探索に基づく音声認識の評価ATR研究用日本語音声データベース中の文節音声データを用いて、(2)で試作した音声認識プログラムの評価実験を行った。前向き探索時に有限オートマトンを用いた場合の文節認識率84.7%(ビーム幅100の場合)に対して、前向き探索時に文脈自由文法を用いた場合には88.6%の認識率を達成することができた。Forward-Backward探索アルゴリズムに基づく双方向探索型の音声認識プログラムを用いて、さまざまな探索条件のもとでの評価実験を行った。認識実験では、評価音声データとしATR自動翻訳電話研究所発行の研究用日本語音声データベースに収録されている音声データを用いた。この音声データをサンプリング周波数12kHz、窓長21.3ms、周期9msのハミング窓をかけた後、12次のLPC分析を行い、スペクトル(WLR)、ケストラム係数の差分(差分CEP)、PWLR距離尺度中のパワー項(POW)の3種類の特徴量を抽出した。また、HMMは離散型出力確率分布を持つ音韻モデルを用い、継続時間長制御なし、子音3状態、母音1状態とした。認識実験においては、まず後向き方向に認識を行い各フレーム毎に有限オートマトンの状態番号と、その状態番号における尤度を保存し、保存した情報を用いて前向き方向に有限オートマトン制約あるいは文脈自由文法制約による探索を行った。文脈自由文法制約による探索では、文脈自由文法をLR構文解析表に展開し、LR構文解析表の状態番号と有限オートマトンの状態の対応付けを行うことにより、認識仮説の接続可能性チェックを行った。各種探索条件による認識率を下に示す。下記の実験結果より、双方向型探索を用いることにより、認識率の向上をはかることができた。(a)前向き探索のみで有限オートマトン制約を使った場合:87.3%(b)後向き探索のみで有限オートマトン制約を使った場合:77.1%(c)前向き・後向き探索ともに有限オートマトン制約を使った場合:87.5%(d)前向き探索に文脈自由文法を後向き探索に有限オートマトン制約を使った場合:88.6%