hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MEMS技術による超高分解能リングレーザジャイロスコープに関する研究

この基板上下方向の光収束を行うため、1つには樹脂レンズをボールレンズと交換する方法、および樹脂レンズの形状をシリンドリカルではなく通常レンズ形状に三次元加工する方法を試みた。前者でのボールレンズのアライメントはこれまでの成果であるミラー・樹脂一体化形成手法を用いて樹脂によるボール保持機構を形成した。後者についてはハーフトーン露光の手法を行うべく別途専用露光設備を立ち上げた。結論としてはボールレンズを用いる方法はデバイス形成に若干の手作業的アセンブリが必要ではあるが、十分な集光力が得られることを確認している。ハーフトーン露光による三次元レンズの形成については今のところ有意な結果が出ておらず、この手法を採用する場合にはもう少し時間が必要であると思われる。また、角速度検出機構となる光干渉計測システムを構成し、干渉計測を行えるようになった。現在デバイス内を周回する干渉光の計測は、光ファイバーをデバイスに結合し外部の光検出器により行っているが、今後ミラー系へ直接光センサを組み込み、デバイス単体で電気信号を取り出していく予定である。本年度の研究は、昨年度から継続して行っているミラー・樹脂形成のためのハーフトーン露光装置の運用と条件確定、CODE-Vによるレーザダイオードとボールレンズ接合の最適値設計と試作、全ミラー表面の赤外レーザ光反射率向上のためのミラー面への金薄膜形成技術の確立、干渉光取り出し用樹脂プリズムの特性詳細評価などを行い、リングレーザジャイロとしての基本的構造をくみ上げた。まず、ハーフトーン露光装置についてはSU-8の3次元リソが適正に行え、傾斜面を任意に設定できる構造が実現できることを示し、レーザダイオード用保持機構、ボールレンズ保持機構を構成することができることを実験的に示した。また、光学シミュレータCODE-Vを導入し、レンズ系の光学設計を新たに行って、定量的に設計の指針を得ることができた。これによってレーザダイオードのコリメートを従来設計のシリンドリカルレンズに対し大幅に向上することができた。つぎに、全反射ミラーについて、本システムでは赤外レーザを効率よく反射させるために金の薄膜のコーティングが必要であり、これまでこのコーティングは(ミラーが複数あるため)複数回の、密着強度向上のためのクロムの蒸着、その上への金の蒸着、というように比較的手数が必要な工程を行ってきた。我々は、この工程を簡略化するために、シリコンミラー上へ直接金メッキを行う手法を見いだした。これによってミラー面薄膜形成は簡易なメッキ工程で形成でき、またハーフミラーとなるべきミラーには選択的にメッキを行わないこともできる。メッキ面は光学ミラーとして十分小さな表面荒さをもち、赤外光周回に極めて単純な作業で大きな反射率を持つミラーを形成することができる。最後に干渉光取り出し用樹脂プリズムの特性評価の結果、システムとして適切な分光特性を持ちうることを明らかにした。以上、MEMSリングレーザジャイロの基礎技術を確立した。
論文・書籍の電子化にともなう査読制度の変容に関する文化生産論的研究

本研究では、研究成果の公表媒体の電子化が、学術情報の質に対して与える影響を、査読制度に見られる変容という観点から明らかにすることを目指した。文書資料の検討やフォーマル・インフォーマルの聞き取りを中心とする調査の成果は、学術情報の電子化が学術情報の生産と流通の効率化に大きく寄与する一方で、ピアレビューの匿名性の維持や審査対象となる投稿論文の量的拡大という点で重大な問題を提起していることを明らかにしている。また、6ヶ月間にわたる海外調査は、選択的な資源配分と密接な関連を持つ国家規模の研究評価が、発表媒体の論文への過度の集中そしてまた研究方法と対象の幅を狭めていくことの可能性を示唆している。平成23年度までの研究成果を踏まえて、一方では、国内外の大学出版部、民間の出版社、学協会等における査読システムの歴史および現状について主として文献調査および聞き取りを中心にして作業を進めた。特に学協会については、みずからシニアエディターおよびレフェリーとして審査にあたってきた論文等の内容や審査プロセスについて(個人情報には十分配慮しながら)検討を進めてきた。また、それらのプロセスが電子化を通してどのように促進され、またどのような問題点を含んでいるのか、という点については、特に匿名性というポイントを中心にしてとらえてきた。並行して、それら書籍、論文等の掲載がさらに大学の機関評価や自己評価に参照され、また、各種メディア、民間団体等からのランキング等にも使用される実態とその背景について、広い意味での監査(audit)という観点から検討をおこなってきた。その結果明らかになってきたのは、個々の研究者ないし研究プロジェクトの成果としての論文・書籍等の査読の範囲を超えて、研究成果が研究資金の傾斜配分に関連づけられていく動向が、世界全体で展開されている高等教育機関の役割の見直しと深く結びついているという事実である。この動向は、高等教育というものを、グローバルな視点(教育政策のみならず、その市場性ないし疑似市場性)からとらえていくことの必要性と緊急性を改めて認識させるものであったと言える。平成24年度までの研究成果をふまえて、平成25年度に特に重点を置いたのは、国際比較である。平成25年6月末から12月末にかけては、研究休暇を利用して英国に滞在して、同国の代表的な研究評価制度であるRAE(Research Assessment Exercise)およびその後継制度であるREF(Research Excellence Framework)に関して、第一次資料を含む資料収集と現地の関係者への聞き取りをおこなうことができた。英国調査では、以上の資料収集と並行して、現地の高等教育関係者11名へのフォーマルな聞き取りをおこなった。その内訳は9名の大学のスタッフおよび英国高等教育財政審議会の研究部の現部長および元部長の各1名である。これに加えて、現地調査の期間中には、折りにふれて大学関係者に対してインフォーマルな聞き取りをおこなうことができた。主として聞き取りを中心にして、日本の大学出版部および学術出版社における書籍刊行に関する査読制度の現状とその背景について検討をおこなった。その結果改めて明らかになったのは、欧米とは異なり、日本の大学出版部あるいは学術出版社において本格的な査読がおこなわれることはきわめて稀であるという事実である。これは、自然科学の分野などを除き、ジャーナル等においても日本の学術界において近年まで査読制度が広く普及していなかったことを反映するものと思われる。一方、海外の大学出版部および学術出版社における査読の現状について、オフィシャルなアナウンスメントなり公式見解とは別に実際に書籍を刊行してきた著者等に確認したところの結果によれば、欧米においても、実際には査読がきわめて名目的なものにとどまるケースが少なくないという点も確認された。また、査読が刊行意思決定「以前」というよりは、むしろ刊行自体がほぼ確定した後に、一種の確認の手続きの一環としてなされる場合もあることも確認できた。もっとも、これがどの程度広範におこなわれているものかどうかという点については、今後のプロジェクトで確認すべき事項ではある。電子化と査読制度の関係については、欧米においては、プライオリティの確保と査読の公平性のバランスがきわめて重要な懸案事項として浮かび上がっていることを確認することができた。日本においても、ワーキングペーパーの普及等によって、匿名性を保証することが困難になってきていることが、ジャーナルのエディター経験者だけでなく、書籍刊行において査読を依頼された研究者の証言からも明らかにされている。本研究の目的は、学術情報の電子化にともなって転換点を迎えている査読制度及び学術情報に関わるゲートキーピング一般について、その実態と変容の背景について明らかにしていくことにある。平成23年度と平成24年度は、国内の状況の分析を中心とした。人文社会科学の分野に焦点をあて、研究者および学術出版関係者に対する聞き取りを通して、著者と編集者との社会関係が軸となる意思決定にもとづく学術書の刊行の背景として、学術ジャーナル等に関する査読制度の未整備という事情があることを確認した。

その一方で、欧米の学術出版社および大学出版部等での刊行経験のある著者への聞き取りを通して、欧米においても、実際には査読が名目的な手続きにとどまる場合もあるという点が明らかになった。また、電子ファイルとして公開されるワーキングペーパーや機関リポジトリ等の普及によって、匿名性の維持が困難になっていることがこのような状況の1つの背景であることも確認できた。平成25年度と平成26年度は、研究の範囲を広げて国際比較に重点を置いた。平成25年度には、英国において約6ヶ月間の、聞き取りを中心とする現地調査と資料収集にあたり、国家レベルの研究評価制度の分析を進めた。最終年度である平成26年度には、以上の研究成果の集大成として、英国の研究評価制度の歴史と機能を中心テーマとする英文の論文をまとめた。また、二次資料の分析を通して、英国における2008年前後からの制度変革の経緯に関する分析を進めた。以上の研究成果は、平成27年度に開始される予定の、科学研究費助成による、研究評価制度に関する国際比較研究に受け継がれる。同研究では、研究分担者2名および海外研究協力者2名を含む研究体制のもとに、主として日英の制度の比較を通して、選択的資源配分および大学間の機能分化という政策が持つ効果と意図せざる結果に焦点をあてていく。社会学当初構想していた書籍・論文の電子化にともなう査読制度の変容については、既に文献研究および聞き取り等を通じて知見が蓄積されつつある。その結果は、電子化が一方では査読をめぐるプロセスを円滑かつスピーディにおこなうことを可能にしていることを示している。しかし他方では、電子化によって膨大な量の投稿論文が特に新興国等を中心にして押し寄せるようになり、そのゲートキーピングのシステムがオーバーロード気味になっていることも確認できたことは、この研究の当初の目的からして重要な知見であったと言える。また一方で、研究の途中から明らかになってきた、査読プロセスとそのアウトプットを含むより広い社会的・政治的・経済的文脈としての機関評価や研究資金、教育助成金等の傾斜配分という問題について解明の糸口が見えてきたことは、本研究によって最終的に得られると思われる知見が持つ社会的意義という点で大きな可能性を示しているものと思われる。平成24年度の研究実績をふまえて、平成25年度は、査読プロセスとそのアウトプットが位置づけられる、より広い社会的・政治的・経済的文脈としての機関評価や研究資金・教育助成金の傾斜配分という問題について、海外での一次資料収集と聞き取りを含む調査によってより深く掘り下げることが出来た。現在までの達成として特筆すべきは、英国において、研究評価制度ー既にその多くが査読を経て公表された論文・書籍等について、さらにピアレビューをおこなうという点に関しては、「メタ査読」と呼ぶことができるーが、学問分野においては、その学術コミュニケーションのあり方を大きく変える方向で影響を与えているという事実を確認できたことである。
空間構造モデルによる寄主-寄生者系の進化と種分化に対する遺伝子流動の影響の解析

無脊椎動物の細胞内に寄生するボルバキアというバクテリアの一種は、特に昆虫類の繁殖に際してメス化、オス殺し、単為発生、細胞質不和合性といった性発現の異常を引き起こすことが知られている。今年度は、ボルバキアによって引き起こされる一方向性の細胞質不和合性が寄主の種間での生殖隔離をもたらし、その結果、交雑が抑制されることで種が安定的に維持される機構について理論的な観点から研究を進めた。大陸とその周辺の島嶼の関係のように方向性のある移入を想定し、近縁種の流入を受ける島嶼において固有な種が維持される条件を、ボルバキアによる細胞質不和合性の役割に注目しながら解析的に調べた。その結果、一方向性の細胞質不和合性の存在が種の安定的な存続に寄与しうることが明らかになり、そのための条件も解析的に得られた。その結果からは、島嶼の種に局所的な適応がある場合にはその種はより安定的に維持され、また、移入率が中程度の場合には交配前の生殖隔離が進化する場合があることなども示された。これらの成果はPLoSOneに発表されている。以上の成果は、細胞内寄生体と寄主の相互作用が生物多様性の維持において一定の役割を果たしている可能性を示すもので、生物多様性の理解において新たな視点を与えるものである。寄主の種分化に対する寄主の繁殖に影響を与える細胞内共生微生物ボルバキアの役割を理論的に検討した。中心になる大きな集団から周辺部に小集団が生じたときに、種分化が起きやすいことは周辺種分化(Peripatric Speciation)として広く知られている。今回の研究では、まず、周辺集団にオスの形質に適応進化が起こる状況を想定する。さらに、オスの遺伝子座とメスのそれに対する好みの遺伝子座の共進化(性淘汰として知られている)に、ボルバキアの感染を遺伝的相違として導入したモデルを構成した。中央集団がボルバキアに感染していて周辺集団がボルボキアの感染から逃れたとき、中央集団から周辺集団への遺伝子流動が妨げられるようなメスの行動レベルの進化が起きることが確かめられた。それは、ボルバキア感染オスとボルバキア未感染メスの子の誕生率が低下するため、周辺集団のメスが中央集団からの移動オスを避けることが有利だからである。このような淘汰圧が長期的に維持されるためには、中央集団がボルバキア感染集団で周辺集団では多くの個体が未感染個体であるというパターンが維持される必要があり、そのためにはボルバキアによる誕生率低下の程度が低いことが必要であることが分かった。この研究によって、いくつかの条件が必要であるけれども、ボルバキアは寄主の周辺種分化を大きく促進する要因であることが分かった。多くの結果は、有効分散率(Effective Dispersal Rate)の概念を使って解析的に求めることができたがコンピューターによるシミレイションも補完的に使った。有効分散率と遺伝的ソース・シンクの概念を使って、種分化におけるホールデンの規則の役割は何か、一方向の細胞質不和合を起こす寄生微生物(ボルバキア)が寄主の種分化を促進するか、集団構造は競争種の共進化に影響するかについて研究を行った。有効分散率とは、遺伝子流動の大きさから見た分散率の修正値であり、遺伝的ソース・シンクとは個体数動態におけるソース・シンクの考え方を遺伝子流動に応用したものである。有効分散率については、異なるいくつかの定義を定式化し、それらの同等性を示すことができた。種分化の促進につては、交雑オスや不妊メスによる性比のひずみを考慮して、交配前分離の強化による種分化の標準的モデルを修正し、有効分散率を使って、性比のひずみが遺伝的シンクを生み出し、配偶者選好の進化圧を低下させることを示すことができた。ボルバキア感染集団と非感染集団はその間に分散があっても維持されること、この状況下で一方向細胞質不和合は配偶前分離の選択圧になることを示した。さらに、有効分散率の概念を使った詳しい理論解析により、ボルバキアによる種分化が非対称な配偶前分離の強化を引き起こすことを示した。この結果を、Telschowが、プエルト・リコのボルバキア国際会議で発表した。構造のある集団における共進化については、繁殖寄生者は寄主集団の遺伝子流動を大きくゆがめることを示した。この結果を、J.Evolutionary Biologyに発表した。さらに、外来侵入種の増加と減少のパターンを在来種との相互作用と各種にかかる選択圧の観点から説明することができた。

その結果からは、島嶼の種に局所的な適応がある場合にはその種はより安定的に維持され、また、移入率が中程度の場合には交配前の生殖隔離が進化する場合があることなども示された。これらの成果はPLoSOneに発表されている。以上の成果は、細胞内寄生体と寄主の相互作用が生物多様性の維持において一定の役割を果たしている可能性を示すもので、生物多様性の理解において新たな視点を与えるものである。
集積型金属錯体を利用する金属微粒子内包カプセル型構造体の新規合成法の開発

金属ナノ粒子を内包したカプセル型構造体はその特異的な構造から様々な特性を示すことが知られている。しかしながら、これまでの合成法は金属によって合成法が異なり、また煩雑な手順を要するものがほとんどである。そこで本研究では、集積型金属錯体を鋳型に用いた簡便な合成法の開発を行なった。その結果、亜鉛、コバルトまたは銅を含む集積型金属錯体を用いることで、対応する酸化物ナノ粒子を中空シリカ粒子に内包したカプセル型構造体を得ることに成功した。また、集積型金属錯体に別の金属塩を吸着させることで、集積型金属錯体を作らない金属に対しても同様なカプセル型構造体が得られることを見出した。本研究では、(1)様々な金属種と有機配位子から合成ができる、(2)規則正しい細孔構造を有し、大きな細孔容積を持つ、という集積型金属錯体の利点に着目し、その集積型金属錯体を鋳型として用いた新規なカプセル型構造体の合成法の開発を目指した。本年度は硝酸亜鉛と2-メチルイミダゾールによって構成される集積型金属錯体を用いて検討した。まず、集積型金属錯体のサイズの制御を試みた。その結果、調製時の2-メチルイミダゾールの濃度によって得られる集積型金属錯体のサイズを制御できることを明らかにし、100ナノメートル程度のサイズの小さな集積型金属錯体粒子の合成に成功した。シリカ被覆は、これまでのカプセル型構造体を合成する時に用いてきた、テトラエチルオルトシリケイトの加水分解を利用する方法で行なったところ、集積型金属錯体粒子もシリカ被覆できることが分かった。シリカ被覆した集積型金属錯体を700度で焼成したところ、シリカ粒子の内部には約10ナノメートルの微粒子と中空構造がTEM観察により確認された。XRD測定からは集積型金属錯体のパターンは確認できず、酸化亜鉛のパターンが見られた。このことから、集積型金属錯体を構成する2-メチルイミダゾールは焼成によって除去され、亜鉛はシリカ粒子内部で凝集し、酸化亜鉛粒子となったことで、カプセル型構造体の合成に成功したと考えられる。さらに、金属源のみを硝酸コバルトに変えて同様の実験を試みたところ、酸化コバルトの微粒子を中空シリカ粒子に内包したカプセル型構造体の合成も可能であることを明らかにした。平成27年度の研究計画として、1集積型金属錯体の微粒子の合成、2シリカ被覆、3シリカ被覆集積型金属錯体微粒子の分解によるカプセル型構造体内部での微粒子生成の確認、の3点を目標としていた。硝酸亜鉛や硝酸コバルトと2-メチルイミダゾールからなる集積型金属錯体を用いることで、それぞれの目標を達成し、酸化亜鉛や酸化コバルトの微粒子を中空状のシリカ粒子に内包したカプセル型構造体の合成を達成しており、研究はおおむね順調に進展していると言える。金属ナノ粒子を中空状の粒子に内包させたカプセル型構造体は、粒子の安定化などの観点から魅力的な構造体である。しかしながら、報告されている合成法は、手順が複雑で、また金属種によって異なり、未だ確固たる手法が開発されていない。本研究では、集積型金属錯体が様々な金属種から合成が可能で、かつ大きな細孔容積を有するという点に着目し、この集積型金属錯体を鋳型として用いた新規合成法の開発を目指した。前年度の研究で、硝酸亜鉛と2-メチルイミダゾールから得られる集積型金属錯体を鋳型として、酸化亜鉛のナノ粒子を中空シリカ粒子に内包したカプセル型構造体の合成に成功している。本年度は、前年度に得られた合成法の適応拡大を目指し、カルボキシル基を有するトリメシン酸と硝酸銅からなる集積型金属錯体を用いて合成を検討した。その結果、前年度に得られた合成法ではシェル形成時に集積型金属錯体が分解してしまい、カプセル型構造体は得られなかった。これは、有機配位子が異なることで、溶液中での安定性が変化したためと考えられた。そこで、集積型金属錯体の表面処理を様々検討したところ、アミノ基を有するアルコキシドで処理することで、カプセル型構造体を得ることができた。集積型金属錯体粒子表面を被覆することで分解を抑制しつつ、シリカ層の形成が促進されたと考えられる。さらに、鋳型として用いる集積型金属錯体の細孔内に金属塩を吸着させ、カプセル型構造体の合成を試みた。その結果、内包できるナノ粒子のサイズの制御に課題は残るものの、同様の合成法で白金ナノ粒子を内包したカプセル型構造体の合成に成功した。以上の結果より、集積型金属錯体を利用することで、様々な金属ナノ粒子を内包させたカプセル型構造体が合成できることから、カプセル型構造体の利点を活かした、金属ナノ粒子の新しい用途開拓が期待される。

平成27年度で得られた知見をもとに、平成28年度は他の金属への展開を行なっていく。一方で、平成27年度の研究を進めるなかで、有機配位子をテレフタル酸に変えた亜鉛の集積型金属錯体を用いた場合、うまくシリカ被覆ができないことが明らかとなった。これは集積型金属錯体のシリカ被覆時の溶液中での不安定性が原因であると考えている。そこで、有機配位子への官能基付与や、ポスト処理を行うことで集積型金属錯体の安定化を試み、有機配位子に依らないカプセル型金属錯体の合成を行い、金属源や有機配位子に依らない合成法の確立を目指す。材料合成研究成果が出てきた時期が遅く、予定していた学会への参加や実験補助者の雇用ができなかったため。平成28年度は前年度の結果をもとに学会に積極的に参加する予定である。また、新たに見つかった課題に対して集中的に取り組んでいく。
アポトーシス阻止に作用する遺伝子FAP-1の遺伝子

FAP-1(Fas-Associated Protein-1)は細胞死に関係する遺伝子のひとつであるが、血液幹細胞の1分画であるCD34陽性細胞でさらに分化マーカーによって4つの細分画に分けて細胞を集め、遺伝子の発現を検討した。FAP-1は顆粒球/マクロファージコロニー、赤芽球コロニーでは発現に差違を認めなかった。FAP-1はT細胞のアポトーシスに関与しているので、T細胞性白血病のアポトーシスの機序をさらに検討した。3つの蛋白が精製でき、1つは内皮細胞由来インターロイキン8(IL-8Eと略す)であった。内皮細胞とT細胞性白血病との相互作用を観察したところ、IL-8Eが放出され、アポトーシスが誘導された。この作用機序を検討中である。Fasリガンドによるアポトーシスは、T細胞が活性化されないと誘発されないことから、その作用機序としてFAP-1よりもFasリガンドに対するdecoy receptorの発現増強が関与している報告が出ており、検討が重要と考えられた。血液幹細胞を含む分画の一つとしてCD34^+CD33^-細胞におけるFAP-1遺伝子の発現を、さらに分化した分画と比較してReverse Transcription Polymerase Chain Reaction(RT-PCR)で検討した。未分化な細胞ほど発現量が多い事が予想されたが、差違を認めていない(投稿準備中)。分化によりFAP-1遺伝子の発現が白血病細胞でどう変化するのか検討中である、我々は分化により新しい遺伝子が出現することを見出し、報告した。現在アポトーシスに関与する遺伝子との変化や蛋白レベルでの変化を検討するため大腸菌に発現したものを精製したもの、合成したペプチドによりウサギに免役したポリクローナル抗体を作成中である。骨髄異形成症候群や白血病、リンパ腫での検討を考えている。他に種々の疾患における血清Fasリガンド濃度を共同研究により測定し、T,NK細胞性腫瘍で高値であることを報告した。HIV患者での測定が、種々の段階でのAIDSで要求されている。他にFAP-1との関連で、シグナル伝達に関する研究によりTecの関与について研究した。FAP-1に関連して、コロニー形成単位をつりあげて、FADD、RIP、ICEなどの遺伝子発現を検討したが、bcl-x差違を認めており、血液系でのアポトーシスの制御はFas系とbcl-xが重要と考えられた。また新しくアポトーシスを誘導する蛋白の精製を行った。HIVウイルスのエントリ-にはCD4とfusin(CCKR5)という分子両方の存在が必要であり、精製蛋白がこれらとどう関与するのか検討中である。白血病やT細胞性リンパ腫において精製蛋白とFAP-1との相互作用を検討中である。精製蛋白の受容体及びシグナル伝達機構は未解明であるが、FACSを用いて解析する.Fas抗原(CD95)及びTNF受容体との動きについて検討を考えている。細胞死に関係する遺伝子の一つとしてFAP-1(Fas Associated Protein-1)の発現を、血液幹細胞の1分画として、CD34陽性細胞をいくつかの細分画に分け、FAP-1だけでなく、Fas,FasL,FADD,TRADD,bcl-2ファミリーのようなアポトーシス阻止にも作用する遺伝子の検討も行った。FAP-1の発現は幹細胞の分化の程度では特に著明な差は認めなかった。またCD34陽性細胞を用いて顆粒球/マクロファージコロニー、及び赤芽球コロニー集団の細胞からmRNAを抽出して同様の遺伝子発現を検討した。FAP-1遺伝子の発現には差を認めなかったが、bcl-X遺伝子の発現に大きな差を認め、特に巨核球分化にも重要である事がわかった。AIDS患者のT細胞のアポトーシスが免疫不全の進展に重要と考えられるため、T細胞性白血病株細胞のアポトーシスの機序について検討した。白血病株細胞の20リットル培養液よりアポトーシス誘導活性及びMTT測定による増殖抑制により精製を試みた。各種クロマトグラフィー及びHPLCにより単一蛋白に精製し、N末端アミノ酸配列解析を行ったところ、内皮型インターロイキン8(IL-8)と判明した。内皮型IL-8のみで、単球由来型IL-8にはその活性はなく、現在ケモカインレセプターがHIVの感染に重要と考えられており、この受容体とアポトーシス機序の解明は重要であると考えられ、研究を進行中である。FAP-1(Fas-Associated Protein-1)は細胞死に関係する遺伝子のひとつであるが、血液幹細胞の1分画であるCD34

陽性細胞でさらに分化マーカーによって4つの細分画に分けて細胞を集め、遺伝子の発現を検討した。FAP-1は顆粒球/マクロファージコロニー、赤芽球コロニーでは発現に差違を認めなかった。FAP-1はT細胞のアポトーシスに関与しているので、T細胞性白血病のアポトーシスの機序をさらに検討した。3つの蛋白が精製でき、1つは内皮細胞由来インターロイキン8(IL-8Eと略す)であった。内皮細胞とT細胞性白血病との相互作用を観察したところ、IL-8Eが放出され、アポトーシスが誘導された。この作用機序を検討中である。Fasリガンドによるアポトーシスは、細胞が活性化されないと誘発されないことから、その作用機序としてFAP-1よりもFasリガンドに対するdecoy receptorの発現増強が関与している報告が出ており、検討が重要と考えられた。
木材乾燥に対する意識の位相と国産乾燥木材の生産流通及び価格形成の適正化の研究

木材の流通・利用をめぐる状況の変化の中で、すなわち(1)住宅供給形態の変化(企業の進出やプレカットシステムの増加)、(2)冷暖房の普及や遮音・断熱性に対する要求の向上、(3)大型木造建築物の増加、(4)伐出産生の機械化や原木市売市場の発達等による木材の生産・流通構造の変化、などに伴って木材の乾燥問題がクロ-ズアップされるようになった。しかし、1987年の乾燥木材の生産量は945m^3で、製材工場の製材品出荷量の3.1%を占めるに過ぎない。しかも大半が造作材、フロ-リングや集成材の原板、家具用材、梱包用材等であり、柱角のような建築用構造用材は29%に過ぎない。本研究では、建築用木材の分野での乾燥木材の生産・流通の最適シストムを明らかにすることを目的に、製材工場(1989年度)とプレカット工場(1990年度)の木材乾燥に対するアンケ-ト調査並びに原木乾燥に関する産地調査(1991年度)を実施した。木材乾燥は原木の天然乾燥と製材品の天然及び人工乾燥との効果的な組合せが課題であるが、スギ材産地の製材工場では、製品の天然乾燥(1ヶ月以上)は39%、人工乾燥は22%、原木天然乾燥(1ヶ月以上)でも48%が行っている過ぎない。これは乾燥木材と生材との価格差が小さく乾燥コストが償えないからであるが、木材乾燥による材質や商品管理上のメリットについては多くの製材工場が認めている。プレカットは在来木造建築の分野では顕著な伸びが続いているが、プレカット工場の木材品質に対する要求は一般工務店よりも厳格である。部材の含水率管理の現状はまだ甘いが、それは乾燥木材供給量の絶対的な不足によるところが大きい。葉枯らし等による乾燥原木の生産量は688千m^3、国有林230千m_3、民有林458千m^3であり、民有林では奈良県を中心とする近畿地区に36%が集中する等地域性が大きい。またマニュアルの見直しを求める声も強い。木材の流通・利用をめぐる状況の変化、すなわち(1)住宅供給形態の変化(企業の進出やプレカットシステムの増加)、(2)冷暖房の普及や遮音・断熱性の向上の要求等の生活様式の変化、(3)大型木造建築物の増加、(4)伐出生産の機械化や原木市売市場の発達等による生産流通構造の変化などによって木材の乾燥問題がクロ-ズアップされるようになったが、乾燥木材の生産量はごく少ない。1987年に乾燥木材の生産量は945千m^3で、国産材44%、外材45%であるが、同年の製材工場の製材品出荷量の3.1%を占めるに過ぎない。しかも大半が造作材、フロ-リングや集成材の原板、家具用材、梱包用材などであり、柱角などの構造用材は29%しかない。乾燥木材の生産流通の最適システムを検討するために、製材工場のアンケ-ト調査を、木材乾燥では最も問題点の多いとされているスギ材の主要な産地(秋田県北部地方、静岡県天竜地方、徳島県那賀川流域、宮崎県都城地方、熊本県小国地方及び球磨地方、大分県日田地方及び佐伯地方)の製材工場について行った。

木材乾燥には原木の天然乾燥と製材品の天然乾燥及び人工乾燥があり、これらを効果的に組み合わせることが課題であるが、原木の天然乾燥1カ月以上は48%、製材品の天然乾燥1カ月以上は39%、製材品の人工乾燥は22%の工場が行っている。多くの製材工場が、木材乾燥は、(1)狂いの減少など材質の向上、(2)在庫中のロスの減少や経営上の歩留まりの向上など商品性の向上、などにきわめて有効であると認識しているが、乾燥による価格向上が乾燥コストを償うに至らないため、乾燥施設の導入や増設の計画を持つ工場は44%に留まっている。もっとも、県レベルでの乾燥への取り組みを反映して、新増設計画(熊本県は63%、徳島県は19%)にみるように県による変異が著しい。木材流通をめぐる近年の変化の特徴として,建築施工現場への木材製品のジャストインタイムな納入の増加がある.この場合,納入木材製品については,現場施工の省力化が可能であり,しかも寸法精度や乾燥の度合などが適正に管理されていることが条件とされることが多い.つまり,十分に品質管理された木材製品を決められた数だけ,決められた時間に,決められた場所場所まで届けることが求められているのである.このような木材製品の品質管理の動きの最も典型的な事例の一つとしてプレカット材があり,その需要はさらに伸びるものとみられ,プレカット加工工場は年々着実に増加している.プレカット工場における品質管理は上のような状況を反映して比較的厳しく,乾燥木材に対する要求も一般の大工工務店に比べてはるかに厳格である.そこで,乾燥木材の生産流通の最適システムを検討するために,全国のプレカット工場(213工場)に対するアンケ-ト調査を実施した.調査項目は,工場の概要,加工用部材の仕入,加工部材の納入形態,加工用材料の樹種,加工用材料及び加工部材の検査,乾燥木材のメリット,木材乾燥についての考え方等であった.プレカット部材の含水率を管理している工場数は少ないが,乾燥木材に対する関心は高く,多くの点で乾燥木材の優位性を認め,人工乾燥木材を利用したいと答えている.また,乾燥木材のあるべき含水率についての理解もきわめて具体的である.近年,国産材産地の製材業においても木材乾燥に対する関心が急速に高まり,乾燥木材を地域産材の銘柄化の軸にしようとする動きが強まっている.乾燥木材が圧倒的に多い本国挽外材製品の競争に加えて,人工林の成熟にともなって激化すると思われる産地間競争への最も有力な方策として,乾燥木材によって製品差別化を行おうとする試みが増えているのである.ところで木材乾燥では,原木丸太の乾燥が,荒挽き材の天然乾燥とともに人工乾燥の前処理としてきわめて重要である.原木丸太の乾燥は,人工乾燥の際に生じる木材の割れや狂いを減らし,また製品個々の含水率のばらつきをなくす等,製品分どまりを高め,乾燥コストを軽減し,乾燥木材の品質向上を図る上でもきわめて重要な過程である.そこで,このような乾燥原木丸太の生産と流通の現状を全国的に調査した.1990年の乾燥原木の生産量は,国有林が230千m^3,民有林が458千m^3,計688千m^3であり,年々着実に増大している.民有林では奈良県を中心とする近畿地区が164千m^3で圧倒的に多く,素材生産量に対するシェアも11%(全国3%)と際だって高い.近畿についで量的には東北,九州が大きいが,いずれも素材生産量に占める割合は2%弱に過ぎない国有林では,乾燥原木はサンドライと命名され,国有林材の有利販売のエ-スと位置づけられている.11月以降伐採,46月販売の寒伐り材と梅雨明け伐採,911月頃販売の葉枯らし材との2種類がある.乾燥原木は,取扱輸送や虫害等については評価が高いが,割れひび割れ,青かび,やけ(変化)など木材の化粧性に関わる点についてはマイナス評価が多い.特にヒノキのサンドライについてはマニュアルの見直しを求める声が強い.
配位結合を介した酸化物ナノ結晶の基板上多元自在集積

カルボキシル基、カテコール構造などは、金属酸化物の表面と配位結合を形成しうる。昨年までの研究により、分子構造の両端にこれらの官能基を持つ有機分子の存在下で金属酸化物ナノ粒子を合成することで、有機分子がナノ粒子を互いに結合させてナノ粒子の集積構造を形成することが明らかとなった。一方、酸化物ナノ結晶の基板上集積を実現するためには、この集積構造が形成される前の単一粒子を取り出す必要がある。そこで、反応条件を1秒程度の極めて短い時間で制御可能な流通式反応器を用いて、この集積構造の形成過程の解明を試みた。流通式反応装置を用い、0.01 Mの硝酸セリウム水溶液にグルタミン酸が最大で0.05 Mの濃度で溶解している原料溶液を急速加熱した。反応温度を250300°C、反応時間は0.7から32 sの範囲で変え、反応圧力は25 MPaとした。生成物の電子顕微鏡像より、グルタミン酸の濃度が高いと結晶子径が小さくなること、グルタミン酸濃度が0.05 Mの場合は結晶子径が20 nm程度、生成物径が50から80 nmであることがわかった。この結果は、1次粒子が集積して5080 nmの構造が形成されることを示している。一方、275°Cの合成温度において、反応時間が0.7 sでは球形の、8.0 sでは立方体の生成物が形成された。この結果は、合成温度の上昇に伴い集積構造が変化する事を示しており、集積構造の設計を可能にする重要な知見である。そこで、生成物の断面構造における結晶の方位解析を行った所、球状の粒子は結晶方位が異なるいくつかのドメインから構成されているのに対して、立方体の粒子では全て同じ結晶方位となっていることが明らかとなった。この成果は1次粒子の方位が揃うとともに、生成物の形状が変化することを示しており、合成条件の制御により多彩な構造形成が可能であることが明らかと成った。25年度が最終年度であるため、記入しない。まず、これまでに我々がナノ粒子の集積構造を形成した反応条件を制御することで、配位性の官能基を有するナノ粒子の合成を試みた。反応時間を0.1 sオーダで制御することが可能な流通式の反応装置を用い、カテコール構造を有する3,4-dihydroxy- hydroxycinnamic acid(DHCA)の共存下で酸化鉄ナノ粒子を水熱合成した所、約1020 nmのFe3O4ナノ結晶を合成することに成功した。回分式反応器を用い反応時間を10 minとした時には、約20 nmの粒子が集積した50500 nm程度の構造が形成されており、反応時間を制御することで、集積構造の1次粒子を得ることができた。この1次粒子は、FTIRによる官能基の結合状態の評価とゼータ電位測定による水中での電位評価により、1つのナノ粒子の表面にDHCA分子が結合し、外側にカルボキシル基を向けていると考えられる。SQUIDにより磁性を評価した所、室温では超常磁性、5 Kでは強磁性を示し、飽和磁化はそれぞれ75.4, 86,7 emu/gであった。この数値は、バルクのマグネタイトとほぼ等しく、負のサイズ効果は現れなかった。本年度はさらに、多面体ナノ粒子が向きを揃えて配列する過程の観察を行った。

これまでに、両端にカルボキシル基を有する直鎖炭化水素の存在下で酸化セリウムナノ粒子を合成すると、正8面体のナノ粒子が結晶方位を揃えて配列した集積構造を形成することを明らかにした。そこで、流通式の反応装置を用い、均熱部を通る反応管の長さを変えることで合成時間を変化させ、その合成過程の変化を明らかにした。その結果、生成した10 nm程度のナノ粒子が、275°Cの水中で向きを揃えて複合化し、2次構造を形成する過程を明らかにした。当初の予定である、配位結合能を持つナノ結晶の合成に成功したことに加え、反応時間の増大とともに、ナノ結晶が向きを揃えて集積する過程を明らかにすることに成功しており、当初の計画以上に進展をしている。今後、基板に配位結合能を付与し、基板ーナノ粒子間を配位結合により結合させ、基板上におけるナノ粒子の集積を実現する。粒子同士の配位結合の形成を抑制するために、基板上でのナノ粒子の集積を確認後は、ナノ粒子の濃度を低くしつつ集積を行い、単一ナノ粒子層の形成を目指す。この手法によるナノ粒子の集積が難しい場合は、ナノ粒子の合成場に基板を置き、そこでの集積を試みる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
再生医療材料評価に向けたマイクロフォーカス軟X線装置へのK吸収端フィルタの実装

再生医療において、X線計測は非侵襲的な方法として期待されている。本研究では、生体高分子材料の画像化と骨塩量評価が可能なマイクロフォーカス軟X線装置の試作を目標に、1K吸収端フィルタ厚パラメータ及び管電圧パラメータの数値シミュレーション、2準単色軟X線による高コントラスト画像の取得、3準単色二重エネルギー軟X線を利用した骨密度量の定量的計測法の精度検証を目的としている。基礎的検討としてマイクロフォーカス軟X線装置の連続X線に対して、K吸収端フィルタ(金属フィルタとしてジルコニウムと錫を採用)による連続軟X線の準単色化及び二重エネルギー化に最適なフィルタ厚パラメータと管電圧パラメータに関する数値計算を行った。数値計算の結果を実証するためにX線スペクトルを実測し、単一フィルタ時の管電圧及びフィルタ厚の最適条件についてはK吸収端エネルギーより10keV高くなるような管電圧においてフィルタ厚0.3mmが単色化条件として適当であることを確認した。二重フィルタ時は管電圧35kVにおいてフィルタ厚が錫0.3mm、ジルコニウム0.2mmが最適であった。応用的計測法として、第一に準単色軟X線を用いた生体高分子材料の高コントラスト画像の画質評価を行った。その結果、単色性の高いX線スペクトルを用いることによって画像のコントラスト分解能が向上することが認められた。第二に準単色二重エネルギー軟X線を用いて骨塩量の測定精度について評価を行った。アルミニウムを模擬骨試料として、アルミニウム厚1mmから3mmの範囲内で相対誤差5%以内で一致した。本研究が示した準単色X線技術は、従来の方法に比べると汎用性が高く、X線エネルギーについては対象組織によって検討する必要があると考えられるが、再生骨材料評価が簡便に実施できるようになることが期待される。本研究では、生体高分子材料の画像化と骨塩量評価が可能なマイクロフォーカス軟X線装置の試作を目標に、1K吸収端フィルタリングパラメータ(フィルタ種とその厚さに関するパラメータ)及び管電圧パラメータの数値シミュレーション、2準単色軟X線による高コントラスト画像の取得、3準単色二重エネルギー軟X線を利用した骨密度量の定量的計測法の精度検証を目的としている。X線エネルギーの準単色化にはK吸収端フィルタの選択と管電圧に関する適切な条件設定が必要となる。平成28年度は、基礎的検討としてマイクロフォーカス軟X線装置の連続X線に対して、Tuckerらの連続X線スペクトル理論式を用いて、K吸収端フィルタによる連続軟X線の準単色化及び二重エネルギー化に最適なフィルタリングパラメータと管電圧パラメータに関する数値計算を行った。数値計算においては、単一フィルタを用いた場合に最も光子計数効率が良好で、かつ高いエネルギー単色性が得られるフィルタリングパラメータと管電圧パラメータを求め、これを準単色化パラメータとした。定量的計測法において重要となるX線スペクトルの二重エネルギー化においては2種類のK吸収端フィルタを用いることを予定し、前述の準単色化パラメータを元にしてフィルタリングパラメータと管電圧パラメータの計算を行った。さらに、数値計算のパラメータを元にゲルマニウム半導体検出器によるX線スペクトル計測を実施し、数値予測にあったX線スペクトルを得た。現在はこれらの研究成果の応用として、従来の軟X線と準単色軟X線を用いて生体高分子材料と同等のX線吸収を有する階段状に積層した塩化ビニルの高コントラスト画像の取得を試み画質評価を行っている。フィルタリングパラメータと管電圧パラメータに関する数値計算から、ゲルマニウム半導体検出器によるX線スペクトル計測まで完了した。まず、金属フィルタ材料として、対象としている軟X線エネルギー領域においてK吸収端を有する遷移金属元素のうち、腐食性、有害毒性等がなく比較的安価な元素を選定した。次に数種類の金属フィルタに対して準単色化パラメータとしてフィルタリングパラメータと管電圧パラメータを数値計算にて算出した。準単色二重エネルギー軟X線については、準単色化パラメータを元にしてK吸収端フィルタの組み合わせごとの管電圧パラメータを決定し、その管電圧にて各K吸収端フィルタを単独で用いた場合のフィルタ厚パラメータについて計算を行った。さらに減弱係数の小さい金属にてフィルタ厚パラメータの微調整を行い二重化が可能なパラメータを決定した。以上の結果は平成28年度に当初予定していた研究計画であり、当該研究課題は順調に遂行できていると判断した。平成29年度は、前年度に得られた準単色化パラメータ(フィルタリングパラメータと管電圧パラメータ)を利用して、生体高分子材料と同等のX線吸収を有する階段状に積層した塩化ビニルの高コントラスト画像の取得を試み画質評価を行った。検出器にはイメージングプレートを使用し、PSL(Photo-Stimulated Luminescence:輝尽発光量)画素値により画像コントラストを算出した。さらに、2種類のK吸収端フィルタによって二重エネルギー化させた準単色二重エネルギー軟X線を用いて骨密度量の定量性に関する計測精度を算出した。骨密度計測用代替物質としてはアクリル(軟部)及びアルミニウム(骨部)を使用した。骨密度量の算出方法はK吸収端エネルギーに相当するチャネルの光子カウントを利用した。

試料を計測した時のカウント数の変化が必要となるので、試料が無い時の最大カウントとなるまで計測し、それに要した時間で試料を挿入した時のX線スペクトルを計測した。アクリル厚は一定とし、それに付加するアルミニウム厚を変化させ、光子カウントの平均値からアルミニウム密度を求めた。平成29年6月より他施設へ出向となったため、研究成果の取り纏めに必要な時間を十分に確保することができず、研究活動に対するエフォートが当初より低下した。そのため、研究成果を学会発表および学術論文として取り纏める作業を完了するまでには至らなかった。研究予定であった実験等については実施したことと、目標としていた研究成果については明らかにすることが可能であったため、当該研究課題の進捗状況としてはやや遅れていると判断した。再生医療において、X線計測は非侵襲的な方法として期待されている。本研究では、生体高分子材料の画像化と骨塩量評価が可能なマイクロフォーカス軟X線装置の試作を目標に、1K吸収端フィルタ厚パラメータ及び管電圧パラメータの数値シミュレーション、2準単色軟X線による高コントラスト画像の取得、3準単色二重エネルギー軟X線を利用した骨密度量の定量的計測法の精度検証を目的としている。基礎的検討としてマイクロフォーカス軟X線装置の連続X線に対して、K吸収端フィルタ(金属フィルタとしてジルコニウムと錫を採用)による連続軟X線の準単色化及び二重エネルギー化に最適なフィルタ厚パラメータと管電圧パラメータに関する数値計算を行った。数値計算の結果を実証するためにX線スペクトルを実測し、単一フィルタ時の管電圧及びフィルタ厚の最適条件についてはK吸収端エネルギーより10keV高くなるような管電圧においてフィルタ厚0.3mmが単色化条件として適当であることを確認した。二重フィルタ時は管電圧35kVにおいてフィルタ厚が錫0.3mm、ジルコニウム0.2mmが最適であった。応用的計測法として、第一に準単色軟X線を用いた生体高分子材料の高コントラスト画像の画質評価を行った。その結果、単色性の高いX線スペクトルを用いることによって画像のコントラスト分解能が向上することが認められた。第二に準単色二重エネルギー軟X線を用いて骨塩量の測定精度について評価を行った。アルミニウムを模擬骨試料として、アルミニウム厚1mmから3mmの範囲内で相対誤差5%以内で一致した。本研究が示した準単色X線技術は、従来の方法に比べると汎用性が高く、X線エネルギーについては対象組織によって検討する必要があると考えられるが、再生骨材料評価が簡便に実施できるようになることが期待される。応用的計測法として、準単色軟X線を用いた生体高分子材料の高コントラスト画像の画質評価及び準単色二重エネルギー軟X線による骨密度量の定量性に関する計測精度を算出することを当初の研究計画とする。骨密度計測用代替物質としてはアクリル(軟部)及びアルミニウム(骨部)を用いる予定である。
手指動作と非手指動作のサブユニットモデルに基づく手話認識に関する研究

手話は手指動作と非手指動作で構成される。手指動作は手の形、動き、位置によって単語の意味を表し,非手指動作は表情、頭部の傾きなどにより文法規則を付加する働きを行う。手指動作認識では、2名が223単語を2回生成したデータに対して認識を行った。手話の3基本要素、手形状(24種類)、位置(8種類)、動き(40種類)の認識実験を行い、28.7%、78.3%、60.0%、重み付け和の単語認識率は33.8%となった。上位10位以内の認識率は79.7%であった。非手指動作認識は、出現頻度の高い頷き、顎上げ、顎下げの3種類を対象とした。66文章で学習し125文章を認識した結果、正解率は79 %であった。これまでに、ビデオカメラによって撮影された手話映像から手話認識を行う研究に取り組んできたが、このアプローチでは、位置センサやモーションキャプチャなどの特殊な装置を用いない点で有効であったが、画像処理による手指動作の特徴抽出処理が必要であり、リアルタイム性や撮影環境などの依存性の問題もあった。本研究では、実用的な観点から、複雑な画像処理を必要としないリアルタイム性、撮影環境などの依存性が少ない装置として、近年、低価格化・高精度化の著しい深度センサに着目し、従来の手話認識の枠組みを活用した手話認識手法について取り組んだ。平成25年度では、リアルタイム性能に重点を置いた大規模な手話辞書と深度センサを利用した手話認識手法の研究を実施した。研究では、手話の音韻要素である手の動き、位置、手形状(手形)の3つをそれぞれ抽象化した単位によって認識し、それらの結果を統合して認識を行う手法を開発し、100単語程度の手話単語認識がリアルタイムで処理できることを確認した。深度センサにはMicrosoft社のKinectセンサを利用し、大規模な手話辞書の提供を受けた。深度センサを用いることで複雑な画像処理による手の位置や動きの特徴抽出を必要とせず、高精度に特徴抽出を行うことができ、一定のリアルタイム性を確保することができた。100単語の認識率としては74.3%を達成した。手の動きや位置の認識は比較的高精度にできている一方で、手形の認識が十分でないことも分かった。また、複雑な手形状の認識を伴うため、リアルタイム性能に影響することが分かった。これまでの研究では、主にビデオカメラによって撮影された手話映像から手話認識を行う手法に取り組んできた。このアプローチでは、位置センサやモーションキャプチャなどの特殊な装置を用いない簡便性が利点であったが、画像処理による手指動作の特徴抽出処理が必要であり、リアルタイム性や撮影環境などの依存性の問題もあった。本研究では、実用的な観点から複雑な画像処理を必要としないリアルタイム性、撮影環境などの依存性が少ない装置として、近年、低価格化・高精度化の著しい深度センサに着目し、従来の手話認識の枠組みを活用した手話認識手法と新たな課題として非手指動作の認識手法について取り組んだ。平成25年度では、リアルタイム性能に重点を置いた大規模な手話辞書と深度センサを利用した手話認識手法の研究を実施し、100単語程度のリアルタイム手話単語認識タスクにおいて74.3%の精度を確認した。平成26年度では、前年度のシステムで用いていた深度センサを高精度化し、手話の主要な要素である手形(手の形状)の特徴抽出手法の改善に取り組んだ。その他、これまでに提案してきた手話のサブユニットモデルに基づいた認識手法において、手話の音韻重みを自動推定する手法について検討した。一方、手話における非手指動作を対象とした取り組みでは、主に人物の頭部動作に着目し深度センサを利用した顔表情の抽出手法の基礎的検討を行ったほか、基本的な頭部動作として4種類のパターンを認識する手法を検討し、簡易的な手話認識タスクにおいて評価実験を行った。手話は手指信号と非手指信号を同時に用いる視覚言語であり、非手指動作のタイミングにより意味合いが異なる。そのため、それらを個別に認識すると共にそれらのタイミングも考慮する必要がある。最終年度では、手話通訳士により収録したデータベースを対象に、非手指動作の認識と手指動作の認識を個別に行った。非手指動作の認識では、出現頻度の高い頷き、顎上げ、顎下げを対象とした。Kinect v2により得られた額と頬の座標を用いて頭の傾きを求め、その時系列から静止、頷き、顎上げ、顎下げの区間をラベル付けして、それらの各区間を1状態と考えて3状態の隠れマルコフモデル(1次元、単一正規分布)により全体の動作区間をモデル化した。実験では、平叙文,肯否疑問文,命令文を各々72文ずつ用意し、学習用に66個、認識に125個のデータを用いた。3種類の頭部動作全体の正解率は79 %であった。手指信号の認識では、手話の言語学的知見に基づき、手話の3要素である手の位置、動き、形状によって手話単語を定義しモデル化する方法で認識を行った。手話通訳士2名が223単語を2回生成したデータに対して認識を行った。本研究では手話の各要素に対応した疑似的なデータを学習データとし、話者依存の条件で223単語の未知語に対して孤立手話単語の認識実験を行った。実時間手話単語認識を行うため、Kinect v2を用いてそれぞれの特徴量を抽出した。手の位置は混合正規分布、手の動きは手座標の時系列を隠れマルコフモデル、手の形状は輪郭特徴を用いてモデル化し、それらの3要素を個別認識した後3つのスコアを重み付け和で手話単語のスコアとした。

手形状(24種類)、位置(8種類)、動き(40種類)の個別の認識率はそれぞれ、28.7%、78.3%、60.0%、重み付け和の単語認識率は33.8%となった。手話は手指動作と非手指動作で構成される。手指動作は手の形、動き、位置によって単語の意味を表し,非手指動作は表情、頭部の傾きなどにより文法規則を付加する働きを行う。手指動作認識では、2名が223単語を2回生成したデータに対して認識を行った。手話の3基本要素、手形状(24種類)、位置(8種類)、動き(40種類)の認識実験を行い、28.7%、78.3%、60.0%、重み付け和の単語認識率は33.8%となった。上位10位以内の認識率は79.7%であった。非手指動作認識は、出現頻度の高い頷き、顎上げ、顎下げの3種類を対象とした。66文章で学習し125文章を認識した結果、正解率は79 %であった。本研究の大きな課題は手指・非手指動作に基づいた手話認識と深度センサを用いた実用的な認識システムの開発の二つである。今年度では非手指動作を対象とした手話認識手法についても検討した。非手指動作を考慮した手話認識の研究はまだ多くされておらず、言語的な観点からもまだ未解明な部分もある非手指動作のうちどの範囲を研究の対象とするべきかや、国内外における研究例や研究用のデータベースやなど基礎的な調査を実施した。更に、特に主に頭部動作に着目した特徴抽出手法や認識手法を検討し、小規模な手話データを収録した上で評価実験を行った。また、初年度に取り組んだ手話の実時間認識システムの取り組みでは、高精度版深度センサを用いて従来版では十分に識別できていなかった手形状を対象に、新たな手形状認識手法に取り組んだ。また、従来研究で取り組んできた手話のサブユニットモデルの改善に取り組んだ。手話のサブユニットモデルでは、3つの音韻要素間の重要度を実験的に定めていたがこれを個々の単語に最適化することで認識率の改善が期待できる。予備実験によって認識率の改善幅を調査し、手話の辞書的な情報からその重みを自動推定する手法について取り組んだ。以上のように、課題別に未達成の項目はあるが先行して取り組んでいる課題なども考えると研究計画全体としては順調に推移している。情報工学過去2年間の研究では、実時間手話認識システムの開発や非手指動作を考慮した手話認識手法に重点的に取り組んだが、これらの手法を統合した手指動作と非手指動作に対応した手話認識手法について検討するほか、これらの手法を評価するための手話データの収録を行う必要がある。従来研究で提案してきた、手話のサブユニットモデルの考え方を利用すると、非手指動作を新たな認識対象要素として加え、さらに要素間の重みを適切に変化させることで非同期に出現する非手指動作を考慮した手話認識が行えると考えられる。このようなサブユニットモデルを拡張した非手指動作を考慮した手話認識手法について検討する。また、手話データの収録に関しては、深度センサを用いた手話データベースは一般には流通していないため、手話辞書のエントリ数に相当する規模の手話データを収録する。これまでの研究では、手話通訳士による数百単語レベルの手話データベースの収録実績があり、限られた収録時間数で手話の音韻をカバーする語彙設計などの知見がある。