hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メダカのDNA型転移因子の転移機構

設定した条件のもとで安定して10^<-3>のオーダーの頻度となることを確認し、切り出し頻度測定の系は完成となった。つぎに、この系を利用して、Tol2の自律的なコピーの単離を行った。Tol2は、メダカの近縁種であるルソンメダカには存在しない。したがって、特定のTol2のコピーを含むプラスミドをルソンメダカに注入した場合に切り出しが起これば、そのコピーは自律的であると判定される。用いたコピーで切り出しが検出され、このコピーは自律的であることが確認された。以上の準備が完了して、転移に必要な部分の同定にすすんだ。自律的なコピーのクローンに種々の部分的な改変を加え、それを用いて切り出し頻度を測定し、頻度の上昇や下降から、改変した部分の重要度を判定した。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)末端逆反復配列は、切り出しの反応に必要である。(2)Tol2の中心付近に、受動的な転移に必要な部分が存在する。(3)Tol2の全長と切り出し頻度との間には正の相関がある。このうちの(2)と(3)は、これまでに調べられている多くのDNA型転移因子とは違い、Tol2の特異の性質である。DNA型転移因子が脊椎動物のゲノム中で永続的に存在するためには、この性質を獲得することが必要であった、との推測に至った。また、自然集団に存在するコピーのランダムサンプルを得て、その構造の変異を調べ、Tol2に特有の性質から予想されるとおりであることを確認した。
可視化実験手法を用いた高性能コンクリートの製造・施工システムの実用化に関する研究

本研究課題は,高性能コンクリートの普及を目的して,コンクリートミキサ,コンクリートアジテータならびにコンクリートポンプ等の製造・施工システムの高性能化を図ることである。調査の結果,コンクリートミキサの高性能化がもっとも現実的であり,経済的効果が高いこと,大都市での建設では,設計基準強度100N/mm^2を超える超高強度コンクリート対応の高性能なミキサが必要不可欠であることなどの理由から,コンクリートミキサの開発に絞ることにした。その結果,2軸強制練りミキサに振動付与装置を取り付けた新しい構造のミキサの実用化を行った。初年度は,1相系の可視化モデルコンクリートを用いて,2軸のブレードの回転によって形成されるらせん流動が,相互に衝突しあう領域に形成される局部交錯流動の定量化を試みた。その結果,ミキサの容器形状(深さ,2軸間距離,軸長さ)が異なることによって,局部交錯流動の大きさ,特にせん断流によって形成される圧力の乱れが大きく変化することが明らかになった。2年目は,これらの知見を基に,試験練り用60lの2軸強制練りミキサを製作し,局部交錯流動の乱れを大きくするために,練り混ぜ途中に振動付与を与える機構を組合せた振動付与2軸強制練りミキサを開発した。吸水率が10%を超えるL級再生細・粗骨材を100%用いた再生骨材コンクリートと100N/mm^2以上の高強度コンクリートを対象にして,その性能を評価した。最終年では,さらなるミキサの高性能化を図ることを目的とし,固液2相系の可視化モデルコンクリートを用いて,ブレード先端の圧力変動を計測した。主な着目点は,アーム遅れ角度がせん断流に及ぼす影響である。実験の結果,ミクロ的な練混ぜ性能が良好なミキサの条件としては、局部交錯部の領域が大きくかつ連続性を持つパドル配列を有するものであることが明らかになった。本研究課題を遂行するために、本年度は、コンクリートの製造上最も重要な機械の1つであるミキサを対象とした。ミキサは"練混ぜ性能"という基本性能を有し,2軸強制練りミキサの練混ぜ機構は、全体循環流動と,局部交錯流動"から成る。"練り"に寄与する局部交錯流動は,2つのらせん流動が交錯する際に発生するブレード周辺のせん断流の大きさが重要であると考えられているが、未だにせん断流の圧力の大きさを定量化するには至っていない。高性能なミキサを開発するには、局部交錯流動を活発にする必要があり、そのためには、せん断流の定量的評価が必要である。本研究では、モデルミキサのブレード表面に小型の圧力センサ(以下,センサと称す)を取り付け,圧力変化の測定を可能にするシステムを開発した。練混ぜ性能が異なる2種類のデルミキサを使用し、モデルモルタルは,高吸水性高分子樹脂を水に添加して得られる無色透明な粘性流体(密度1.0g/cm^3)を用いた。センサの取付け位置は,局部交錯流動の違いによるミキサ内の挙動を比較するため,局部交錯流動が発生する中央部と発生しない端部の2箇所とし、ブレード軸の回転速度を4段階に変化させ、センサを取り付けたブレードがミキサ外側水平位置にあるときを回転角度0度として、軸回転角度とブレード表面の圧力の変動(圧力波形)を計測した。投入材料には,モデルモルタルの他に水道水を用いた。指標として、ブレードが1回転した時にかかる全体圧力平均値とブレードが局部交錯流動発生領域内に存在するときの圧力平均値を求めた。

実験の結果、同一センサ取付け位置では,すべてのミキサ回転速度において全体圧力平均値よりも交錯領域圧力平均値の方が大きく、センサ取付け位置で比較すると,交錯領域が大きく練混ぜ性能が良いミキサでは、中央と端部との圧力差が大きくなり、交錯領域に形成されるせん断流の圧力が計測できることが明らかになった。本研究課題を遂行するために、本年度は、コンクリートの製造上最も重要な機械の1つであるミキサを対象とし、昨年の研究成果で得られた情報を基に,実機ミキサの練混ぜ性能に関して実験的検討を行った。通常のコンクリートでは、有意な差が得られないので、吸水率が10%を超えるL級再生細・粗骨材を100%用いた再生骨材コンクリートと100N/mm^2以上の強度を対象として高強度コンクリートの製造について配合要因がフレッシュ性状および硬化性状に及ぼす影響について検討した。その結果、以下のことが明らかになった。1)本研究で開発した2軸強制練りミキサを用いることによって、L級再生細・粗骨材コンクリートのフレッシュ時の性状は、高性能AE減水剤及び消泡剤の調整によりいずれも目標値を満足し良好な性状を示す。また、シリカフュームセメントを用いたコンクリートはフレッシュ性状を向上させる可能性がある。2)本研究で開発した2軸強制練りミキサを用いることによって、普通コンクリートと同程度の強度を再生細・粗骨材を100%用いたコンクリートに発揮させるためには、普通コンクリートの水セメント比を10%小さくすることで実現可能である。3)本研究で開発した2軸強制練りミキサを用いることによって、再生細・粗骨材コンクリートにおいても,普通コンクリートと同様にセメント水比と圧縮強度の関係は比例関係が存在する。4)本研究で開発した2軸強制練りミキサを用いることによって、水セメント比35%以下、単位水量155kg/m^3の条件下、コンクリートの製造が可能になり、これまで耐久性の低下が著しい再生細・粗骨材コンクリートの長さ変化率、中性化速度および凍結融解抵抗性は、すべて普通コンクリートと同程度にすることができる。5)さらに高性能な振動付与機能を加えた2軸強制練りミキサを用いることにより、普通ボルトランドセメントで水セメント比25%、シリカフュームセメントで水セメント比18%の高強度コンクリートの製造が可能である。本研究課題を遂行するために、本年度は、本研究では、局部交錯流動の領域が異なる2種類のモデルミキサを対象に、コンクリートを1相系の粘性モデルと仮定し、高粘性と低粘性のモデルコンクリートが、軸回転と伴に均一になる過程を練り混ぜ性能曲線として定量化を試みた。実験に用いたミキサは、アクリル樹脂製で容積を実機の1/83の縮小率としたモデルを用いた。A型ミキサの局部交錯領域はB型ミキサの約2倍とし、両ミキサの容器長さと羽根回転半径の比(L/R)は同じであり、練混ぜ時の羽根先端の周速度を一定になるように回転速度を調整した。ここで、局部交錯領域の領域は、軸間距離により変化させた。また、ミキサのブレード表面に取り付けた圧力センサの圧力変動によって、2つのらせん流動が交錯する際に発生するブレード周辺のせん断流の定量化を試み、2種類のモデルミキサに発生するせん断流の大きさと練混ぜ性能曲線の相関について考察した。1)アーム遅れ角60度、90度では、両ミキサ間で練り混ぜの進行度合いに大きな差は見られなかった。一方、45度では、A型ミキサのほうがB型ミキサよりも早く100%に漸近している。
嗅索道標細胞(lot細胞)の移動機構の解析

本研究の目的はlot細胞の移動を制御する分子を探索する事にある。昨年度の候補分子のスクリーニングによりFGF8とSDF1に誘引の傾向が、EphB1に反発の傾向がある事が分かった。そこで今年度はこれらの分子のlot細胞に対する効果の検証を行った。FGF8とSDFに関しては発現パターンや薬剤投与の結果から、lot細胞の移動に機能する可能性が低いと判断した。一方EphB1に関しては興味深い結果が多く得られた。培養実験、発現解析などの結果から、EphB1とephrinBとの間の双方向シグナルがlot細胞の移動に関与している事が示唆された。またlot細胞は外套・副外套境界と呼ばれる終脳の背腹を分ける境界に配列するため、今後この解析によりそれまで不明であった脳内における細胞移動と境界形成との間の関連も解明できる可能性がある。昨年度から継続して行った研究に、Sema3Fのlot細胞に対する反発効果の研究があり、遺伝子破壊マウスの表現型解析からSema3Fが移動後のlot細胞を表層に留めるという新しい機能を明らかにした。この研究は論文にまとめ、受理された。昨年度からの継続研究のもう一つにK252aという薬剤の効果の解析がある。この薬剤を与えると移動神経細胞の細胞体の動きは止まる一方で先導突起は止まらないという結果が観察された。このためこれまで不明であった、神経細胞が細胞移動から軸索伸長へ切り替わるメカニズムの解明が期待された。実験を進めた結果、まずK252aはlot細胞以外の神経細胞にも同様の効果を持つ事が分かり、またCDKの阻害剤を与えるとK252aとよく似た効果が表れた。そこでCDK5に着目して機能欠損の実験を行った所、細胞体の移動は減少する一方で突起はそのまま伸長することが分かった。このため、CDK5の活性が神経細胞の移動と軸索身長を切り替えるスイッチとして働く可能性が示唆された本研究の目的はlot細胞の移動を制御する分子を探索する事である。そこで候補分子のスクリーニングに着手し、40種類程度の分子の効果を調べた結果、FGF8とケモカイン・SDF1に誘引の傾向が、チロシンキナーゼ型受容体・EphB1に反発の傾向がある事が分かり、ある程度の候補分子を得る事に成功した。今後これらの分子の生体内での機能を調べていきたい。一方でcDNAライブラリーを使ったスクリーニングも試みたがこの方法は非常に労力を有する上リスクも大きく、断念する事にした。また申請者は、軸索ガイダンス分子・Sema3Fが培養系においてlot細胞に対し反発効果を持つ事を既に発見していたので、Seama3Fの受容体であるニューロピリン2の遺伝子破壊マウスを供与してもらい、その脳をlot細胞のマーカーでホールマウント染色した。lot細胞が脳表面上に作る細胞の配列には大きな異常は認められなかったが、lot細胞が脳の内側へ異所的に侵入している可能性を検討すると、まだ予備的な段階ではあるが確かにその傾向が見られた。今後も実験を進め、生体内での機能について解析する。上記スクリーニングにおいては薬理実験も行い、その結果幾つかの薬剤がlot細胞の移動に影響を及ぼした。中でもK252aという薬剤に興味深い結果が得られた。普通移動中の神経細胞は先導突起という構造を細胞体から進行方向へ伸ばし、先導突起と細胞体が同期して移動する。しかしK252aを加えると細胞体の移動が抑えられる一方、先導突起の伸長はそのまま続いた。申請者はこの結果に関し「発生期の神経系における、細胞移動から軸索伸長への切り換えスイッチが何か」という問題に対して重要な手掛かりを与えてくれるのではと考えた。この研究により神経発生に関する新しい知見が期待できるので、今後この解析も平行して行う。
小児白血病細胞におけるGATA転写因子郡の発現に関する研究

血液細胞の増殖・分化には種々の転写因子の関与があり、GATA転写因子群もその一つである。GATA-1は赤芽球、巨赤赤芽球、肥満細胞に特異的に発現し、GATA-2は未分化な血液細胞に発現し、GATA-3はT細胞に特異的に発現している。本研究においては小児白血病の細胞学的診断や病態解明を目指して、株化または新鮮白血病細胞におけるGATA因子mRNA発現の様態を解析した。結果は次ぎの通りである。1.株化白血病細胞におけるGATA因子発現。急性リンパ性白血病(ALL)細胞株22株について検索し、GATA-1とGATA-2のmRNA発現はなく、GATA-3mRNAはT-ALL細胞株(13株)の全例で発現していたが、B-ALL細胞での発現はなかった。2.非株化白血病細胞におけるGATA因子発現。急性骨髄性白血病(AML)15例中GATA-1は2例(M0,M7),GATA-2は6例で各mRNAの発現が認められた。慢性骨髄性白血病(CML)急性転化3例中2例でGATA-1とGATA-2mRNAの発現が認められた。なお、AMLとCMLでのGATA-2mRNA発現はCD34陽性細胞のみであることが判明した。ALL23例はGATA-1、GATA-2共に陰性。GATA-3はT-ALL8例全例とAML1例(CD34+,GATA-2+,Mo)で発現が認められた。以上、血液細胞各リニージに特異的なGATA因子群の発現は小児白血病細胞においても保持されていることが判明した。また、GATA-2発現はAMLやCMLではCD34陽性細胞に認められるが、ALLのそれでは発現を欠くことから、GATA-2因子の発現は骨髄系へコミットした幼若細胞でみられることが判明した。
データ圧縮された領域でのセキュリティを考慮した画像・ビデオ信号処理法

ディジタルデバイスやソーシャルメディアの普及に伴い、画像やビデオ映像のデータ量は急速に増大し、世界中で保存されている。また画像やビデオ信号は、多くの場合、個人情報や著作権を含み、その取扱いは容易ではない。このような背景から、本研究では、画像圧縮法と親和性の高い、画像の視覚的暗号化法の開発と、暗号化された領域での信号処理法の開発を目的に行われた。得られた主な成果は、(1)暗号化領域でのJPEG2000画像の同定、(2)プライバシー保護と著作権保護を考慮した画像流通システムの開発、(3)プライバシー保護と著作権保護を考慮した画像流通システムの高性能化、の三点である。視覚的暗号化領域での電子透かし法について、本年度は研究を進めることができた。この方法は、昨年度の段階で着眼に至ったもので、画像などのコンテンツの著作権と同時にプライバシー情報を保護することを可能にする。本年度は、実際にアルゴリズムを開発し、実験によってその有効性を確認した。さらに、それらの成果を会議論文や学術論文に発表することができた。もう一つの成果は、顔などの生体情報の認証をセキュアに行う方法の検討である。本研究では、特にデータ圧縮の使用を前提にすることにその特徴がある。学術論文に投稿するまでには至っていないが、試験的実験では良い結果が得られることを確認している。画像圧縮法の国際標準規格の一つであるJPEG及びJPEG 2000符号化法を中心に、圧縮符号化法と暗号化の関係について検討を行った。特に、視覚的情報の保護という観点から研究を進め、今後の研究に繋がる幾つかの有益な知見を得ることができた。第一は、視覚的情報の保護領域における画像透かしに基づく画像トレーディングシステムの構築である。これは、画像圧縮法に用いられるDCTやDWTの変換係数の正負符号を制御することによって、第3者に画像の視覚的情報を与えずに、その第3者に電子透かしの操作及び画像情報の管理を依頼することを可能とするシステムである。本年度は、原理的な有効性を確認できたので、今後は画像劣化のより少ないシステムの考察を予定している。第2は、視覚的情報の保護領域における、新しい顔認証法の開発である。顔に代表される生体情報は、極めて慎重に扱われるべき個人情報である。信号のスパース性を利用することによって、新しい顔認証法の着眼に至った。視覚的暗号化領域での電子透かし法について順調に研究を進めることができた。これまでの研究成果に画像圧縮に関する知見を融合して、学術論文として成果発表を行った。本研究の新規性及び正当性が、論文掲載によって確認されたと考えている。同時に新たな知見を得ており、幾つかの国際会議においてそれらを発表することができた。本年度は最終年度であり、先端的会議に出席し最新の研究動向を調査し他の研究機関による研究成果との関係を明確にし、プライバシーを保護した画像通信及び画信号処理法として本研究成果をまとめた。また本研究によって得られた新たな知見を次の研究テーマに繋げるための準備を行うことができた。工学昨年度着眼に至った暗号化された領域での電子透かし法については、その成果を査読有りの学術論文誌に複数の論文として掲載及び投稿する形でまとめることができた。したがって、他の研究者によって本研究の新規性及び有効性に関して一定の評価が得られたと考えている。提案された方法は、セキュアであると同時に圧縮法の使用を前提としており、当初の研究目標に沿ったものとなっている。研究概要に記述したように、初年度に実施予定であった研究環境の構築及び研究動向調査に加え、2つの重要なテーマの進展があった。研究テーマとしては、まだ多くの検討課題を有するが、今後の研究に繋がる大きな進展であり、初年度として順調に進展していると判断される。またこれらの成果は、学会講演論文として発表され、他の研究者からも一応の評価を得ている。暗号化された領域での電子透かし法については、複数の代表的国際標準圧縮方式への適合性を評価する予定である。また生体認証法については、完成度を高め、学術論文への投稿を目出す計画である。次年度は、本研究の最終年度であり、再度最新の世界の研究動向を調査し、得られた研究成果の有効性を客観的に評価し、論文及び最終報告としてまとめる計画である。24年度の研究実績を受けて、今後の研究の推進方策を次のように考えている。(a)研究成果の中間報告。24年度研究成果に対する検討を進め、学会発表及び論文執筆を行う。(b)研究動向調査。本研究は、複数の研究分野にまたがる融合分野に属する。したがって、各分野のトップ研究者が集まる国際会議に出席し、世界の最新動向を調査する予定である。

また同時に、これまでの研究成果及び研究の方向性について意見交換を行い、完成度の高い研究成果となるように努める。(c)圧縮された画像間の類似性。圧縮され、かつ暗号化された画像から画像同定及び検索を行う研究を進める。研究はほぼ順調に推移したが、購入予定の設備が別途確保することができ、予算計画に多少変更が生じた。研究がほぼ順調に進んでおり、さらに当初予定以上に新しい知見や成果が得られている。それらの調査資料の購入、調査・成果発表のための会議参加費、旅費での使用を予定している。研究計画に多少の変更があり、未使用額が発生した。次年度の研究費の使用計画は次の通りである。(a)研究成果の公表及び研究動向の調査:各分野のトップ研究者が集まる国際会議に出席し、これまでの研究成果の発表を行い、意見交換を行う予定である。また同時に最先端の研究動向調査を行う。したがって、会議参加費、旅費及び資料購入などに研究費の一部を使用する計画である。(b)引き続き試行実験及び評価実験を行うために、ソフトウエアやデータを中心に幾つかの購入を予定している。(c)アルバイトの雇用:データ整理や評価実験の補助を目的に、アルバイトを雇用する計画である。
マンガン系ヒュームの無害化のためのヒューム粒子径・粒子形状制御技術の開発

溶接ヒュームとは、アーク溶接中の溶融池や溶接ワイヤー等から蒸発する金属蒸気から発生する、ナノマイクロメーターサイズの微粒子である。本課題では、主に数値シミュレーションを通じて、溶接プロセスや溶接材料、溶接パラメータ等の違いがヒューム生成機構に及ぼす影響を解明すると共に、吸入時に人体への危険度が特に高い微小粒子の含有率を低下させ、更に防じんマスクでの捕集率も向上させるための、粒子径・粒子形状の基礎的な制御技術の開発を行った。ヒュームとは、アーク溶接中の溶接ワイヤー等から蒸発した金属蒸気から発生する、ナノマイクロメーターサイズの微粒子であり、これを溶接作業者が吸入し続けた場合、じん肺やパーキンソン病等の深刻な健康被害を生じる事が指摘されている。本課題では、実験と数値シミュレーションの両面から、溶接ワイヤー組成やシールドガスの反応性がヒュームの生成機構に及ぼす影響を解明すると共に、吸入時に人体への危険度が特に高い微小粒子の含有率を低下させ、更に防じんマスクでの捕集率も向上させる為の粒子径・粒子形状制御の学術基盤を確立する。そして、これらの知見を通じて、特にパーキンソン病の発症に深く関わるマンガン系ヒュームの無害化を実現する事を目標とする。ここでは、空間温度勾配が小さいシンプルな一方向プラズマ流を発生させる事が可能な2重シールドガスプラズマトーチによるヒューム発生計測装置を製作し、反応性の高いアルゴン-二酸化炭素混合シールドガスを用いたアーク溶接における、溶接ワイヤーの先端部の溶滴からの金属蒸気によるヒューム生成を模擬的に再現する。これにより、ヒュームの生成・成長過程を実験観察し、ヒュームの粒子径・粒子形状や成分等に及ぼす溶接ワイヤー組成、シールドガスの反応性等の影響因子について個別に検討できる。平成25年度は装置製作に向け、基本的な設計を行った。併せて、特にマンガン系ヒュームの捕集効率を向上させるための粒子径・粒子形状制御の学術基盤の確立を目的として、溶滴からの金属蒸気の蒸発にはじまり、アーク中での金属蒸気の輸送及び化学反応、そしてヒュームの生成に至る一連の過程を扱うことが可能なシミュレーションモデルの開発を行い、最も基本的な条件での検討を実施した。昨年度までに実験装置製作に向け基本的な設計を行ったが、構造的な問題点が発見されたため、問題点を解決のうえ、再度設計を行った。併せて、特にマンガン系ヒュームの捕集効率を向上させるための粒子径・粒子形状制御の学術基盤の確立を目的として、溶滴からの金属蒸気の蒸発にはじまり、アーク中での金属蒸気の輸送及び化学反応、そしてヒュームの生成に至る一連の過程を扱うことが可能なシミュレーションモデルの開発し、これを用いた検討を開始した。溶滴移行を伴うGMA溶接では、ヒューム生成を支配するアークの温度場及び速度場ならびに金属蒸気の濃度場等が、時間的に極めて大きく変化することとなる。したがって、ヒュームの低減化及び無害化に向け、溶接プロセスや溶接材料、溶接パラメータ等の違いがヒューム生成機構に及ぼす影響を明らかにするためには、GMA溶接モデルとヒューム生成モデルを完全に連成した新たな数値解析モデルを用いた検討が望ましい。そこ本研究では実験観察と平行して上記の連成モデルの開発も行っている。本年度は純鉄製ワイヤ及び純アルゴンガスを用いたパルスMIG溶接を仮定した計算を行った。その結果、溶滴移行現象やアーク現象に加え、金属蒸気の溶滴からの蒸発やアーク中での輸送、アーク柱外縁部での核生成によるヒュームの生成、その後の凝縮及び凝集による成長、周囲空間への散逸といった一連の現象を同時に取り扱うことが可能となった。平成27年度は、主にGMA溶接モデルとヒューム生成モデルを完全に連成した新たな数値解析モデルを開発した。

本年度は純鉄製ワイヤ及び純アルゴンガスを用いたパルスMIG溶接を仮定した計算を行った。その結果、溶滴移行現象やアーク現象に加え、金属蒸気の溶滴からの蒸発やアーク中での輸送、アーク柱外縁部での核生成によるヒュームの生成、その後の凝縮及び凝集による成長、周囲空間への散逸といった一連の現象を同時に取り扱うことが可能となった。溶接ヒュームとは、アーク溶接中の溶融池や溶接ワイヤ等から生じる金属蒸気から発生する、ナノマイクロメートルサイズの微小粒子である。この溶接ヒュームの低減化は、スパッタの低減化と併せて、長年に亘るアーク溶接技術の解決すべき課題の一つである。特に、新興工業国による低コストの溶接技術が席巻し始めた近年において、新興工業国の追従を許さないクオリティと信頼性の高いアーク溶接技術の開発が急務となっている我が国において、溶接ヒュームとスパッタの低減は、極めて重要な課題になっている。溶滴移行を伴うGMA溶接では、ヒューム生成を支配するアークの温度場及び速度場ならびに金属蒸気の濃度場等が、時間的に極めて大きく変化することとなる。したがって、ヒュームの低減化及び無害化に向け、溶接プロセスや溶接材料、溶接パラメータ等の違いがヒューム生成機構に及ぼす影響を明らかにするためには、GMA溶接モデルとヒューム生成モデルを完全に連成した新たな数値解析モデルを用いた検討が望ましい。そこ本研究では上記の連成モデルの開発を行っている。まずは研究のファーストステップとして、純鉄製ワイヤ及び純アルゴンガスを用いたパルスMIG溶接を仮定した計算を行った。更に、本モデルにより、シールドガス種の違いがヒューム生成プロセスに及ぼす影響についても併せて検討した。その結果、アルゴンアークでは主に母材近傍のプラズマ流下流域で微細な粒子が生成されるのに対し、炭酸ガスアークではサイズの大きい粒子が溶滴近傍でも生成され、その割合は全生成量の3割を超えることが明らかになった。溶接ヒュームとは、アーク溶接中の溶融池や溶接ワイヤー等から蒸発する金属蒸気から発生する、ナノマイクロメーターサイズの微粒子である。本課題では、主に数値シミュレーションを通じて、溶接プロセスや溶接材料、溶接パラメータ等の違いがヒューム生成機構に及ぼす影響を解明すると共に、吸入時に人体への危険度が特に高い微小粒子の含有率を低下させ、更に防じんマスクでの捕集率も向上させるための、粒子径・粒子形状の基礎的な制御技術の開発を行った。平成26年度は、実験装置の製作及び数値シミュレーションモデルの開発を行い、これらを用いて最も基本的な条件にて検討を行う予定としていたが、実験装置については設計に構造的な問題点が発見されたため、問題点を解決のうえ、再度設計を行った。数値シミュレーションについては、予定通り開発のうえこれを用いて検討を行っている。
スポーツ政策における新たな政策指標の開発－生涯スポーツ政策を中心として－

本研究は、生涯スポーツ政策を中心として、スポーツ政策の政策評価に資する政策指標の開発を行うことを研究の目的とした。その結果、生涯スポーツ政策における政策指標は、実際に実施されているスポーツ活動の実態の側面、スポーツ参画主体の側面、さらにはクラブ・指導者・施設等、生涯スポーツ社会を構成する諸分野・諸条件の側面からの開発及び設定が可能であることが示唆された。本研究は、生涯スポーツ政策を中心として、スポーツ政策の政策評価に資する新たな政策指標の開発を行うことを目的としている。そして、生涯スポーツ政策の達成度を的確に評価・分析することのできる測定可能な政策指標の考案開発という研究目的を達成するために、研究課題を3段階、すなわち、1.政策指標開発に向けた基礎的研究、2.生涯スポーツ政策に係るロジックモデルの作成及び3.生涯スポーツ政策における政策指標の開発に分けて研究を進める計画である。研究期間3年の初年度にあたる平成26年度は、生涯スポーツ政策の目的の明確化及び政策評価の現状把握を中心として、生涯スポーツ政策における政策指標の開発に向けた基礎的研究を行った。具体的には、第1に、生涯スポーツ社会とは、また、生涯スポーツ社会が実現するとはどのような社会状態であるのか、個人や集団のあり方等、生涯スポーツ政策の目的の明確化、第2に、国のスポーツ基本計画、地方公共団体のスポーツ推進計画、文部科学省による年度毎の生涯スポーツに係る実績評価書等を分析の対象として、生涯スポーツ政策の目的を達成するための施策目標やその手段、施策目標に対応した評価指標の設定状況(種類、数、構成、階層、作成方法、出典調査)等、生涯スポーツ政策を構成する施策及び既存評価指標の把握整理、第3に、関係する法律、条例、規則、予算等、生涯スポーツ政策を規定する基本的な制度の確認である。本研究は,生涯スポーツ政策を中心として,スポーツ政策の政策評価に資する新たな政策指標の開発を行うことを目的としている.この研究目的を達成するために,研究課題を3段階,すなわち,1.政策指標開発に向けた基礎的研究.2.生涯スポーツ政策に係るロジックモデルの作成及び3.生涯スポーツ政策における政策指標の開発に分けて研究を進める計画である.平成27年度は,研究課題2の生涯スポーツ政策に係るロジックモデルの作成に向け,まず,文部科学省(2006)の総合評価における国際競技力向上施策に関するロジックモデル,宝塚市教育委員会(2010)の宝塚市スポーツ振興計画におけるロジックモデル等,国,省庁及び地方公共団体によってこれまでに作成されてきたスポーツ政策や地域スポーツ政策におけるロジックモデルを分析検討した.また,厚生労働省による健康日本21,経済企画庁(現内閣府)による新国民生活指標など社会指標に関する研究等,他の政策領域における具体的な政策指標の把握及び作成枠組みの検討を行った.ただし,生涯スポーツ政策に係る総合的なロジックモデルの作成にまでは至らず次年度に持ちこした.当初,平成27年度の計画においては生涯スポーツ政策に関するロジックモデルの作成を予定していたが,生涯スポーツ政策の政策目標達成へのプロセスの具体的な分析に入ると,広範囲にわたる多様な手段と目的の連鎖関係の検討やそれらの論理的なつながり,目的手段体系の整合性・合理性の検討等に想定以上の時間を要し,総合的かつ具体的なロジックモデルの作成にまでは至らなかったため.本研究は,生涯スポーツ政策を中心として,スポーツ政策の政策評価に資する新たな政策指標の開発を行うことを目的としている.この研究目的を達成するため,平成28年度は,前年度までの研究を踏まえ,我が国の生涯スポーツ政策において,これまで最も基本的かつ重要な政策指標として利用されてきたスポーツ実施率とは異なる政策指標の選定を行っている地方スポーツ推進計画の分析検討を行った.その結果,地方スポーツ推進計画における生涯スポーツ政策に関連する政策指標は,スポーツ実施率を始めとするスポーツ人口に関連する指標,総合型地域スポーツクラブに関連する指標,指導者に関連する指標,施設に関連する指標,教室・イベント・大会に関連する指標及びその他の指標の6つの領域に大別することができることが明らかとなった.その中でも特に,スポーツ人口に関連する指標や教室・イベント・大会に関連する指標は,その種類も多く,比較的多くの自治体で選定されていることから,生涯スポーツ政策における自治体共通の達成課題として認識されていること,また,計画全体を評価する特定指標を設定している都道府県や,スポーツ実施率に加えて複数の政策指標を設定している都道府県もあることから,生涯スポーツ政策という大きな政策分野を対象とする評価指標を考える場合には,特定指標のガバレッジの度合いについての検討,階層性を踏まえたKPI(重要業績評価指標)の設定,指標体系の構造化等が必要であることを指摘した.本研究は、生涯スポーツ政策を中心として、スポーツ政策の政策評価に資する政策指標の開発を行うことを研究の目的とした。生涯スポーツ政策の目的の明確化、生涯スポーツ政策を構成する施策及び既存評価指標の把握整理、生涯スポーツ政策を規定する制度の確認等は順調に進んでいるが、地方スポーツ推進計画において、評価指標の設定に独自性・地域性が見られた事例(地方公共団体)へのインタビュー調査による分析ができなかったため。今後は,生涯スポーツ政策に係るロジックモデルの作成及び政策指標の検討を並行して行い,その成果を学会発表及び論文化することで成果としてまとめていくこととする.また,実際に特定領域における社会指標体系の構築に携わった研究者らと議論をする場を設けながら,早急に研究計画の修正改善を図りつつ,特に研究課題

3の政策指標の開発においては,入手できる既存のデータの採用も視野に入れ,総合的かつ多角的な視点から生涯スポーツ政策に係る複数の評価指標設定の可能性を検討したい.スポーツ政策学今後は、まず、対象となる地方公共団体担当者へのインタビュー調査を行う。インタビュー調査の項目としては、指標設定の背景(設定目的、理由、ガイドライン等方針の有無等)、設定のプロセス(住民の声の反映状況等)、設定の効果、設定上の問題・課題等があげられる。また、研究課題の2.生涯スポーツ政策に係るロジックモデルの作成を行うために、国、省庁及び地方公共団体によってこれまでに作成されてきたスポーツ政策に関するロジックモデルの分析検討を進めながら、研究課題2に取り組んでいくこととする。海外からの関係図書の入手が遅延したことにより、未使用額が生じた。図書購入費として使用する予定である。
ポルフィリンおよび関連化合物による光エネルギー変換

1,5,10,15,20-テトラ(4-キノリル)ポルフィリンを合成して、その電気物性を測定した結果、6-キノリル基および6-キノキザリル基を導入したポルフィリンに比べて、同ポルフィリンは著しく強いn性を示すことがわかった。2.有機p-n接合型光電極の機能発現機構の解明。ITO/亜鉛フタロシアニン(シヨットキ型)とITO/ZnPc/5,10,15,20-(4-ピリジル)ポルフィリン(TPyP)(p-n接合型)の両電極を用いて得られた光電流アクションの電極電位依存性、光学的フィルター効果、アクションスペクトルにおよぼすポルフィリン層の膜厚の影響などから前者についてはZnPc/溶液界面が整流接触になっており、後者の場合には顕著な共同光増感効果(Photovoltaic Spectral Cosensitization Effect)が現れることを合わせ考慮すると、ZnPc/TPyPのP-n界面が光活性部であると言える。また、特に強調されることはZnPc/TPyP(P-n)電極の光電流は、ITO/ZnPc電極のそれよりも一桁あるいは、二桁大きいことである。3.有機P-Pイソ接合型光電極の機能発現機構の解明。ITO/5,50,15,20-テトラポルフィリナト亜鉛(ZnTPP)電極の場合、ZnTPP膜が厚いとZnTPP膜の電解質溶液に接している側に生じる空乏層がカソード光電流に寄与する。一方、ZnPc/ZnTPP界面のZnPc相にも空乏層の形成が考えられる。しかし、そこで光誘起される電子はZnTPP、の伝導体のエッジが上に位置するためにZnTPP相へは移動しにくい状況にある。けれどもZnTPP層が薄いときには光誘起された電子は容易にトンネル効果で溶液側に達し、そこでアクセプターを還元することが可能であろう。4.水分解機能タンパク質群の同定と正電荷蓄積過程の解析を行った。3種類の表充性タンパク質(分子量17,23,34kDa)は酵素系の発現に必要な成分であり、【Cl^-】と共に【S_2】状態に深く関与している。
エピジェネティクス機構制御によるケロイド・肥厚性瘢痕に対する新規治療法の開発

ケロイドは外的刺激などにより組織の繊維が増殖性に反応し、異常瘢痕を形成するもので、疼痛・掻痒・瘢痕拘縮といった症状に悩まされる。罹患者は国内で年間10万人といわれている。ケロイドは周囲の組織へ進展し、切除しても再発を繰り返すため難治であり、現在の治療はステロイドの外用や局所注射、切除と放射線治療などが行われているが、これらは基本的には対症療法であり、その原因の解明および病因に沿った治療が望まれている。本研究では、ケロイドにおけるエピジェネティクス機構の一端を解明し、エピジェネティクス治療薬によるケロイドの治療が可能であるかを検証することを目的とする。
X線フラクトグラフィによる事故破面解析手法の確立

1.K値制御した疲労破面に関して, X線回折図形の画像処理より軟鋼に関しては最大塑性域と逆降伏域の分離が可能であった.画像処理プログラムを発展させ,破面回折図形の分類が必要である.2.疲労破面の破面残留応力は従来引張が多かったが,平均応力が圧縮に大きくなると破面残留応力も圧縮となる.低ΔK領域でも同様圧縮になることがあり,混合モード下での破面を含めて,破面圧縮残留応力の出現する場合が明らかとなった.3.疲労破面で表層が溶解した場合を含めて,表層を1回除去したときの研磨量と残留応力値より塑性域深さを評価する新しい方法が提案された.4.腐食疲労破面の残留応力値は,同一ΔK, Kmaxのときの空中破面より小さく,塑性域も浅い.5.応力腐食割れ破面の残留応力は電位の影響が大きく,電位が貴となると破面残留応力は引張から圧縮となる.6.従来報告のなかった球状黒鉛鋳鉄の疲労破面,およびアルミニウム合金の破壊靱性破面に対しても,鉄鋼材料と同様の手法が適用でき,塑性域深さおよびK値の決定が可能である.7.準安定オーステナイト鋼ではマルテンサイト変態量が破面形成時の力学的条件を推定するパラメータとなる.8.アルミナセラミックスの破壊破面および破面下の残留応力測定を行い塑性域深さの測定に成功した.今後,他のセラミックスあるいは複合材料へのX線フラクトグラフィの応用が有望である.9.破面形態として,高温破面,腐食疲労破面および塑性疲労破面が新たに解析されて破壊様式の範囲は拡大した.今後クリーブ破面の定量的解析が必要である.10.過去の報告および海外のデータを収集し解析することから,塑性域深さ評価の一般的法則が導かれた.11.実部品の破面解析として,シャフト,フックピン,軸受部品,高温機器材料が対象とされ, X線フラクトグラフィが他の手法にない重要な情報を与えることが証明された.1.K値制御した疲労破面に関して, X線回折図形の画像処理より軟鋼に関しては最大塑性域と逆降伏域の分離が可能であった.画像処理プログラムを発展させ,破面回折図形の分類が必要である.2.疲労破面の破面残留応力は従来引張が多かったが,平均応力が圧縮に大きくなると破面残留応力も圧縮となる.低ΔK領域でも同様圧縮になることがあり,混合モード下での破面を含めて,破面圧縮残留応力の出現する場合が明らかとなった.3.疲労破面で表層が溶解した場合を含めて,表層を1回除去したときの研磨量と残留応力値より塑性域深さを評価する新しい方法が提案された.4.腐食疲労破面の残留応力値は,同一ΔK, Kmaxのときの空中破面より小さく,塑性域も浅い.5.応力腐食割れ破面の残留応力は電位の影響が大きく,電位が貴となると破面残留応力は引張から圧縮となる.6.従来報告のなかった球状黒鉛鋳鉄の疲労破面,およびアルミニウム合金の破壊靱性破面に対しても,鉄鋼材料と同様の手法が適用でき,塑性域深さおよびK値の決定が可能である.7.準安定オーステナイト鋼ではマルテンサイト変態量が破面形成時の力学的条件を推定するパラメータとなる.8.アルミナセラミックスの破壊破面および破面下の残留応力測定を行い塑性域深さの測定に成功した.今後,他のセラミックスあるいは複合材料へのX線フラクトグラフィの応用が有望である.9.破面形態として,高温破面,腐食疲労破面および塑性疲労破面が新たに解析されて破壊様式の範囲は拡大した.今後クリーブ破面の定量的解析が必要である.10.過去の報告および海外のデータを収集し解析することから,塑性域深さ評価の一般的法則が導かれた.11.実部品の破面解析として,シャフト,フックピン,軸受部品,高温機器材料が対象とされ, X線フラクトグラフィが他の手法にない重要な情報を与えることが証明された.1.K値制御した疲労破面に関してX線回折図形の画像処理より軟鋼に関しては最大塑性域と繰返塑性域の分離の可能性が見出された。X線回折図形の画像処理プログラムを発展させ、各材料破壊様式および力学条件で回折図形を分類することが必要である。2.疲労破面の破面残留応力値は従来引張の場合のみであったが、圧縮の平均応力が大きくなると圧縮残留応力となり圧縮塑性変形の効果が実測された。3.疲労破面で表層が溶解している場合を含めて、表層を1回除去しそのときの研磨量と残留応力値より塑性域深さを測定する新しい方法が提案された。4.従来報告のなかった球状黒鉛鋳鉄に関しても、半価幅をパラメータとして疲労破面に関して最大塑性域深さの測定に成功した。5.腐食疲労破面の残留応力値は、同一△K,Kmaxのときの空中破面より小さく、塑性域深さも小さい。この原因として腐食溶解の他、き裂形成時の電位が重要な役割を果たしている。6.応力腐食割れ破面の残留応力は電位の影響が大きい。環境下での破壊破面に関しては今後の系統的研究が必要である。7.不安定オーステナイト鋼ではマルテンサイト変態量が破面形成時の力学的条件を推定するパラメータとなる。

8.セラミックス破面のX線フラクトグラフィとして、アルミナについて破面および破面下の残留応力測定を行い塑性域深さの測定に成功した。今後その他のセラミックス破面への応用の展開が必要である。9.破面形態として高温破面、腐食疲労破面が新たに解析されたが、塑性疲労破面、クリープ破面への応用が課題で、その基礎となる知識は充分蓄積された。10.実部品への破面解析の応用として、フックピン、軸受部品、高温機器材料が対象とされた。X線フラクトグラフィ手法が、他の手法にない重要な情報を与えることが証明されるとともに、一方では実動条件の複雑さによる力学条件の解析の困難さが浮上し今後の課題として残された。
多置換複素環形成を目指した新規ヘテロクムレン類の開発

テルロフェンはチオフェン類よりも高い導電性や電子移動度を有することから、電子材料への応用が期待されている分子である。しかしながら、その合成法上の理由でβ位への置換基導入が困難である。そこでβ位に置換基を有するテルロフェンのモジュラー合成法の開発を本研究課題に設定した。高効率での複素環合成が可能な[3+2]環化付加反応に着目し、1,3-双極子剤の含テルルヘテロクムレン、ビス(メチレン)テラン, >C=Te=C<と、求双極子剤のアセチレン類, R-C≡C-R'を反応させることで、位置選択的に多様な置換基が導入可能と考えた。ビス(メチレン)テランの硫黄やセレン類縁体は合成・単離が可能であり、1,3-双極子剤として良好な反応性を示す。そこで、新規ヘテロクムレン類のビス(メチレン)テランをテルロフェン合成のビルディングブロックとして活用するために、合成・単離を行い、その構造や物性を調査する。その結果を鑑み、多置換テルロフェン合成へとつなげる。2018年度は、ビス(メチレン)テランの合成検討を行うとともに、ビス(メチレン)スルファンおよびセランの反応性の調査を検討した。ビス(メチレン)スルファンではその安定性や置換基のかさ高さから前述したような1,3-双極子型の反応は進行しなかった。一方で、ビス(メチレン)セランの反応性を検討したところ、塩化水素やハロゲン化試剤との反応において1,3-付加した生成物が定量的に得られることがわかった。これらのことより、中心元素を高周期元素に置き換えることで反応性が向上することがわかり、目的のビス(メチレン)テランも容易に1,3-付加反応を起こすことが期待される結果となった。ビス(メチレン)テランの発生検討では、硫黄、セレン類縁体と同様の手順で合成を検討したところ、目的とするビス(メチレン)テランと思われる濃青色の生成物を与えた。ビス(メチレン)テランの安定性が予想以上に低く、紫外可視吸収スペクトルにより発生を確認することはできるものの、その単離には至っていない。しかしながら、短寿命ながら室温でも観測可能な化合物であることが確認できたため、その合成・単離に安定性の向上が必須であることが示唆させた。そこで、安定性の向上のために新規立体保護基の開発にも着手しており、今年度の研究の発展を期待している。安定なビス(メチレン)テランの合成およびその性質解明を最重要課題として研究を行う。前述したとおり、短寿命ながら目的のビス(メチレン)テランの発生には成功しており、今後はその安定性の向上や精製法の開発を行う。安定性の向上には、現在使用しているかさ高いケイ素置換基であるMePh2Si基のMe基を2,2-ジメチルプロピル基、いわゆるネオペンチル(Np)基へと変更する。安定なビス(メチレン)テランを合成し、その構造や基本的性質を解明することで、続く[3+2]付加環化反応によるテルロフェン環形成反応への橋掛かりとする。安定なビス(メチレン)テランの合成により高効率な発生の最適条件を探すことで、かさの低い高反応性ビス(メチレン)テランを高い収率で発生させ、ワンポットでの[3+2]付加環化反応によるテルロフェン合成にも着手したいと考えている。

ビス(メチレン)テランの安定性が予想以上に低く、紫外可視吸収スペクトルにより発生を確認することはできるものの、その単離には至っていない。しかしながら、短寿命ながら室温でも観測可能な化合物であることが確認できたため、その合成・単離に安定性の向上が必須であることが示唆させた。そこで、安定性の向上のために新規立体保護基の開発にも着手しており、今年度の研究の発展を期待している。安定なビス(メチレン)テランの合成およびその性質解明を最重要課題として研究を行う。前述したとおり、短寿命ながら目的のビス(メチレン)テランの発生には成功しており、今後はその安定性の向上や精製法の開発を行う。安定性の向上には、現在使用しているかさ高いケイ素置換基であるMePh2Si基のMe基を2,2-ジメチルプロピル基、いわゆるネオペンチル(Np)基へと変更する。安定なビス(メチレン)テランを合成し、その構造や基本的性質を解明することで、続く[3+2]付加環化反応によるテルロフェン環形成反応への橋掛かりとする。安定なビス(メチレン)テランの合成により高効率な発生の最適条件を探すことで、かさの低い高反応性ビス(メチレン)テランを高い収率で発生させ、ワンポットでの[3+2]付加環化反応によるテルロフェン合成にも着手したいと考えている。購入を予定していたガラス器具の作成が遅れてしまい、本年度までに購入することができなかったため、次年度へと繰り越しを行った。また、19年度が本研究課題の最終年度であるため、国内外での研究発表のための費用として繰り越しを行った。参加予定の研究会は以下の通りである。国内学会:1)第46回有機典型元素化学討論会、愛媛2)日本化学会第100春季年会、千葉
共有ブロックを用いた実物体共有型遠隔地作業支援システムの拡張

実空間での実物体を用いた組み立て,デザイン作業等を遠隔地から支援するシステムとして様々な研究がなされている.しかし,いずれの研究も作業「空間」の共有に主眼が置かれているため,作業対象となる実物体の共有が困難である.本研究では,作業対象となる「実物体」の共有に主眼を置き,ユーザの操作を自らが感知し遠隔地のユーザへその操作を提示するインテリジェントな部品(共有ブロック)を実装することにより,遠隔地においても実物体の存在の対称性を可能とする遠隔地作業支援システムの実現を行う.実空間での実物体を用いた組み立て,デザイン作業等を遠隔地から支援するシステムとして様々な研究がなされている.例えば,(a)音声画像通信や指示デバイス,あるいはARを用いて作業の指示を行うシステム,(b)遠隔地の作業空間内に自己の化身となるロボットデバイスを通して作業対象に対する作業者間の相互行為を実現するシステム,(c)VR,AR(あるいはMR)を用いた作業空間,作業対象物を共有するシステムがある.以上のシステムにおいては,いずれも作業「空間」の共有に主眼がおかれており,そこで操作する作業空間に作業対象となる実物体(以下,作業対象物と呼ぶ)は,仮想的にしか共有されていない.これは,作業対象物として自由な形状を持つ既存の実物体を利用できる反面,作業者の作業対象物に対する物理的な操作に制約を与えている.そこで,我々は,「作業対象物」の共有に主眼をおくことにより,作業対象物にある種の制約を与える代わりに,作業者全員が自由に作業対象物への物理的な操作を可能とするシステム,すなわち,遠隔地に,形状とその変化が同期する実物体が同時に存在する環境を実現することを目標とした.しかし,自由形状かつ変化が自動的に同期するような物体は実際的ではないため,様々な作業物体を見立てることが可能なプロックを用い,複雑な作業物体の形状とその変化を作業者間で用意かつリアルタイムに(作業ではなく作業内の一手順として)同期させることを支援することにより,これを解決することとした.具体的には,作業対象物を構築可能な部品を双方に配置し,その部品にぬ品自ら利用者の組み立てを完治し,遠隔地の部費tんを通じて直感的にユーザに組み立て方を提示する自立性を持たせることにより,作業対象物および形状の変化の対称性を実現し,対称的な作業空間の実現の支援を行う.本研究では,共有ブロックのプロトタイプの設計,実装を行う.実空間での実物体を用いた組み立て,デザイン作業等を遠隔地から支援するシステムとして様々な研究がなされている.しかし,いずれの研究も作業「空間」の共有に主眼が置かれているため,作業対象となる実物体の共有が困難である.本研究では,作業対象となる「実物体」の共有に主眼を置き,ユーザの操作を自らが感知し遠隔地のユーザへその操作を提示するインテリジェントな部品(共有ブロック)を実装することにより,遠隔地においても実物体の存在の対称性を可能とする遠隔地作業支援システムの実現を行う.実空間での実物体を用いた組み立て,デザイン作業等を遠隔地から支援するシステムとして様々な研究がなされている.例えば,(a)音声画像通信や指示デバイス,あるいはARを用いて作業の指示を行うシステム,(b)遠隔地の作業空間内に自己の化身となるロボットデバイスを通して作業対象に対する作業者間の相互行為を実現するシステム,(c) VR,AR(あるいはMR)を用いた作業空間,作業対象物を共有するシステムがある.以上のシステムにおいては,いずれも作業「空間」の共有に主眼が置かれており,そこで操作する作業空間に作業対象となる実物体(以下,作業対象物と呼ぶ)は,仮想的にしか共有されていない.これは,作業対象物として自由な形状を持つ既存の実物体を利用できる反面,作業者の作業対象物に対する物理的な操作に制約を与えている.そこで我々は,「作業対象物」の共有に主眼を置くことにより,作業対象物にある種の制約を与える代わりに,作業者全員が自由に作業対象物への物理的な操作を可能とするシステム,すなわち,遠隔地に,形状とその変化が同期する実物体が同時に存在するを実現することを目標とした.しかし,自由形状かつ変化が自動的に同期するような物体は実際的ではないため,様々な作業物体を見立てることが可能なブロックを用い,複雑な作業物体の形状とその変化を作業者間で容易かつリアルタイムに(作業ではなく作業内の一手順として)同期させることを支援することにより,これを解決することとした.具体的には,作業対象物を構築可能な部品を双方に配置し,その部品に部品自ら利用者の組み立てを感知し,遠隔地の部品を通じて直感的にユーザに組み立て方を提示する自立性を持たせることにより,作業対象物および形状の変化の対称性を実現し,対称的な作業空間の実現の支援を行う.本稿では,共有ブロックのプロトタイプシステムの設計,実装を行う.実空間での実物体を用いた組み立て,デザイン作業等を遠隔地から支援するシステムとして様々な研究がなされており,音声画像通信をベースに作業の指示を行うシステム,VR・MRを用いた作業空間,作業対象物を共有するシステム等がある.これらでは,いずれも作業「空間」の共有に主眼が置かれており,そこで操作する作業空間に作業対象となる実物体は,前者では片方にしか存在しない.また,後者では,仮想物体との重畳表示等によって両方に部分的にしか存在しない.

そこで我々は,「作業対象物」の共有に主眼を置き,作業者全員が自由に作業対象物への物理的な操作を可能とするシステム,すなわち,遠隔地に,形状とその変化が同期する実物体が同時に存在することを目標とする.しかし,自由形状かつ変化が自動的に同期するような物体は実際的ではないため,様々な作業物体を見立てることが可能なブロックを用い,複雑な作業物体の形状とその変化を作業者間で容易かつリアルタイムに(作業ではなく作業内の一手順として)同期させることを支援することにより,これを解決することを目的とする,本研究では,以下の機能拡張,実用性の向上を行った(1)機能拡張概念プロトタイプにおける共有ブロックは,ブロックの結合と分解の2種類の作業にしか対応していないため,現実世界のタスクにおいて利用するためには機能が不十分であることが予備実験からわかった.そのため,現実世界のタスクの分析を行い,その結果に基づきブロックの共有ブロックの設計,実装を行った.(2)実用性の向上概念プロトタイプは,動作するものを作成することが主目的であったために,工作精度,耐久性が極めて低く,またサイズ,動作速度において様々な問題を抱えているため,実用性を向上させるための再設計と再実装を行った.ヒューマンコンピュータインタラクション平成25年度は拡張共有ブロックの実装,および,管理システムの設計を完成させることを目的とし,以下を計画通り行った.(a)拡張共有ブロックのハードウェア設計では,前年度に作成されたハードウェア設計書に基づき,共有ブロックの外殻および,内蔵されるロジックボードの量産用試作実装を行った.(b)拡張共有ブロックのソフトウェア設計では,前年度に作成されたソフトウェア設計書に基づき,共有ブロックに内蔵されるロジックボード用の組み込みソフトウェアの実装を行った.各実装においては大学院学生が主として担当するが,必要に応じて研究代表者・研究分担者が参加する.専門技術に関する知識や調査が必要な場合は,企業や関連する学会等に積極的に参加し情報収集に努めることとする.必要であれば,実装補助にアルバイト学生を利用した.(c)共有ブロック管理システムの設計では,拡張共有ブロックに対応した共有ブロック管理システムの設計を行う.共有ブロック管理システムとは,共有ブロックの利用者ごとに存在し,ブロックの共有ブロック間の通信や物体の形状情報を管理しインターネットのゲートウェイとなるシステムである.基本設計は基礎研究において終了しており,共有ブロックの拡張機能に対応する部分の設計を行った.平成24年度は,拡張共有ブロックの設計を完成させることを目的とし,計画通り以下を行った.最初に,予備研究で作成された概念プロトタイプを利用し,共有ブロックに要求される機能を詳細化するために,(a)タスク分析を行う.これは,現実世界で行われる実物体の組み立て等を伴うタスク(作業内容,手順等)を収集し,その中で,共有ブロックがどのように利用可能であるか,どのような機能が不足しているかを洗い出すための作業である.次に,タスク分析の結果を元に,研究代表者・研究分担者が要求仕様を作成する.さらに,各要素を統合する際に検討すべき技術的な問題を明らかにし,その解決策について協議する.ついで,要求仕様に基づき,拡張共有ブロックの(b)ハードウェア設計と(c)ソフトウェア設計を行う.(b)拡張共有ブロックのハードウェア設計では,共有ブロックの外殻および,内蔵されるロジックボードの設計を行う.(c)拡張共有ブロックのソフトウェア設計では,共有ブロックに内蔵されるロジックボード用の組み込みソフトウェアの設計を行う.