hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンテクスト依存型アクターモデルによる政策形成過程のシミュレーション実験

本研究はコンテクストに応じた意味理解を行う複数の主体が相互作用を経て意思決定をするマルチエージェントシミュレーションシステムを構築し,分析することを目的としている.具体的な事例として,水害時の意思決定を取り上げる.その結果から,災害時の情;報提供のあり方を模索する.対面調査によるプロトコルデータから,認知的な判断過程を明らかにすることを試みた.その過程から,被験者の行動決定を探り,マルチエージェントを設計する.そのため,23人の被験者に時間順に水害レベルの上がる水害時を想定したビデオを見せ,避難について考えたことをインタビュアーとの対面調査により,プロトコルのデータを得た.そして,命題を集計し分類するための決定過程のモデルを示し,そのモデルに従った命題間のつながりを抜き出し集計する.次にプロトコルデータから得られる思考過程を追うことでコンテクストに応じた意思決定過程をモデル化する.その場合,「水害経験あり」と「なし」の集団における比率を変化させることで,時間ごとの集団の意思決定がどのように変わってくるかを分析する.結果から,個人の意思決定の際,経験のあるなしは避難する・しないに影響はしないが,避難の決定に要する推論を短くすること,避難行動を見たときに,経験のあるなしは準備に関する発話量に影響していることが判明した.本年度予定されていた作業は、分析対象となる事例の選定と分析、ならびにエージェントの基本設計である。事例の選定にあたっては、意思決定当事者の回顧録など、豊富な情報が利用できるものである必要があるが、ここでは、政策形成過程分野における重要な業績であるGRAHAM T.ALLISONのESSENCE OF DECISION(邦訳:決定の本質キューバミサイル危機の分析)を主要文献とする、いわゆるキューバミサイル危機における米国政府の意思決定シナリオとした。ESSENCE OF DECISIONでは、3つの異なる分析方法によって政策形成過程が検討されており、本研究で必要な意思決定イシューとその意味解釈を抽出する事例としてふさわしいと判断した。また、エージェントの基本設計としては下記の条件に留意しつつ、作成した。1)コンテクストの自立的切り分けが可能なこと、2)意味解釈を機能として保有すること、3)交渉(通信)を行う機能を保有していること。4)エージェント毎の異なる知識の保有が可能な設計。また、それぞれのエージェントは並列論理型言語を用いて実装しており、言語の持つ通信機能を利用して交渉の実験環境を構築するようになっている。以上が今年度の本研究の実績の概要である。実際の実験については、次年度を予定している。本研究はコンテクストに応じた意味理解を行う複数の主体が相互作用を経て意思決定をするマルチエージェントシミュレーションシステムを構築し,分析することを目的としている.具体的な事例として,水害時の意思決定を取り上げる.その結果から,災害時の情;報提供のあり方を模索する.対面調査によるプロトコルデータから,認知的な判断過程を明らかにすることを試みた.その過程から,被験者の行動決定を探り,マルチエージェントを設計する.そのため,23人の被験者に時間順に水害レベルの上がる水害時を想定したビデオを見せ,避難について考えたことをインタビュアーとの対面調査により,プロトコルのデータを得た.そして,命題を集計し分類するための決定過程のモデルを示し,そのモデルに従った命題間のつながりを抜き出し集計する.次にプロトコルデータから得られる思考過程を追うことでコンテクストに応じた意思決定過程をモデル化する.その場合,「水害経験あり」と「なし」の集団における比率を変化させることで,時間ごとの集団の意思決定がどのように変わってくるかを分析する.結果から,個人の意思決定の際,経験のあるなしは避難する・しないに影響はしないが,避難の決定に要する推論を短くすること,避難行動を見たときに,経験のあるなしは準備に関する発話量に影響していることが判明した.本年度の作業としては、前年度に設定した基本機能を有するエージェントに、「決定の本質キューバミサイル危機の分析」を利用した文献分析を行った事例における、各アクターの知識を実装し、さらにそれをマルチエージェントによる実験を行う事を予定していた。実験結果により、コンテクストに応じた多義的な意味理解を行う複数の意志決定主体の相互作用過程を分析し、最終的にコンテクストをコントロールすることにより、合意形成への与える影響を分析するものである。基本的な文献分析は昨年度ほぼ終了していたがその知識量では、エージェント系に搭載され、実験が可能となる知識量に不足することが、最初の実装により判明した。そこで、コンテクストの切り分け方について、いくつか代替案を出して検討した。さらに前述の文献以外の文献を利用した知識量の積み増しを試みたが、適切な文献を発見することが出来なかった。結果として、昨年度設計したエージェント系では、十分な実験が行えなかったため、今年度の作業の大半を、コンテクストの定義とその切り分け方についての検討と、それに基づくエージェント設計の試行錯誤に費やしてしまう結果となった。今回はマルチなアクターがそれぞれ独自の個性をもつ政策決定過程を想定していたが、実装の結果、マルチなアクターが意味理解を行うためには多くの環境認識が必要であることが判明した。そこで現状では、対象となる政策形成(意思決定)過程の見直しも含め、製作したマルチエージェント環境を利用して、いかにシミュレーション実験を行うかという観点から、方法論を検討している。
WT1タンパクを標的にした、白血病に対する免疫療法の開発

1.AML患者3人に対するWT1ワクチンの長期投与による完全寛解の持続AML12人のうち、8人が臨床効果を評価しうる病変である微小残存白血病細胞(骨髄や末梢血のWTlmRNAレベルが高値)をもっていた。この8人のうち4人で、WT1ワクチン3回投与内に、WTlmRNAレベルが低下し、臨床効果が見られた。この4人のうち3人が(改変型WT1ペプチド3.0mg/body投与)が現在まで、5年5年2ヶ月にわたって、WT1ワクチンが継続投与されており、完全寛解が持続している。2.白血病の頻縁疾患である骨髄異形成症候群に対するWT1免疫療法WT1特異的CTLをゆっくりと誘導するための新しい第I相臨床研究を開始した。改変型WT1ペプチド5μg/body、3人→15μg/body、3人→50μg/body、3人とdose-upしながら、2週間毎に、計3回投与し、安全性を評価した。副次的に、臨床効果と免疫学的効果を評価した。5μg/body投与された3人のうち2人に臨床効果が見られた。1人では、WT1ワクチン投与後、白血球が徐々に低下し、臨床効果が出現した。この患者では、ごく少量のWT1ペプチドの投与にかかわらず、WT1特異的CTLが誘導されており、しかもEffectorタイプとMemoryタイプの両タイプのWT1特異的CTLが誘導されており、理想的な免疫応答が起っていた。1.HLA-A^*2402(日本人の約60%を占める)拘束性9-mer WT1ペプチドの同定HLA-A^*2402トランスジェニック(Tg)マウスを用いて,HLA-A^*2402分子に対するbindingscoreの高い21種類の9-mer WT1ペプチドについて,WT1特異的細胞傷害性T細胞(CTL)の誘導能を解析し,TgマウスでWT1特異的CTLを誘導しえたWT1ペプチドについては,in vitroでヒトの末梢血単核球(PBMC)からも,WT1特異的CTLを誘導しうるか否かを解析したところ,WT1タンパクのアミノ酸配列中のa.a.235-243CMTWNQMNLの第2位をYに変えた改変体が,最も強力に,TgマウスとヒトPBMCの両者において,WT1特異的CTLを誘導することが明らかになった。このペプチドが臨床応用に最適と考えられる。2.WT1ペプチドを用いた癌の免疫療法の第I相臨床試験倫理委員会の承認のもとで,上記のHLA-A*2402拘束性及びHLA-A*0201拘束性のWT1ペプチドの安全性をみるための第1相臨床試験を開始し、最近終了した。MDS (RAEB-t)の1例と,MDSから白血病化した白血病の1例では,HLA-A*2402拘束性の改変型9-mer WT1ペプチドの0.3mgの1回投与で著効を呈し,白血病細胞の著減(前者でWT1レベルが1/70に低下,後者ではblastが50%→11%に減少)を見た。これらの症例ではWT1特異的CTLの著増が見られている。WT1タンパクを標的にした白血病に対する免疫療法の第I相臨床試験を行った。12名のAML患者(完全寛解期)にWT1ペプチドを2週間毎1回、計3回投与した。天然型WT1ペプチド(CMTWNQMNL)については、1.0mg/body、3人、3.0mg/body、3人に投与した。改変型WT1ペプチド(CYTWNQMNL)については、1.0mg/body、2人、3.0mg/body、4人に投与した。微小残存病変などの臨床効果評価病変をもっていた8人のうち、5人では、微小残存病変の減少や増加の停止が見られた。

5人のうち3人は、約2年間にわたり、WT1ペプチドを2週間に1回、継続投与しており、WT1ペプチドの投与に応じて微小残存病変の減少が見られている。WT1ペプチドの投与部位の発赤、腫脹以外、特記すべき副作用は見られず、白血病の再発はない。3人には約2年間にわたり、WT1ペプチドを投与しているが、いつまで継続投与すべきであるかは、今後解決すべき問題である。また、WT1特異的細胞傷害性T細胞の頻度は、WT1ペプチドの投与前からすでに上昇しており、WT1タンパクは、担癌患者にとって、強い癌免疫性を有することを示唆した。WT1ペプチドを用いた免疫療法の第I相臨床研究において、HLA-A*2404拘束性WT1ペプチドを0.3mg/body→1.0mg/body→3.0mg/bodyとdose escalationしながら、2週間毎に計3回投与した。この全投与患者26名のうち、AMLは12名で、(M1 2人、M2 1人、M3 6人、M4 2人、M5 1人)で、このうち臨床効果評価可能病変をもっていたのは8名であった。この8名のうち、(M1 1人、M3 1人、M4 2人)でWT1ワクチン投与後に微小残存白血病細胞が減少し(WT1検査でWT1値が低下した)、臨床効果が見られた。臨床効果の見られた4人のうち3人は、WTIワクチンの3回投与後、継続投与を行ない、天然型WT1ペプチド3.0mg/bodyを投与している32才、男性(M4)は2年10ヶ月、改変型WT1ペプチド3.0mg/bodyを投与している49才、女性(M1)と60才、女性(M3)の3人は、ともに2年11ヶ月にわたり、WT1ワクチンを投与しつづけているが、WT1ワクチンの投与部位の発赤、腫脹以外、副作用は見られていない。これらの3人では、WT1ワクチン投与前に存在していた(分子再発であった)微小残存白血病細胞が徐々に減少し、現在、白血病細胞の残存を示す分子マーカーであるWT1値は正常化しており、完全寛解が持続しているものと考えられる。32才、男性(M4)と60才、女性(M3)の2人について、WT1特異的CTL頻度をモニターしているが、2人とも有意なレベルでWT1特異的CTLが持続的に誘導されており、このことが、完全寛解の持続に寄与していると考えられる。WT1ペプチド免疫療法の安全性を評価するための第I相臨床研究を2001年にスタートした。この第I相臨床研究では12人のAML患者にWT1ペプチドワクチンが投与された。このうち8人が臨床効果評価病変(微小残存白血病細胞)をもち、臨床効果の評価が可能であった。この8人のうち4人が、2週毎の計3回のWT1ペプチドワクチンの投与で微小残存白血病細胞が減少(WT1 mRNAレベルの低下)し、臨床効果が見られ、さらにこの4人のうち3人が3年10ヶ月4年にわたり、現在もWT1ペプチドワクチンの継続投与を受けている。WT1ペプチドワクチン投与前は、この3人は分子再発の状態(約10^<10>個の白血病細胞が残存)にあったが、WT1ペプチドワクチンの継続投与により、白血病の微小残存病変が減少し、WT1ペプチドワクチン投与後3年10ヶ月4年にあたる現在、完全寛解が持続している。副作用はWT1ペプチドワクチンの投与部位の発赤、腫脹以外、重篤なものはない。
稀少腎細胞がんの個別化治療戦略確立を目指した基盤研究

Xp11.2転座型腎細胞がんモデルマウスと尿細管上皮細胞特異的にANGPTL2を欠損したモデルマウスにおいて、尿中尿素窒素(BUN)測定を行い、野生型のモデルマウスに比べ、尿細管上皮細胞特異的ANGPTL2欠損モデルマウスにおいてBUNレベルの上昇が抑制されていたことに加え、その生存期間も有意に延伸した。これらの結果から、尿細管上皮細胞におけるANGPTL2発現上昇が、Xp11.2転座型腎細胞がん発症・進展を促進していることが示唆された。また、Xp11.2転座型腎細胞がんの発症・進展に関わるANGPTL2シグナルの役割を解析する目的で、ヒトXp11.2転座型腎細胞がん細胞株を用い、がん細胞の細胞代謝に着目し検討を行った。ANGPTL2をノックダウンしたがん細胞株では、コントロールのがん細胞株に比べ、ミトコンドリア代謝機能が亢進していることを見出した。さらに、ANGPTL2をノックダウンしたがん細胞株を用いてRNA-seq解析を行ったところ、ANGPTL2ノックダウンによってDNA損傷修復経路の活性化を示唆するような遺伝子発現の変化が認められた。これらより、ANGPTL2シグナルによって、がん細胞におけるミトコンドリア機能亢進に由来するROSの産生増加がDNA障害をもたらし、結果としてがん抑制に寄与している可能性が考えられた。我々が同定した尿中バイオマーカーとしてmiRNAの有用性を検証するため、モデルマウスのがん組織より樹立した初代転座型腎がん細胞株にルシフェラーゼ遺伝子を導入し、野生型マウスの尾静脈より投与した肺転移モデルを作製したが、同細胞株の生着が認められなかった。また、重度免疫不全マウスを用いて同様に移植実験をおこなったが、同様にがん細胞株の生着は認められなかった。モデルマウスのがん組織より樹立した初代転座型腎がん細胞株の移植モデル作製には至らなかったが、尿細管上皮細胞特異的ANGPTL2欠損モデルマウスを用いた解析から、尿細管上皮細胞におけるANGPTL2発現上昇が、Xp11.2転座型腎細胞がん発症・進展を促進と連関していること、ヒトXp11.2転座型腎細胞がん細胞株を用いた解析からANGPTL2シグナルとがん細胞における細胞代謝制御およびDNA損傷応答との関連を見出すなど、本研究は順調に進展していると考える。今後、ANGPTL2をノックダウンしたがん細胞株におけるROSレベルやDNA損傷応答活性化の有無を検討する。また、これ以外にも、がん細胞の増殖、運動能、浸潤能がANGPTL2ノックダウンによって影響を受けているか検討を行う。さらに、RNA-seq解析結果を精査し、Xp11.2転座型腎細胞がん発症・進展に関わるANGPTL2シグナルを検討する。尿中バイオマーカーとしてmiRNAの有用性については、ヒト尿細管上皮細胞株とヒトXp11.2転座型腎細胞がん細胞株の培養上清に含まれるエクソソームにおけるmiRNAの含有量を比較検討することで検証を行う。また、本研究期間を通じて、健常者、Xp11.2転座型腎細胞がん患者、およびXp11.2転座型腎細胞がん以外の腎がん患者の尿サンプルを随時採取し、最終年度までにヒトにおいても尿中エクソソーム内miRNAがXp11.2転座型腎細胞がんに特異的なバイオマーカーとして有用か検証する。バイオマーカー候補であるmiRNAがPRCC-TFE3の直接の標的であるか検討するため、ドキシサイクリン依存的にPRCC-TFE3を高発現するヒト尿細管上皮細胞株を用いて、PRCC-TFE3と当該miRNAの発現レベルの連関やクロマチン免疫沈降法による当該miRNA遺伝子座におけるPRCC-TFE3の結合を解析する。

モデルマウスのがん組織より樹立した初代転座型腎がん細胞株の移植モデル作製には至らなかったが、尿細管上皮細胞特異的ANGPTL2欠損モデルマウスを用いた解析から、尿細管上皮細胞におけるANGPTL2発現上昇が、Xp11.2転座型腎細胞がん発症・進展を促進と連関していること、ヒトXp11.2転座型腎細胞がん細胞株を用いた解析からANGPTL2シグナルとがん細胞における細胞代謝制御およびDNA損傷応答との関連を見出すなど、本研究は順調に進展していると考える。今後、ANGPTL2をノックダウンしたがん細胞株におけるROSレベルやDNA損傷応答活性化の有無を検討する。また、これ以外にも、がん細胞の増殖、運動能、浸潤能がANGPTL2ノックダウンによって影響を受けているか検討を行う。さらに、RNA-seq解析結果を精査し、Xp11.2転座型腎細胞がん発症・進展に関わるANGPTL2シグナルを検討する。尿中バイオマーカーとしてmiRNAの有用性については、ヒト尿細管上皮細胞株とヒトXp11.2転座型腎細胞がん細胞株の培養上清に含まれるエクソソームにおけるmiRNAの含有量を比較検討することで検証を行う。また、本研究期間を通じて、健常者、Xp11.2転座型腎細胞がん患者、およびXp11.2転座型腎細胞がん以外の腎がん患者の尿サンプルを随時採取し、最終年度までにヒトにおいても尿中エクソソーム内miRNAがXp11.2転座型腎細胞がんに特異的なバイオマーカーとして有用か検証する。バイオマーカー候補であるmiRNAがPRCC-TFE3の直接の標的であるか検討するため、ドキシサイクリン依存的にPRCC-TFE3を高発現するヒト尿細管上皮細胞株を用いて、PRCC-TFE3と当該miRNAの発現レベルの連関やクロマチン免疫沈降法による当該miRNA遺伝子座におけるPRCC-TFE3の結合を解析する。
形成期の銀河を取り巻くガスフィラメント構造の研究

銀河形成の理論研究によると、銀河は無数に張り巡らされた暗黒物質のフィラメント構造の結節点で形成され、フィラメント構造を伝って流れ込む銀河間ガスが形成期の銀河の活発な星形成活動を支えていると考えられている。この理論予想をテストするため、すばるの広視野カメラ専用に、銀河形成期の淡い水素ライマンアルファ輝線を捉えるための専用狭帯域フィルターを製作した。すばる望遠鏡S16A期共同利用で完成したフィルターを用いた観測提案が採択された。密接に関連する研究として、銀河形成期の星形成銀河の観測成果をまとめた学術論文を8編出版した。本研究の目的は、銀河形成が最も活発だった120億年前の宇宙で見つかって来た、空間的に大きくひろがったガス構造を持つ銀河専用に、すばる望遠鏡新広視野カメラ(HSC)の水素Lyα輝線フィルターを製作し、形成期の銀河周囲のガス構造を詳しく観測し、その形態を調べることにより、現在の銀河形成理論に対する観測的検証を行うことである。平成25年度に仕様を決定し発注したフィルターNB468は、平成26年度末に納入された。平成27年度中に観測提案書を提出し、平成28年度の観測実現を目指す。本研究の準備として、原始銀河団の観測的研究を進めており、これまでにすばる望遠鏡で得た観測データに基づく研究成果について、平成25年度にはフランスで行われた国際学会において口頭発表を行い、平成26年度に学術雑誌(英国王立天文学会誌)で発表した。また、水素ガスとともに、形成期の銀河のガス構造を捉えるのに注目を集めている炭素ガスについて、アルマ望遠鏡による観測研究を行い、平成26年度にはアメリカの国際学会で口頭発表を行い、学術雑誌(英国王立天文学会誌)に論文を投稿した。今後は、提案書作成と並行して、これまでに得られたすばる望遠鏡のデータを用いた準備研究を推進するとともに、原始銀河団領域の銀河に対する星形成活動を調べるための塵やガスの観測研究をハーシェル宇宙望遠鏡、ジェームズクラークマクスウェル望遠鏡、アルマ望遠鏡のデータを用いて行う。この理論予想をテストするべく、すばるの広視野カメラ(ハイパーシュプリームカム、HSC)専用に、銀河形成期の淡い水素ライマンアルファ輝線を捉えるための狭帯域フィルターを製作した。すばる望遠鏡S16A期共同利用観測募集に対し、完成したHSC用NB468フィルターを用いた観測提案を行った。本観測提案の作成にあたり、研究の現状確認や観測感度をより高めるための観測計画の工夫等、国内外の共同研究者らと打ち合わせを行った。本観測提案は採択され、2016年6月に2晩の観測時間割当が決まった。採択決定後も、ガスフィラメント研究はまだ技術的にも挑戦的な課題であるため、系統誤差をできるだけ取り除くための観測計画を練る作業を共同研究者らと進めた。NB468フィルター製作時において、国内外の研究の現状をふまえた計画の見直しを行った影響、および、製作時の技術的な困難による遅れの影響もあり、当初計画していたすばるHSCによる観測研究については、観測時間の採択という段階に留まった。しかし、本研究に密接に関連する研究として、ガスフィラメントによる冷たいガスの供給が卓越していると考えられている銀河形成期の星形成銀河の観測成果をまとめた学術論文を8編出版した。

本研究の要となるすばる望遠鏡ハイパーシュプリームカム用NB468フィルターは、共同研究者らとの議論による仕様特性変更を経て、平成26年1月に発注を出した。NB468フィルターは平成26年7月末までに納入される予定であったが、メーカーのフィルター蒸着装置のトラブルなどが原因で納入が半年ほど遅れ、平成27年3月となった。それに伴い、平成26年秋に提出予定であった観測提案書をすばる望遠鏡に出すことができなかった。このため、平成27年秋に観測提案書を提出する予定であり、観測実行は早くても平成28年春にずれ込むことになってしまった。27年度が最終年度であるため、記入しない。観測天文学平成27年秋に予定されているすばる望遠鏡への観測提案書の提出に向けて、国内外の共同研究者らを議論を重ね、提案書を作成する。提案書作成と並行して、これまでに得られたすばる望遠鏡のデータ解析を進め、フィラメント構造の研究につながる準備研究を推進する。さらには、フィラメント構造が観測し易いと考えられている原始銀河団領域の銀河に対する多波長観測も進める。フィラメント構造は星形成に必要なガスを供給すると考えられている。本研究の観測ターゲット候補の銀河の星形成活動を予め把握しておくため、主にサブミリ波帯での深い観測をJCMTやALMAを用いて行う。平成27年秋に予定されているすばる望遠鏡への観測提案書の提出に向けて、国内外の共同研究者らを議論を重ね、提案書を作成する。平成25年度に新たな知見が得られた為、フィルター仕様を再検討し、決定までに時間がかかり、入札時期が遅れ、平成25年度内納入に間に合わなかった。平成26年度の7月にフィルターは納入予定であった。納入は年度末になったが、平成26年度に使用できた。
乾癬・アトピー性皮膚炎の病態におけるエンドセリン－１の役割の解明とその治療応用

ヒト乾癬表皮におけるエンドセリンー1(ET-1)の発現を、病理組織学的に確認した。さらに、イミキモド誘導性マウス乾癬モデルにおいても、表皮にET-1の発現がみられた。また、ヒト表皮細胞(NHEK)を用いて、乾癬に関連する主なサイトカインIL-17, TNF-aで刺激すると、NHEK細胞からのET-1産生が増加した。すなわちこれらの結果から、イミキモド誘導性乾癬モデルにおいてもヒト乾癬と同様に、表皮のET-1発現が病態に関与している可能性があることが明らかになった。また、ヒトNHEK細胞の結果は、表皮でのET-1発現上昇が乾癬の病態に関わっている可能性が高いことを示唆していた。そこで、このモデルを用いてET-1受容体アンタゴニストの乾癬治療への可能性を確認することとした。具体的にはイミキモド塗布開始と同時にET-1受容体アンタゴニストのボセンタン、アンブリセンタンの外用を行い、皮膚症状への影響を観察した。しかし、明らかな抑制効果はみられなかった。そこで、イミキモド塗布より少し早め(4日前)からボセンタン、アンブリセンタンを外用したところ、乾癬の皮膚症状を部分的に抑制した。今後はこの抑制効果の詳細を検討予定である。乾癬モデルにおいて、研究はおおむね順調に進んでいるが、アトピー性皮膚炎での検討も計画しており、そちらの研究がまだ予備実験の段階である。ET-1受容体アンタゴニストのマウス乾癬モデルへの効果が明らかになったため、今後は薬剤による差異やその抑制機序について詳細を検討予定である。同時に、アトピー性皮膚炎に関しても同様の検討をできるだけ早く進めていく計画である。
超高次元データの効率的な類似度検索を可能にする相補的Ｐ２Ｐ分散システムの開発

Peer-to-peerシステムは膨大な情報を扱う上で有望な手段の一つだが,ネットワーク全体に対する類似度検索を行うことは困難な問題であり,既存手法は低次元データでのみ有効である.本研究は高次元データに対して類似度検索を実現することを目的としている.非構造化オーバーレイネットワーク,および構造化オーバーレイネットワークそれぞれについて検討を行い,性能を実際のデータを用いた実験によって確認した.本研究では,Peer-to-Peerネットワーク技術を利用した分散システムにおいて,類似度検索をはじめとする柔軟な検索を効率的に行えるシステムを開発することを目的としている.対象とするデータが低次元ベクトルで表される場合,ZNetやSkipIndexのような範囲検索が可能な構造化オーバーレイネットワークを類似度検索に利用することができる.しかし本研究で対象としている応用では,コンテンツは非常に高次元かつスパースであるため,これらの手法をそのまま利用することができない.そこで,高次元でスパースな特徴ベクトルを,それらの間の距離関係をできるだけ保存したまま,低次元空間に圧縮することを考える.この変換により,範囲検索が可能な構造化オーバレイを使用した類似度検索が可能になると考えられる.前年度は,高次元特徴ベクトルを低次元空間に変換する方法としてCounting Filterに着目して検討を行ったが,当該年度では,ネットワーク座標系Vivaldiを利用した手法を検討した.Vivaldiはコンピュータネットワークにおいてノード間のRTTを距離と考え,その距離を反映した仮想座標にノードを埋め込む手法であるが,これを高次元特徴ベクトルの次元圧縮に応用した.Counting Filterによる手法とVivaldiによる手法を比較検討し,Vivaldiによる手法の方が検索効率が良いことを確認した.さらに,「低次元空間に変換した上で範囲検索可能な構造化オーバーレイを用いる方法」だけでは限界があると予想されるため,非構造化オーバーレイを用いた手法についても検討を開始した.非構造化オーバーレイでの検索ではフラッディングをベースとするが,検索のキャッシュ及びデータの移動によって,クエリ到達ピア数およびメッセージ数を押さえられることを実験により確認した.Peer-to-peerシステムは膨大な情報を扱う上で有望な手段の一つだが,ネットワーク全体に対する類似度検索を行うことは困難な問題であり,既存手法は低次元データでのみ有効である.本研究は高次元データに対して類似度検索を実現することを目的としている.非構造化オーバーレイネットワーク,および構造化オーバーレイネットワークそれぞれについて検討を行い,性能を実際のデータを用いた実験によって確認した.本研究では,Peer-to-Peerネットワーク技術を利用した広域分散システムにおいて,類似度検索をはじめとする柔軟な検索を効率的に行えるシステムを開発することを目的としている.コンテンツが低次元な特徴空間で表される場合,ZNetやSkipIndexのような多次元(ただし低次元のみ)での範囲検索が可能な構造化オーバーレイネットワークを類似度検索に利用できる.しかし,本研究で対象としている応用では,コンテンツは非常に多次元かつスパースであることが多く,これらの手法をそのまま利用することはできない.そこで,高次元でスパースな2値ベクトルを,特徴ベクトル間の距離関係をできるだけ保ったまま,比較的低次元の空間に変換することを考える.この変換によって,ZNetなどの範囲検索が可能な構造化オーバーレイネットワークを利用できるようになり,効率的な類似度検索を実現できると期待できる.当該年度は,高次元特徴ベクトルを低次元空間に変換する方法のひとつとして,Counting Filterに着目した.Counting Filterによって高次元特徴ベクトルをいったん低次元ベクトルに変換してから,Z-orderingを用いてさらに1次元に変換し,SkipGraph上に配置する手法を実装した.一様およびクラスタ化された人工データ,「本棚.org」での実データなどを用いてコンピュータシミュレーションによる実験を行い,その基礎的な性質および性能の検証と検討を行った.また,比較のための基礎的な手法として,フラッディングによる類似度検索の性能や性質の調査も行った.本研究では,peer-to-peerネットワークを利用した分散システムにおいて,類似度検索をはじめとする柔軟な検索を効率的に行うことが可能なシステムを開発することを目的としている.扱うデータが低次元ベクトルで表される場合,ZNetやSkipIndexのような範囲検索が可能な構造化オーバーレイネットワークを利用してこれを実現できる.しかし,本研究で対象としている応用ではコンテンツは非常に高次元かつスパースなベクトルで表されるため,これらをそのまま適用することはできない.そこで,高次元でスパースな特徴ベクトルを,互いの距離関係をできるだけ保ったまま比較的低次元の空間に変換することを考える.だたしその際,分散環境では大域的な情報をできるだけ用いずに変換を行う必要がある.この変換によって,ZNetなどの範囲検索が可能な構造化オーバーレイを利用して類似度検索が可能になると考えられる.前年度までに,低次元空間への変換手法として,Counting Filterによる手法とVivaldiによる手法を検討してきた.また,非構造化peer-to-peerネットワークによる類似度検索も併せて検討を行ってきたが,これまでの検討の結果,構造化peer-to-peerネットワークによる手法を発展させることが重要だと考えられたため,最終年度ではCounting FilterとVivaldiを共に用いる手法を開発した.Counting Filterのみを用いた場合や,次元圧縮の手法として一般的だが大域的情報を必要とする主成分分析による手法との比較を行い,メッセージ数が制限された状況において,提案手法が高い検索効率が得られることを実際のデータを用いた実験によって示した.並列分散処理本研究では,分散環境における高次元特徴ベクトルの効率的な類似度検索を実現するために,「構造化オーバーレイに基づく手法」と「非構造化オーバーレイに基づく手法」の両方を検討し,組み合わせて使用することを計画している.当該年度までに「構造化オーバーレイに基づく手法」と「非構造化オーバーレイに基づく手法」のそれぞれについて検討を行っており,おおむね順調に進展していると考えられる.

高性能なワークステーションを2台調達して大規模な計算機シミュレーションを行う予定であったが,設置予定場所において十分な電力を確保できない見込みだったため,パソコンおよび現有設備による中規模なシミュレーション実験に変更した.そのため若干の遅れはあるが,中規模ではあるがシミュレーション実験自体は実施できており,研究計画全体への影響は軽微で回復可能である.なお,平成25年度は必要十分な電力が確保できる見込みである.現在までに「構造化オーバーレイに基づく手法」と「非構造化オーバーレイに基づく手法」のそれぞれについて検討を行ったが,それらを組み合わせる手法について研究を行っていく.構造化オーバーレイによって大域的なデータ配置の最適化を行い,それを用いて局所的な自己組織化を担当する非構造化オーバーレイを構築することを意図している.また,「構造化オーバーレイに基づく手法」において,Counting FilterよりもVivaldiの方が検索効率が良いことを確認しているが,現在のところ,Vivaldiによる手法はメッセージ数が多いと考えられる.そのため,メッセージ数の削減に関しても検討を行う.現在までに,特徴ベクトルを低次元空間に変換するための手法としてCounting Filterによる手法の検証を行ったが,今後はMDSやVivaldiなど,そのほかの手法についても検討を行っていく.さらに,「低次元空間に変換した上で範囲検索可能な構造化オーバーレイを用いる方法」だけではどうしても限界があると予想されるため,構造化オーバーレイと非構造化オーバーレイを組み合わせて用いることを検討していく.構造化オーバーレイによって大域的なデータ配置の最適化を行い,それを用いて局所的な自己組織化を担当する非構造化オーバーレイを構築する.次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である.平成26年度請求額と合わせ,平成26年度の研究遂行のために使用する予定である.次年度使用額は,当初計画していた大規模シミュレーション実験をパソコン及び現有設備による中規模シミュレーション実験に変更したことにより生じたものであり,次年度以降に実施するシミュレーション実験及びテストベッドでの実験と評価に必要な経費として,平成25年度請求額と合わせて使用する予定である.
癌細胞の分化とアポトーシスを構造選択的に制御するビタミンD誘導体の開発

活性型ビタミンDは、乳がん、前立腺がん、肺がん、大腸がんなど様々ながん細胞に対して増殖抑制、分化誘導、アポトーシス誘導などの抗腫瘍活性を示すことがin Vitroおよびin vivoの実験で証明されている。これらの活性は、類似の生理活性物質に比べて遥かに強いものであり、その臨床応用が強く期待されている。しかし、作用の選択性(正常細胞と腫瘍細胞)や副作用(高カルシウム血症)の低減化などの面で解決すべき多くの問題が残されている。我々は、これらの問題を解決するために、本研究を平成12年に開始した。これまでの研究で以下の諸点を明らかにしている。1)活性型ビタミンDのA環2位にメチル基を導入することにより、著しい活性を持つスパーアナログの創出が可能となる。2)活性型ビタミンDのA環1位と3位の水酸基を異性化することにより、がん細胞に対して分化とアポトーシスのいずれかを選択的に誘導し得るアナログの創出が可能となる。3)上記の2つの特徴を組み合わせることにより、がん細胞に対する選択性の高いアナログの創出が可能となる。最終年度である平成14年度は、副作用(特にカルシウム血症)軽減化にかかわる構造モチーフの探索を目標に、カルシウム作用の弱いアナログである22-oxacalcitriolの代謝と代謝物の生理活性検索を中心に細胞および動物・ヒトレベルでの実験を行った。研究成果は以下の通りである。1)22-oxacalcitriolは、主に側鎖の脱水反応またはA環3位水酸基の異性化反応により不活化される。2)上記2つの代謝系に関与する酵素は、これまでに発見されているビタミンD代謝酵素とは異なる。3)上記2つの代謝系を相互に調節するメカニズムが存在する。4)ビタミンD誘導体の代謝酵素に種特異性が認められる。したがって、動物の結果をそのままヒトへ外挿することはできない。このためには、既知のビタミンD代謝酵素(ヒトおよびラット)を発現する大腸菌発現系が非常に有効な活性スクリーニング法となることを確認した。癌細胞の分化とアポトーシスを構造選択的に制御するビタミンD誘導体の開発を目的として,本年度はA環2位に様々な置換基を導入したアナログ,3位及び4位にメチル基を導入したアナログ,5,6-トランス型アナログ,20位エピ化アナログ,側鎖に酸素原子を導入したアナログ,側鎖の24位,26位,27位を伸長させたアナログ,側鎖の様々な部位にメチル基,エチル基を導入したアナログとそれらのエピ化アナログ,上記のハイブリッドアナログなど,A環と側鎖を中心とした多種の活性型ビタミンアナログの基本的な生理活性を評価するところから実験を開始した。生理活性の評価は,VDR結合能,遺伝子転写活性,細胞周期制御,分化誘導能,アポトーシス誘導能,DNA断片化能などを測定することにより行い,以下のような研究実績を得た。1.A環1位あるいは3位水酸化の異性化は,2位メチル基の有無,側鎖20位の異性化に関係なく,転写活性・分化誘導能を低下させた。一方,側鎖20位の異性化は,転写活性・分化誘導能を低下させた。A環2α位へのメチル基の導入は,VDR結合能及び転写活性を増強させ,20位の異性化を伴うことにより,活性は相乗的に増強した。これに対し,A環2β位へのメチル基の導入は,生物活性を欠失させた。しかし,1,3位の水酸基を異性化し,同時に側鎖20位を異性化することにより,天然型よりも強い転写活性・分化誘導能を生み出す構造となった。

この1,3,20位の同時異性化の効果は,2β位にメチル基が導入された場合にのみ認められた。2.アポトーシス誘導能は,強い転写活性を示す誘導体には全く認められず。逆に転写活性・分化誘導能を示さない誘導体にのみ認められた。アポトーシスを誘導する誘導体は,1位あるいは3位水酸基のいずれか一方が異性化した構造を有し,2位メチル基の有無や立体配置には全く無関係であった。1.および2.のの結果から,1,3位水酸基が天然型と同じ立体配置の場合,A環2α位へのメチル基の導入,側鎖20位の異性化は,転写活性及び分化誘導能を増強させる有効な構造モチーフとなること,逆にA環1位,3位水酸基の異性化はアポトーシスを特異的に誘導できる構造モチーフとなることを明らかにした。癌細胞の分化とアポトーシスを構造選択的に制御するビタミンD誘導体の開発を目的として、本年度はA環,側鎖,CD環に様々な構造修飾を加えた新規ビタミンDアナログを用いて、構造と活性の相関性を系統立てて検討し、以下のような研究実績を得た。1)活性型ビタミンD_3の2位にmethyl基を導入した2-methyl誘導体の5,6位のtrans体およびその側鎖20位の異性体では、5,6-cis体の場合よりも活性が低下すること、2位methyl基の導入効果に5,6位の立体配置はあまり影響せず、1位3位の水酸基の立体配置が大きく影響することを明らかにした。2)活性型ビタミンD_3の2位にmethyl基を導入した2-methyl誘導体の側鎖に20位を異性化し、さらに22位へのmetyl基の導入あるいは24,26,27位の伸長を組み合わせたハイブリッド型誘導体が非常に高活性であることを明らかにし、構造修飾の組み合わせが有効であることを明らかにした。3)しかし、A環2α位にmethyl基を持ち、かつ高活性側鎖修飾構造を付加した誘導体(22-methyl型、KH1060型の2-methyl体)では、活性が相加的に増強した。4)10-19位のメチレンを欠失した19-nor誘導体の2位にフッ素原子を導入し、さらに側鎖22位への酸素原子の導入を行った誘導体が、カルシウム作用を示さず、がん細胞に対する増殖抑制・分化誘導作用のみを有することを明らかにした。5)2位へメチル基を導入した誘導体において、1位3位水酸基の立体配置特異的にヒト前骨髄性白血病細胞をアポトーシスか分化かに区別して誘導制御できることを見いだし、アポトーシスがCaspase活性、ミトコンドリア膜電位変化を介して誘導されていることを明らかにした。6)22-oxa-活性型ビタミンD_3の1位3位水酸基異性体全4種を合成し、側鎖修飾体においても、1位3位水酸基の立体配置が生物活性に大きく影響することを明らかにした。さらに、16-ene構造を有する誘導体およびその3位水酸基異性体において、3位水酸基の異性化がヒト前骨髄性白血病細胞をアポトーシスに有意に誘導する構造モチーフとなることを明らかにした。活性型ビタミンDは,乳がん,前立腺ガン,肺ガン,大腸ガンなど様々な癌細胞に対して増殖抑制,分化誘導,アポトーシス誘導などの抗腫瘍活性を示すことがin vitroおよびin vivoの実験で証明されている.これらの活性は,類似の生理活性物質に比べて遥かに強いものであり,その臨床応用が強く期待されている.
情報散布に適した内部結合ネットワークの構築に関する研究

今回申請した研究は、次の三つのテーマであった。1.情報散布方式の設計と解析。2.停止故障モデルでの耐故障性。3.1.の情報散布方式により得られるネットワークの構造(直径、連結度など)。1.の情報散布方式の設計では、同期型の周期的な情報散布方式を設計し、シミュレート実験を行った。プロセッサ数をN個としたとき、ネットワークのプロセッサに接続するリンク(結線)数が[logN]となるような情報散布方式を作成した。これは、情報散布方式の周期を[logN]とし、情報散布方式の各要素を0,1,...,N-1中から、[logN]個選び、情報伝達のために必要な最適時間[logN]を満たすものを計算機で求めた。1.の方法により作成されたネットワークは、circurant digraphとして、知られていることがわかった。このため、これらのネットワークの連結度および直径を調べることもできた。さらに、プロセッサ・ネットワーク上のプロセッサが停止故障したときの耐故障性の問題を考えた。最初に、情報散布方式を換えない場合を考え、どれだけ情報伝達時間が増えるかを計算機でシュミレートした。現在、それらのデータから、故障したプロセッサ数と情報伝達時間の関係を解析しているところである。また、情報伝達時間を増やさないようにするには、情報散布方式をどのように換えればよいかを調査中である。今後の課題として、故障のより現実的なモデルであるビザンチン合意問題、基本的なアルゴリズムの実装性の問題が挙げられる。
火災加熱を受ける床板のメンブレン効果に関する実験的研究

本研究では、火災加熱を受けるRC床板のメンブレン挙動を明らかにすべく、鉄筋モルタル床板による縮小試験体を用いた載荷加熱実験を実施した。この実験によって、火災時に床板が下面から加熱される場合は床板厚さ方向の温度勾配よって曲面化し、常温時よりも火災時の耐力が高くなる場合があることを示した。火災時にメンブレン挙動を示す床板の耐力は、降伏線理論に基づく崩壊荷重の23倍の値を示した。これより、床板のメンブレン挙動を考慮した火災時耐力を用いることで、鋼構造における小梁の耐火被覆を省略できる可能性を示し、そのことを検証するための実大規模実験を計画した。本研究の目的は、火災時におけるRC床板のメンブレン効果を明らかにすることである。平成27年度は、正方形の鉄筋モルタル床板を用いた常温および高温載荷実験から、床板の厚さ方向の温度分布に起因する熱的たわみの把握と、その熱的たわみが床板の荷重支持能力を増大させる効果について検討した。この結果、1方向スラブとした場合では常温実験と鉄筋温度400°Cの高温実験で最大耐力に差が見られなかったが、2方向スラブとした場合では鉄筋温度400°Cの高温実験による最大耐力が常温での結果を大きく上回る結果となった。この理由は、前述した熱的たわみが2方向スラブの床板の荷重支持能力を増大させたためと考えられる。同様に、鉄筋温度500°Cおよび600°Cの高温実験でも、2方向スラブの結果では、常温最大耐力に対する高温最大耐力の比は高い値を示し、床板の火災時メンブレン効果が確認された。一方、2方向スラブ実験では、中央集中荷重に起因するパンチングシア破壊したものもあり、その載荷方法を改善する必要性がわかった。下面から加熱を受ける床板の熱的たわみについては、無載荷とはいえ自重によるたわみの影響が高温になるにつれて見られ、熱的たわみの理論値よりも大きな値を示した。2方向スラブでは、熱的たわみに抵抗するメンブレン作用が予測されたが、圧縮応力下におけるモルタルの載荷時熱ひずみが大きかったためか、熱的たわみが比較的大きかった。試験体に使用したモルタルについては、この分析のため、高温素材試験から載荷時熱ひずみに関するデータを取得した。以上、鉄筋モルタル床板の高温載荷実験から、鋼構造の小梁無耐火被覆化を実現するために必要となる、床板の火災時メンブレン効果を伴う最大耐力に関する基礎資料を得た。当初の研究計画・方法で予定していた実験を、滞りなく実施し、研究計画時に期待していた結果を得ることができた。またその結果の一部を学会発表等で公開した。今年度は,16体の鉄筋モルタル床板試験体を用いて一定荷重下での温度漸増実験(載荷加熱実験)を実施し,一定荷重下で加熱を受けた場合の熱たわみ挙動および破壊時の下端筋温度について調べ,鉄筋モルタル床板の火災時メンブレン挙動と荷重支持能力の関係について考察した。実験条件は,床板厚さ,荷重レベル,床板端部の境界条件とした。ここで,載荷治具と予算の都合により,当初予定していた2辺のアスペクト比を実験条件に加えることまでには至らなかった。その結果を以下にまとめる。1)二方向床板の場合,荷重無の加熱時では100°C付近でのたわみの停滞が見られたが,荷重有の場合はそれが見られなかった。一方で,荷重の有無および荷重レベルの違いが400°Cまでの熱たわみに及ぼす影響は比較的小さかった。二方向床板の400°Cまでの熱たわみ量は,一方向床板の熱たわみ理論値と近い値を示した。2)一方向床板の高温耐力低下に比べ,二方向床板の場合は,高温時の耐力低下が小さかった。二方向床板の上面ではメンブレン挙動時に発現する同心円上のひび割れが見られた。二方向床板端部での上方向変位拘束が最大耐力に及ぼす影響は見られなかった。3)板厚30mmと60mmの比較では,30mmの方が,熱たわみが大きく,より明確なメンブレン挙動を示し,400°C600°Cにおける耐力低下が小さかった。鉄筋の常温時短期許容応力度を降伏線理論に適用して求めた崩壊荷重に対して,2方向床板の最大荷重はかなり高い値を示し,それを下回るときの床板の下端筋温度は,床板30mmでは600°C以上,床板60mmでは500°C600°Cであった。以上,2方向RC床板の火災時メンブレン挙動および火災時耐力に関する基礎資料を蓄積し,その評価方法について検討した。当初に予定していた実験が概ね順調に終了し,2方向RC床板の火災時メンブレン挙動および火災時耐力に関する基礎資料を蓄積できた。また当初に期待していた火災時メンブレン効果も見られ,2方向床板の火災時耐力評価を検討するためのデータも得られた。一方,400°C以下で破壊した試験体では,一部でコンクリートの圧壊で耐力が決まった試験体があり,鉄筋比をさらに小さくした試験体での追加実験の必要性が出てきた。本研究の目的は、火災時におけるRC床板のメンブレン効果を実験により明らかにすることである。前年度までの載荷加熱実験では、鉄筋モルタル床板の鉄筋比が比較的大きかったため、モルタルの圧壊で破壊するなど十分にメンブレン効果が発揮されなかったものがあった。

これより平成29年度では、鉄筋比を減らした鉄筋モルタル床板の載荷加熱実験データを16体追加し、床板が十分にメンブレン挙動を示したデータを得た。また使用鉄筋の高温強度を一方向スラブの曲げ実験より逆算し、当該床板の高温時崩壊荷重の計算値に対して,実験より得た耐力がどの程度まで増加したかをより詳細に検討した。その結果、降伏線理論に基づく崩壊荷重計算値を載荷した試験体では、鉄筋温度600°C以上まで荷重を支持し、また常温実験による最大荷重を載荷した試験体でも鉄筋温度400°Cまで荷重を支持した。メンブレン効果による床板の耐力の増大が崩壊時たわみに概ね比例することを示し、床板内部の温度勾配によるたわみにより床板の耐力が増加したことを示した。載荷加熱実験では、崩壊荷重理論値に対して23倍の荷重支持能力を示し、火災時における床板のメンブレン効果を確認することができた。破壊時のたわみ量は、床板厚さにあまり影響せず、スパンの1/12程度であったが、荷重が小さく崩壊時の鉄筋温度が高いものほど大きくなる傾向を示した。また、2段配筋の床板がメンブレン効果を発揮する場合は、温度の低い上端筋が荷重支持能力を増大させることも示した。以上、RC床板の火災時耐力データに関する基礎データを蓄積し、鋼構造における梁の耐火被覆を省略できる可能性が示されたため、別の研究予算を獲得し、鋼梁をも含む実仕様・実大規模の床システム試験体の載荷加熱実験計画を立案し、その試験体製作まで行った。本研究では、火災加熱を受けるRC床板のメンブレン挙動を明らかにすべく、鉄筋モルタル床板による縮小試験体を用いた載荷加熱実験を実施した。この実験によって、火災時に床板が下面から加熱される場合は床板厚さ方向の温度勾配よって曲面化し、常温時よりも火災時の耐力が高くなる場合があることを示した。火災時にメンブレン挙動を示す床板の耐力は、降伏線理論に基づく崩壊荷重の23倍の値を示した。これより、床板のメンブレン挙動を考慮した火災時耐力を用いることで、鋼構造における小梁の耐火被覆を省略できる可能性を示し、そのことを検証するための実大規模実験を計画した。平成28年度は、当初の計画通り、一定荷重下で加熱する載荷加熱実験より、火災時における床板のメンブレン効果を明らかにする。今年度の高温載荷実験結果よりも最大耐力時のたわみが大きくなるため、2方向床板の荷重支持能力の更なる増大が期待される。次年度は本研究の最終年度として,2方向床板の火災時耐力の評価方法について更なる考察を加え,鋼構造の耐火設計に床板のメンブレン効果を組み込むことの有用性を示す。また鋼構造耐火設計への適用に向けて,鋼梁をも含む実仕様・実大規模の床システム試験体を用いた載荷加熱実験を計画する。前年度の実験結果より鉄筋比をさらに小さくした試験体での実験を行う必要性が明らかになったため,2方向床板の追加実験も行う。建築耐火構造
「署名・顔・声」マルチモーダルバイオメトリック個人認証の基礎研究

本研究では、比較的性能の高いオンライン署名照合手法の更なる高性能化とともに、顔画像、声による特徴をも考慮し、マルチモーダルな個人認証手法の基礎的研究を行った。1.署名廉価なタブレットでは、ペン位置情報のみが得られる。位置情報以外に、ペンのup/down情報が2値で得られるもの、筆圧が複数の値でえられるもの、ペンの傾き情報がえられるものもある。1.1ペン位置情報のみのデータに対してHMM (Hidden Markov Model)による照合アルゴリズムを提案し、良好な結果を得た。1.2位置情報、256値の筆圧情報、そしてペンの傾き情報が得られるタブレットを用い、5次元の特徴抽出を行ったうえ、Bayes学習的枠組みと、MCMC (Markov Chain Monte Carlo)を用いた手法を提案し、これまでの照合率を超えた。2.顔2.1顔画像からGabor Wavelet特徴量を検出し、その上でBayes的枠組みからMCMCによる照合手法を提案、初期的実感を行った。かなり可能性がある事を示唆する結果を得た。3.声音声を用いる手法については、継続すべき課題のひとつである。4.これら複数の認証手法の統合に関しては、いくつかの困難がある事が判明した。そのひとつは、各認証手法から得られる認証結果を確率・統計の枠組みで捉えた場合、各々を独立な確率変数と考えるべきか否かである。これは重要なポイントのひとつであり、アルゴリズムの検討にとどまった。次の研究課題へ継続したい。本研究の目的は、署名、顔、そして声の複数種(マルチモーダル)の生体(バイオメトリック)特徴量を用いる個人認証を行う手法の基本的考え方を検討した上、初期的実験を行い、この様な手法の可能性を探る事である。1.まず各バイオメトリック特徴量の性質を精査し、具体的にどのような特徴量をどのように収集するかの検討を行っている。1.1署名特徴量タブレットと電子ペンを用いるとペンの位置情報(2次元)だけでなく、筆圧及び2種類のペンの傾き情報も得る事ができる。本研究では、これらの量を時間の関数として5次元ベクトルのトラジェクトリーとしてとらえる。本年度はこれにもとづき、ペン速度も考慮している。1.2顔特徴顔画像からどのような特徴量を抽出するかは大きな問題であり、模索の段階である。2次元顔画像の口両端、目両端等、9箇所の特徴点を同程し、各点で局所的Gabor Waveletを計算し、そのパラメータ(Jetと呼ばれる)で顔をとらえる手法や、Markov Chain Monte Carloにより、確率分布からのサンプルに基づく手法等を試行している。1.3音声特徴音声データに関しても、まだ模索の段階であるが、これも時間の関数としての軌跡全体をとらえる必要があると考えている。本年度の成果を列挙する。1.署名タブレットと電子ペンを用いるとペンの位置情報(2次元)だけでなく、筆圧及び2種類のペンの傾き情報も得る事ができる。本年度は、二つのアイデアで新しい提案を行った。1.2これまで用いた特徴量をもとに、Bayes学習的枠組みと、MCMC(Markov Chain Monte Carlo)を用いた手法を提案し、これまでの照合率を超えた。2.顔顔画像からどのような特徴量を抽出するかは大きな問題であり、模索の段階であるが、Gabor Wavelet特徴量を検討している。また、自然画像から顔を切り出す操作が大問題となるが、MCMC(Markov Chain Monte Carlo)による手法を検討中である。3.声音声データに関しては、まだ模索の段階である。

本研究では、比較的性能の高いオンライン署名照合手法の更なる高性能化とともに、顔画像、声による特徴をも考慮し、マルチモーダルな個人認証手法の基礎的研究を行った。1.署名廉価なタブレットでは、ペン位置情報のみが得られる。位置情報以外に、ペンのup/down情報が2値で得られるもの、筆圧が複数の値でえられるもの、ペンの傾き情報がえられるものもある。1.1ペン位置情報のみのデータに対してHMM (Hidden Markov Model)による照合アルゴリズムを提案し、良好な結果を得た。1.2位置情報、256値の筆圧情報、そしてペンの傾き情報が得られるタブレットを用い、5次元の特徴抽出を行ったうえ、Bayes学習的枠組みと、MCMC (Markov Chain Monte Carlo)を用いた手法を提案し、これまでの照合率を超えた。2.顔2.1顔画像からGabor Wavelet特徴量を検出し、その上でBayes的枠組みからMCMCによる照合手法を提案、初期的実感を行った。かなり可能性がある事を示唆する結果を得た。3.声音声を用いる手法については、継続すべき課題のひとつである。4.これら複数の認証手法の統合に関しては、いくつかの困難がある事が判明した。そのひとつは、各認証手法から得られる認証結果を確率・統計の枠組みで捉えた場合、各々を独立な確率変数と考えるべきか否かである。これは重要なポイントのひとつであり、アルゴリズムの検討にとどまった。次の研究課題へ継続したい。