hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
群分子ロボットによる学習

本研究の目的は、分子ロボットの群れ(群分子ロボット)を数理モデルとして定式化し、群れの中で経路や全域木などの各種のパターンを形成することによって学習問題を解くアルゴリズムを考案することである。本研究では、経路形成によって学習(教師あり学習および強化学習)を行うアルゴリズムを考案し、その性能や特徴を考察することを目指す。さらに、定式化した数理モデルを、実際に分子ロボットによって実装する方法について考察する。平成29年度に引き続き、スライム型ロボットを抽象化した計算モデルであるゲルオートマトンによって、ポピュレーションプロトコルのシミュレーションを行う方法について研究を行った。この研究では、セルが格子ではなくグラフを構成するゲルオートマトンを用いて、ポピュレーションプロトコルのエージェントとインタラクショングラフを、セルのグラフによって実現する。インタラクショングラフが平面グラフである場合は、セルのグラフをさらに格子空間に埋め込むことができる。ポピュレーションプロトコルによって各種の分散アルゴリズムを実装することが可能であり、ゲルオートマトンも同様の計算能力を持つことがわかった。次に、ゲルオートマトンによって経路や全域木などの、より具体的な各種のパターンを直接的に形成する方法について研究を進めた。特に、迷路の解、全域木、唯一のリーダー(リーダーエレクション)を自己安定的に形成するゲルオートマトンの開発を進めた。自己安定性は、任意の初期状況から目的状況(解)に到達できることを意味しており、目的状況が外乱によって壊されても再び(別の)目的状況に到達することができる。さらに、分子ロボットの各種の物理化学的な性質(たとえば、電気伝導率、拡散係数、流路の太さなど)を活用するゲルオートマトンについて検討を行った。パターン形成による学習については研究が十分には進んでいないが、自己安定的なパターン形成についての知見は得られている。分子ロボットの実装方法としてのゲルオートマトンの研究は大きく進展しており、全体としておおむね順調と考えられる。令和元年度では、パターン形成による学習(教師あり学習と強化学習)に関する研究を進展させる。特に、平成28年度に開発した分散アルゴリズムに対して、強化学習を可能とする拡張を行うとともに、分散アルゴリズムをゲルオートマトン上で実現することを試みる。また、平成30年度より分子ロボットの各種の物理化学的な性質を活用するゲルオートマトンについて検討を行っているが、具体的に、分子ロボットの物理化学的な環境を活用するゲルオートマトンを定式化する。本研究の当初の計画では、電子回路と化学反応を組み合わせることを構想していたが、局所的かつ短時間の情報処理と大域的かつ長期間の情報処理を組み合わせることが本質的であるため、分子ロボット間の局所的な化学反応と、物理化学的な環境全体に亘る大域的な化学反応を組み合わせた計算モデルについて検討する。具体的には、ゲルオートマトンに濃度勾配のような物理化学的な環境を付加した計算モデルを定式化し解析する。この方向の研究は平成30年度よりより着手している。そして、以上の二つの方向の研究を合わせて、拡張されたゲルオートマトンによる学習に関して研究を進める。平成29年度は、研究実施計画にあるように、事前研究で考案した分散アルゴリズムを、分子ロボットによって実装が可能になるように単純化することに注力した。事前研究で考案した分散アルゴリズムでは、入力データと教師データの複数個の対が入れ替わり与えられるようになっていたが、複数の対をベクトル化して与えることとした。また、辺の有効性を1ビットのメモリを持つプロセスによって管理することとした。以上の変更をもとに定式化した分散アルゴリズムは極めて見通しのよいものとなり、scheduler-luckによる安定性の証明も簡潔なものとなった。分散アルゴリズムの単純化と並行して、ゲルオートマトンによる実装方法についても検討を進めた。平成30年度の研究実施計画では、分散アルゴリズムに関する研究と並行して、分子ロボットの実装方法に関する研究、特にスライム型ロボット(ゲルのカプセル)を発展させることにより、状態変数や各種の演算を実装する方法についての検討を行うこととしていた。この計画を前倒しし、さらに普遍化した研究として、ゲルオートマトンによるポピュレーションプロトコルのシミュレーション方法の考案を行った。ゲルオートマトンはスライム型ロボットを抽象化した計算モデルであり、ポピュレーションプロトコルは分散アルゴリズムの典型的なモデルであり、上述のシミュレーションは、分子ロボットによる実装への第一歩となる。分散アルゴリズムの単純化については、さらなる工夫が可能と考えられる。一方、平成30年度の計画の一部を前倒ししている。両者を合わせ、おおむね順調と考えられる。

インタラクショングラフが平面グラフである場合は、セルのグラフをさらに格子空間に埋め込むことができる。ポピュレーションプロトコルによって各種の分散アルゴリズムを実装することが可能であり、ゲルオートマトンも同様の計算能力を持つことがわかった。次に、ゲルオートマトンによって経路や全域木などの、より具体的な各種のパターンを直接的に形成する方法について研究を進めた。特に、迷路の解、全域木、唯一のリーダー(リーダーエレクション)を自己安定的に形成するゲルオートマトンの開発を進めた。自己安定性は、任意の初期状況から目的状況(解)に到達できることを意味しており、目的状況が外乱によって壊されても再び(別の)目的状況に到達することができる。さらに、分子ロボットの各種の物理化学的な性質(たとえば、電気伝導率、拡散係数、流路の太さなど)を活用するゲルオートマトンについて検討を行った。パターン形成による学習については研究が十分には進んでいないが、自己安定的なパターン形成についての知見は得られている。分子ロボットの実装方法としてのゲルオートマトンの研究は大きく進展しており、全体としておおむね順調と考えられる。分散アルゴリズムの単純化を図るとともに、ゲルオートマトンによる実装方法の研究をさらに進める。ポピュレーションプロトコルは分散アルゴリズムの計算モデルであるが、抽象度は高い。したがって、ゲルオートマトンによってポピュレーションプロトコルがシミュレートできたとしても、その効率はよくないと考えられる。より直接的に、本研究の者も含めて、分散アルゴリズムをゲルオートマトンによって実現する方法を探求する。その上で、ゲルオートマトンの物理化学的な実装について検討を進める。現在のゲルオートマトンはゲル壁に仕切られた反応拡散系を抽象化した計算モデルであり、分散アルゴリズムの状態変数は、特定の分子種の濃度として実装されることを想定している。研究実施計画にも書かれているように、分子ロボットの各種の物理化学的な性質(たとえば、電気伝導率、拡散係数、流路の太さなど)によって状態変数を実装することが考えられる。以上の研究に加えて、研究実施計画にあるように、来年度以降、教師あり学習とともに強化学習のための分散アルゴリズムの考案を進める令和元年度では、パターン形成による学習(教師あり学習と強化学習)に関する研究を進展させる。特に、平成28年度に開発した分散アルゴリズムに対して、強化学習を可能とする拡張を行うとともに、分散アルゴリズムをゲルオートマトン上で実現することを試みる。
葉菜類の貯蔵中における葉温変化が呼吸に及ぼす影響

青果物の貯蔵や輸送を考えた場合、一定温度が望ましいといわれているが、現実には様々な変動を伴っている。青果物の品質は呼吸と密接な関係を有しているので、呼吸速度を求めることで、老化の目安になるものと考えられる。したがって、温度履歴、すなわち温度上昇や下降及びその時間が呼吸速度に与える影響を検討することを目的として実験を行った。実験試料には、ホウレンソウを用いた。気密チャンバを冷蔵庫に収納し、庫内の温度制御を行うことでチャンバ内の温度を制御した。設定温度に到達するまでにやや時間がかかったものの均一な温度条件が得られた。呼吸速度は二酸化炭素放出速度とし、チャンバ内の二酸化炭素濃度変化から計算により求めた。まず、一定温度下(0、10、20、30°C)における呼吸速度をそれぞれ72時間計測し、これを基礎データとした。次に、温度履歴が呼吸速度に与える影響をみるために、最初の6時間を10°Cに設定し、次の12時間または24時間を0°Cまたは20°Cに設定し、その後の呼吸速度について検討をおこなった。その結果、20°C、24時間の温度履歴を受けたものは、10°Cに戻して、すぐには10°C一定下で求められた呼吸速度まで回復せず、温度変動の影響がみられた。それに対して、20°C、12時間の温度履歴を受けたものはすぐに回復した。このことから、変動を受けている時間の大小により、その後の呼吸に及ぼす影響が異なることが分かった。また、0°C、24時間の温度履歴を受けたものは、10°Cに戻しても、すぐには呼吸速度は上昇せずゆっくりと10°C一定下で求められた呼吸速度に近づいた。累積炭酸ガス放出量も、10°C一定下と比較して明らかに小さくなり、呼吸を品質の尺度と考えると、低温が可能であれば、変動を伴ったとしても低温にした方がよいという結果となったが、時間の大小や繰り返し回数など検討すべき点も残されている。
半溶融ロールキャスティングと温間プレスの複合によるマグネシウム薄板材の高速成形

1.マグネシウム合金薄板材の成形条件と成形メカニズム半溶融双ロールキャスターを用いて,代表的なマグネシウム合金薄板材AZ31B材の製造可能な条件を求めた.ロール傾斜角度0°の場合,板材の幅が80ミリメートルのキャスト材を製造できる条件は,ロール週速度で5-25m/min,注湯温度,625630°C,の狭い範囲にあることを確認した.この製造条件で成形された板材の平均結晶粒径はすべて30ミクロンメートル以下であり,傾斜冷却板によって急冷凝固され,組織が微細化,球状化していることを確認した.これらの詳細な製造条件の結果については,国際会議THERMEC 2003(2003年,7月)などの国際会議おいて,詳細が発表されている.2.温間圧延条件と温間プレス成形性の調査代表的な展伸用マグネシウム合金AZ31Bのストリップキャスト材を温間で圧延し,この材料の塑性加工性の調査を行った.AZ31B材の温間圧延の条件は300400°であれば,リダクションを比較的多くとっても耳割れなどは発生しない.また,温間圧延したキャスト材を焼鈍し組織均一化することで温間成形可能な材料を製造できる.温間深絞りは250400°で成形可能であるが,250°CでAZ31B板材はLDRが2.7まで深絞りが可能であることを示した.3.成形条件と成形品の材料学的調査マグネシウム合金AZ31Bのストリップキャスト材と,温間で圧延した後のストリップキャスト材,の組織観察を行った.ストリップキャスト材は,傾斜冷却板を使用して比較的低融点で鋳造しているため,組織はほぼ等軸晶になっている.温間で圧延した後のストリップキャスト材は加工ひずみの蓄積によって結晶粒は78ミクロン程度まで微細化していることが判明した.4.非線形有限要素法ソルバーの開発有限要素法によって対流項を考慮した鋳造解析を行う計算プログラムを開発し,双ロールストリップキャスティングの解析を行った.ロールと材料の熱伝達条件の与え方をいろいろと変化させ,完全凝固位置,安定稼動を与えるロール隙間,ロール回転数などの調査を行った.この結果,開発したプログラムは,エネルギーの移流項を考慮しながら凝固の解析を行うことができることを確認した.すなわち,エネルギーの移動を計算条件に加えることができるため,高速域での凝固の予測に本ソルバーが有効であることを示した.1.マグネシウム合金薄板材の成形条件と成形メカニズム半溶融双ロールキャスターを用いて,代表的なマグネシウム合金薄板材AZ31B材の製造可能な条件を求めた.ロール傾斜角度0°の場合,板材の幅が80ミリメートルのキャスト材を製造できる条件は,ロール週速度で5-25m/min,注湯温度,625630°C,の狭い範囲にあることを確認した.この製造条件で成形された板材の平均結晶粒径はすべて30ミクロンメートル以下であり,傾斜冷却板によって急冷凝固され,組織が微細化,球状化していることを確認した.これらの詳細な製造条件の結果については,国際会議THERMEC 2003(2003年,7月)などの国際会議おいて,詳細が発表されている.2.温間圧延条件と温間プレス成形性の調査代表的な展伸用マグネシウム合金AZ31Bのストリップキャスト材を温間で圧延し,この材料の塑性加工性の調査を行った.AZ31B材の温間圧延の条件は300400°であれば,リダクションを比較的多くとっても耳割れなどは発生しない.また,温間圧延したキャスト材を焼鈍し組織均一化することで温間成形可能な材料を製造できる.温間深絞りは250400°で成形可能であるが,250°CでAZ31B板材はLDRが2.7まで深絞りが可能であることを示した.3.成形条件と成形品の材料学的調査マグネシウム合金AZ31Bのストリップキャスト材と,温間で圧延した後のストリップキャスト材,の組織観察を行った.ストリップキャスト材は,傾斜冷却板を使用して比較的低融点で鋳造しているため,組織はほぼ等軸晶になっている.温間で圧延した後のストリップキャスト材は加工ひずみの蓄積によって結晶粒は78ミクロン程度まで微細化していることが判明した.4.非線形有限要素法ソルバーの開発有限要素法によって対流項を考慮した鋳造解析を行う計算プログラムを開発し,双ロールストリップキャスティングの解析を行った.ロールと材料の熱伝達条件の与え方をいろいろと変化させ,完全凝固位置,安定稼動を与えるロール隙間,ロール回転数などの調査を行った.この結果,開発したプログラムは,エネルギーの移流項を考慮しながら凝固の解析を行うことができることを確認した.すなわち,エネルギーの移動を計算条件に加えることができるため,高速域での凝固の予測に本ソルバーが有効であることを示した.1.半溶融双ロールキャスター複合成形装置半溶融双ロールキャスターをロール成形装置に取り付け,蒲板材の製造→ロール成形を連続して行う成形装置を構築した.縦型,横型のキャスターのタイプを比較検討した結果,高速成形の高速鋳造には縦型双ロールのほうが適していることを明らかにした.溶湯とロールの接触長を一定にして板圧を均一にするためと,静水圧を利用して溶湯とロールの接触状態を良好にするための注湯用ノズルを考案した,その結果,厚さ2mmの板材を,90m/minで成形することが可能であることを明らかにした.2.鋳造条件

従来の横型双ロールキャスターでは,ノズル(チップ)内での溶湯の凝固が間題になるため,低温鋳造や半凝固注湯は困難である.縦型双ロールキャスターでは重力で下方に溶湯が押出されるためノズル内での溶湯の凝固は大幅に低減され,低温鋳造と半凝固鋳造が可能になり,高速鋳造に有効であることが明らかになった.低温鋳造と半凝固鋳造を行うために機構と操作が容易な傾斜冷却板を使用した.この結果厚さ約1.5mmの薄板を180m/minで作製するに至った.オーストラリアの英連邦産業科学研究所(CSIRO)が作製した薄板の厚さが5mm,鋳造速度は5m/min以下であるので,板の薄化と高速鋳造における本研究の成果は明らかである.3.各種マグネシウム合金の成形性AZ31,AZ61,AZ91,AM60の各種マグネシウム合金について,鋳造速度90180m/minの超高速領域で薄板の作製を試みた.鋳造用合金であるAZ91,AZ61,AM60は展伸用合金であるAZ31より連続性があった.AZ91,AZ61,AM60についてはロールキャスターによる薄板の作製は可能であることが明らかになった.特にAM60は双ロールキャスターに適しているようである.冷却が十分でないと板の表面が窒化することが判明した.AZ31の連続性の向上および表面窒化の防止のために,板がロールから離れるときの温度を下げる工夫が必要である.このように成形の際の温庶条件の詐細な検討については今後の課題であると考えている.4.有限要素法による凝固の解析コントロールボリューム法を用いて,有限要素法によって物質移動を考慮した鋳造解析を行う計算プログラムを開発した.1次元の物質移動の問題こ関しては高精度の結果が得ることができた.双ロールキャスターでの解析に本プログフムを適用するためには,完全凝固位置,安定稼動を与えるロール隙間,ロール回転数を明らかにしなければならないが,ロールと材料の熱伝達条件をどのように与えるかなど,今後工夫する必要がある.1.マグネシウム合金薄板材の成形条件半溶融双ロールキャスターを用いて,マグネシウム合金薄板材の製造が可能な条件を求めた.使用した材料は,AZ31D, AM50A, AM60B, AZ91Dの4種類である.AZ31Dについては,ロール速度15-25m/min,注湯温度,625°C,AZ91Dについて,ロール速度15-30m/min,注湯温度,595-600°C,AM50A, AM60B,については,ロール速度15-25m/min,注湯温度,615-630°C,が適切な製造条件であることを見出した.これらの製造条件で成形された板材の平均結晶粒径は,20-40μmであり傾斜冷却板によって急冷凝固され,組織が微細化していることが判明した.2.半溶融双ロールキャスターにおけるメニスカスロールキャスターにおけるメニスカスは,安定した鋳造を行うために不可欠な要素であるが,液面の高さをロールより,2mmの高さに設定することで安定化を図った.また,幅80mmの板材を作成するため,ノズルの形状を工夫し用湯の供給量を安定化させた.この結果,得られた板材の平均板厚は,注湯温度が625°C,速度が15m/minの場合,AM50B材の一例であるが,平均板厚が3.58mm±0.5mmとなった.板厚の誤差率は14%程度であるが,ストリップキャスティングで得られた板材を温間圧延するには何ら精度上は問題はない.3.温間プレス成形条件と成形品AZ31,AZ61,AZ91,AM60の各種マグネシウム合金について,得られた板材を温間で圧延を行い塑性加工性の調査を行った.
ディアスポラ概念の再検討とディアスポラコミュニティの地域間比較による共同研究

本研究は、対象も手法も異にする研究者らが領域横断的に協力しあうことによって、さまざまなディアスポラ集団の個別性を捨象することなく、より普遍的な視野から把握できるためのディアスポラ概念を構築することを目的としてきた。この目的のために、本研究では定期的にディアスポラ研究会の定例会を開き、その他にも関連する研究会・シンポジウムを共催してきた。中でも主要なものは、2006年9月に開催したCAPP(大阪経済法科大学アジア太平洋研究センター)プレシンポジウム「アジアの中のディアスポラ-日本の状況を踏まえて」および、2007年2月に開催したCAPP国際シンポジウム「移住者の人権と多文化共生を目指して-アジアとアフリカのディアスポラの比較」である。後者の内容は、武者小路公秀監修、浜邦彦・早尾貴紀編、『ディアスポラと社会変容-アジア系・アフリカ系移住者と多文化共生の課題』(国際書院、2008年)および、英文報告書Diaspora and the Social Transformation,(CAPP,2008)として刊行した。本研究において議論の焦点となったのは、ディアスポラの両義性、(親密圏における)ハイブリッド化、マイノリティの可視性/不可視性、労働の女性化および人種化、トランスナショナル資本主義と労働の分割、市民権概念、国籍といった問題である。本研究を通じて、これまで出会うことのなかったさまざまな研究者が集まり、議論の場とネットワークを作り出していったことは、ディアスポラ研究の今後の発展のための、重要な契機となった。1.ディアスポラ研究会を定期的に開催し、研究報告および文献講読を行った。テーマおよび報告者は以下の通りである。第1回(2005/06/03)アルジュン・アパデュライ、「グローバル文化経済における乖離構造と差異」講読(報告者:洪貴義)第2回(2005/07/01)「難民支援、入管問題の現場から」(報告者:西中誠一郎)第5回(2005/10/13)「ハンナ・アーレントにおける、国民/市民権/難民と公共性の問題」(報告者:早尾貴紀)第6回(2005/11/11)「「アジア系ディアスポラ」と「アフリカ系ディアスポラ」の接点を探る」(報告者:武者小路公秀)第7回(2005/12/09)「カナダにおける多文化主義の考察」(報告者:平野美幸)第8回(2006/01/30)「フランス郊外における「民衆蜂起/暴動」をめぐって」(報告者:武者小路公秀・稲葉奈々子)第9回(2006/02/13)「戦後留日華僑について」(報告者:渋谷玲奈)第10回(2006/02/28)「難民・移民の精神疾患とフランス精神医学の取り組み」(報告者:福田大輔)2.2006年度に開催する国際シンポジウムを企画し、ディアスポラ研究会を通じて問題意識の共有をはかった。また、2006年2月末には報告予定者のリサ・ロウ氏(カリフォルニア大学サンディエゴ校)を訪ねて、シンポジウムについてのミーティングを行った。1.ディアスポラ研究会を定期的に開催し、研究報告お呼び文献講読を行った。テーマおよび報告者は以下の通り。第1回(2006年4月)講読会「国連特別報告者ドゥドゥ・ディエン氏の報告をめぐつて」(報告者:武者小路公秀)第2回(2006年5月)「ドゥドゥ・ディエン氏招聘研究会」(講師:ドゥドゥ・ディエン)第3回(2006年6月)CAPP臨時シンポジウム「『貧者に対する戦争』のなかの社会運動」(報告者:ブノワット・ビューロー,ミゲル・ベナサヤク,稲葉奈々子,森千香子ほか)第4回(2006年7月)「アルメニア・ディアスポラ」をめぐって(報告者:吉村貴之)第5回(2006年9月)

講演会「華人・華僑ニユーカマーの最新の動向」(講師:段躍中)第6回(2006年9月)CAPPプレ・シンポジウム「アジアの中のディアスポラ--日本の状況を踏まえて」(報告者:河合優子,渋谷玲奈,伊佐由貴,モジユタバ・サドリア,パプ・ンディアイエ,小笠原弘毅)第8回(2007年1月)「うちなるコリアン・ディアスポラ--失郷民(シリャンミン)」(報告者:李英美)第9回(2007年1月)「『以北出身失郷民』と1950・60年代の『在日音楽』」(報告者:宋安鍾)第10回(2007年2月)「在日ブラジル人をめぐって」(報告者:アンジェロ・イシ)2.大阪経済法科大学アジア太平洋研究センター(CAPP)2006年度国際シンポジウム「移住者の人権と多文化共生を目指して-アジアとアフリカのディアスポラの比較」を2007年2月24日25日の2日間にわたつて開催した。参加者は以下の通り。武者小路公秀,リサ・ロウ,ドゥドゥ・ディエン,スレシユ・シャルマ,河合優子,渋谷玲奈,伊佐由貴,レオン・リチャード,鈴木慎一郎,陳天璽,西中誠一郎,森原秀樹,アンジェロ・イシ,李英美,金泰明,姜希雄,早尾貴紀,浜邦彦.1.大阪経済法科大学アジア太平洋研究センター(以下CAPP)「ディアスポラ研究会」として、以下の研究会活動を行った。・2007年5月6日「「アジア主義」を現代の視点から問い直す」(報告者:孫歌氏)(CAPPアジア主義研究会との共催)・2007年6月9日「『現代思想』2007年2月号「北朝鮮と向きあう」合評会」(ディスカッサント:宋安鍾氏、李英美氏、崔真碩氏、丸川哲史氏。コメンテーター:本山謙二氏、渡邊英理氏、浜邦彦)・2007年10月6日「アチャラカと脱線トリオ(音楽とディアスポラ)」(報告者:本山謙二氏)3.上記報告書の編集と並行して,科研費プロジェクトの総括を行い、ディアスポラ研究会の今後の活動を展望するために、浜邦彦、早尾貴紀(研究協力者)が中心となって、年間を通じて複数回ミーティングを行った。これらの議論は、上記日本語報告に所収の論文「日本におけるディアスポラ論の達成と課題」(浜邦彦、早尾貴紀)に反映されている。
視野障害学生のためのHMDシステムの研究-視線移動を考慮した健常者視野の提供-

本研究を含む進行中の研究プロジェクトの目的は、視覚障害学生が大学の講義を不自由なく受講できるシステムの構築である。このプロジェクトでは、視野狭窄者のためにカメラとHMDを用いて健常者の視野を提供する支援メガネを試作してきた。そこでは、カメラからの映像がHMD内で視野狭窄の状況に応じて縮小表示される。問題になったのは目の疲れであり、その原因は眼球を動かさずに小さな映像を凝視し続けることであった。本研究では眼球運動に合わせてその視線の先に映像を表示させた。HMDの内側の超小型カメラで眼球運動による視線の移動を検出し、映像の表示位置を視線の先に移動させることで、HMD装着者の疲労軽減を目指した。本研究を含む進行中の研究プロジェクトの目的は、視覚障害学生が大学の授業を不自由なく受講できるシステムの構築である。この研究プロジェクトでは、視野狭窄者のためのカメラとHMD(Head Mounted Display)を用いて健常者の視野を提供する支援メガネを製作してきた。問題になったのは目の疲れであり、その原因は眼球を動かさずに小さな映像を凝視し続けることである。そこで、本研究では眼球運動に合わせてその視線の先に映像を表示しようとしている。HMDの内側の超小型カメラで眼球運動による視線の移動を検出し、映像の表示位置を視線の先に移動させることで、HMD装着者の疲労軽減を目指している。平成26年度は、研究目標「【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み」に向けた研究に着手する一方、「【2】眼球運動の検出」と「【3】HMDでの映像の表示位置の変更」に向けた研究にも着手した。【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み:HMDの内側に組み込むため、いくつかのUSBカメラを分解し、カメラ部分を取り出した。取り出したカメラ部分はいずれもそれなりの大きさで、超小型といえるほど小さくはなかったので、当方所有のHMDの内部に取り付けることができていない。【2】眼球運動の検出: USBカメラで眼球運動を検出するソフトウェアを書いている。黒目(角膜)と白目(結膜)の色の違いを利用することで、眼球周辺が明るい場合、検出は可能である。暗い場合の検出方法が課題になっている。【3】HMDでの映像の表示位置の変更:外部からの入力で映像の表示位置を移動させるソフトウェアの試作版を書いた。これは、平成27年度に実施予定であったが、【2】での表示系のプロトタイプが必要になったため、急遽、手掛けた。この研究プロジェクトでは、視野狭窄者のためにカメラとHMD(Head Mounted Display)を用いて健常者の視野を提供する支援メガネを試作してきた。平成27年度は、全ての研究目標に向けた研究を行った。研究目標【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み:に向け組み込みに適したUSBカメラとHMDを入手し、組み合わせた。だが、HMD内部のカメラの性能と大きさに不満がある。もっと小さな筐体で短焦点のレンズのカメラが望ましい。研究目標【2】眼球運動の検出:瞳の検出と視線方向の決定のためのソフトウェアを書いた。課題もある。瞳の検出精度と速度、視線方向の精度である。ソフトウェアの改良を必要である。研究目標【3】HMDでの映像の表示位置の変更:瞳の動きに応じて表示位置を変更することができた。位置を変えることはできたが、表示窓を動かす速さが課題である。平成27年度は、研究目標「【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み」、「【2】眼球運動の検出」、「【3】HMDでの映像の表示位置の変更」に向けた研究を継続した。【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み:繰り越した研究費で組み込むのに適当なUSBカメラとHMDを入手し、平成27年度の経験を活かしハードウェアを製作した。いくつかのUSBカメラを分解し、カメラ部分を取り出した。取り出したカメラ部分はいずれもそれなりの大きさで、超小型といえるほど小さくはなかった。この項目は平成27年度の中心課題であったので、研究の進展に多少遅れが生じている。【2】眼球運動の検出:ハードウェアの製作と並行し、ソフトウェアも開発した。瞳の検出と視線方向の決定がこの項目の中心である。平成27年度の研究を発展させることで実現できた。ただ、ソフトウェア開発において、ノート型ワークステーションの非力さが気になったので、現有のデスクトップ型ワークステーションもソフトウェア開発に活用した。その際、画像解析のためにハードウェアの増強を行った。この項目はおおむね順調に進展している。

この項目は平成27年度の中心課題であった。本格的な進展は平成28年度になる。従って、当初の計画以上に進展している。以上のことから、研究計画はおおむねおおむね順調に進展している。本研究を含む進行中の研究プロジェクトの目的は、視覚障害学生が大学の講義を不自由なく受講できるシステムの構築である。この研究プロジェクトでは、視野狭窄者のためにカメラとHMD(Head Mounted Display)を用いて健常者の視野を提供する支援メガネを試作してきた。そこでは、カメラからの映像がHMD内で視野狭窄の状況に応じて縮小表示される。問題になったのは目の疲れであり、その原因は眼球を動かさずに小さな映像を凝視し続けることである。そこで、本研究では眼球運動に合わせてその視線の先に映像を表示しようとしている。HMDの内側の超小型カメラで眼球運動による視線の移動を検出し、映像の表示位置を視線の先に移動させることで、HMD装着者の疲労軽減を目指している。平成28年度は、研究目標「【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み」、「【2】眼球運動の検出」、「【3】HMDでの映像の表示位置の変更」に向けた研究を継続した。【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み:繰り越した研究費で組み込むのに適当なUSBカメラとHMDを入手し、平成27年度の経験を活かしハードウェアを製作した。【2】眼球運動の検出:ハードウェアの製作と並行し、ソフトウェアも開発した。瞳の検出と視線方向の決定がこの項目の中心である。平成27年度の研究を発展させることで実現できた。その際、画像解析ソフトウェアの開発のために現有のデスクトップ型ワークステーションのハードウェアの増強した。また、利用者環境での実証実験のため、ノート型PCを導入した。【3】HMDでの映像の表示位置の変更:予定を前倒しして、平成27年度での結果を受け、本格的な進展となった。このプロジェクトでは、視野狭窄者のためにカメラとHMDを用いて健常者の視野を提供する支援メガネを試作してきた。問題になったのは目の疲れであり、その原因は眼球を動かさずに小さな映像を凝視し続けることであった。本研究では眼球運動に合わせてその視線の先に映像を表示させた。HMDの内側の超小型カメラで眼球運動による視線の移動を検出し、映像の表示位置を視線の先に移動させることで、HMD装着者の疲労軽減を目指した。平成26年度は、研究目標「【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み」に向けた研究に着手する一方、「【2】眼球運動の検出」と「【3】HMDでの映像の表示位置の変更」に向けた研究にも着手した。【3】は平成27年度に実施予定であったが、【2】での表示系のプロトタイプが必要になったため、急遽、手掛けた。【1】HMDの内側への超小型カメラの組み込み:HMDの内側に組み込むため、いくつかのUSBカメラを分解し、カメラ部分を取り出した。
カザフスタン国セミパラチンスク地域住民のESR線量測定研究

私が博士課程に行った研究は「セミパラチンスク核実験場周辺住民における歯のESRによる線量評価」に代表される。1949年から1962年の間、セミパラチンスク核実験場(SNTS)グランドゼロ(爆心地)において125回(そのうち25回は地上実験)の核実験が行われた。特に、1949年8月29日に行われた最初の核実験により、爆心地から北東の地域はその実験由来の放射性物質のフォールアウトにより汚染された。このテロリズム的または偶発的な危険により、事後の線量評価が重要な課題となっている。(1)これまでの研究を継続する。前年度までにカノネルカ村、ブデネ村、ドロン村、チェリョームシカ村、モスティク村で10-20個の歯の試料を収集した。これらの村は1949年8月の旧ソ連最初の核実験の際放射能の雲が通過した村々で最も被ばくが大きかった所である。その被ばく線量が高かった理由は通過した放射能の雲から近かったことによる。(2)そのほか更にクルチャトフ市近郊で歯を20サンプル集め、クルチャトフ市内で10サンプルを集めた。これらのサンプルについてはサンプルの処理を終わり、測定を行っている。このクルチャトフ市はセミパラチンスク核実験場の北に隣接した市であり、ここで核爆弾の研究や核爆発の準備、実施を行った。(3)ウスカメノゴルスク市では30サンプル歯を集めた。全ての歯は資料処理を終わりスペクトル測定も終了した。このウスカメノゴルスク市は、核爆発の跡の放射能の雲が通過した町であり、またウランの処理工場もある町である。これらの結果は2010年10月にフランスで開催されるEPR国際が意義で発表する。アブストラクトはすでに投稿し受理された。(4)カザフスタン共和国の東の端にある東カザフスタン州における中国からの核実験の影響を見積もるため、この州の東の中国国境地帯の村々から歯を集め測定した。その集めた歯のEPR線量評価についての結果を"Influence of Lop Nor Nuclear Weapons Test Base to population of Republic of Kazakhstan"のタイトルで雑誌Radiation Measurementに投稿している。(2)更にクルチャトフ市近郊で歯を20サンプル集め、クルチャトフ市内で10サンプルを集めた。すでにサンプルの処理を終わり、測定を行っている。このクルチャトフ市はセミパラチンスク核実験場の北に隣接した市で、核爆弾の研究や核爆発の準備、実施を行った。これらの結果は国際会議で発表した。その集めた歯のEPR線量評価についての結果を"Influence of Lop Nor Nuclear Weapons Test Base to population of Republic of Kazakhstan"のタイトルで雑誌Radiation Measurementに投稿した。(5)被ばく線量推定が必要な、ウラン鉱山、ウラン処理施設の近くにあるStepnogorsk市の住民から20サンプル収集した。本研究では、労働条件の影響を調べたり、また被ばくの実態を調べるため、ウラン工場や鉱山の労働者の吸収線量を推定も行っている。本研究でも関連した被ばくとして意義があるので研究を進めている。
注意欠如・多動症の脳磁図研究―病態解明から臨床検査へ

臨床で行われる通常の手順(安静閉眼状態→開閉眼賦活→光刺激賦活→過呼吸賦活→安静閉眼状態)でEEG測定を行い、CD法による時間周波数解析を行う過程を経て抽出された安静時θ/βパワー値は、既報と類似の頭皮上正中の中心部または前頭部電極において、ASD患者群および正常対照群と比較してADHD群で有意な増大を認めた。このような症例では電場に直接対応する磁場(MEG)でも認められることが多かったが、その反対の関係(電場で認めないが磁場で認めること)もあり、どちらが高感度とも言い難かった。所見が2つのモダリティで同定されたことは、ある種の信頼性を意味するものであった。本研究の対象と目標人数は、ADHD患者40名とASD患者(病的対照群)40名である。専門外来、関連医療・教育機関からリクルートし、正常対照群40名を大学コミュニティーで募集する。最初に安静時のMEG計測、次に課題時のMEG計測を行うが、後者は神経認知(注意・遂行機能)と社会認知(顔・視線認知)の2種の課題を含む。患者が精神刺激薬の治療を受ける場合は事前にMEG計測を行い、薬物反応性の予測を行う。MEG解析はBrainstorm3、voxel-based morphometry (VBM)はSPM12、diffusiontensor imaging (DTI)はVolume-One/dTV.II.SRおよびFSL/TBSS、surface-based morphometry (SBM)はFreeSurferで行う。ADHDの機能障害の全体像を、クラスター分析・自己組織化マップ・共分散構造分析といった高次統計学を用いて統合的に検討する。平成27年度に実施した研究の成果としては、研究代表者が勤務する精神科専門病院にADHDの特殊外来を開設してADHD患者をリクルートして、安静時MEGの比較対象測定となる安静時EEGについて、脳波CDM解析機能プログラムを用いて周波数解析を行い、帯域トレンドを短時間分解能で表示しつつ、まずはシータ波のパワー値を解析した。結果、数名の被験者であるが、頭皮上電極CzまたはFzにおいてシータ波パワー値の相対的増加が観察された。一方で、てんかん性のEEG異常は皆無であった。安静時EEG計測の後は、安静時のMEG計測、そして課題時のMEG計測に移行する予定である。MEG計測は測定と解析により多くの時間を要するので、さらに加速して進めていきたい。協力施設の研究者に協力を依頼する予定である。本研究の対象および対象数は、ADHD患者40名とASD患者40名(病的対照群)である。研究代表者の専門外来、他の医療機関、教育機関からリクルートしている。正常対象者(正常対照群)は、病院および大学コミュニティーからリクルートしている。また、電場測定と磁場測定の比較という観点から、医療機器として汎用されている電場測定である頭皮上脳波を、磁場測定である脳磁図に加えて行っている。実施が簡易であるという点で、この頭皮上脳波が先行してデータ収集が進んでいる。購入した脳波CDM解析機能プログラムによると、安静時のADHD患者脳波では、既報と類似の、頭皮上中心部付近の電極において、シータ波パワーの相対的増大の傾向があり、服薬して臨床症状が落ち着いた患者においては、これが減少する傾向が見て取れた。しかし、暫定的結果であるので、確認している最中である。磁場測定である脳磁図計測は、特殊装置ゆえに施行に多大な時間を要してしまう。研究関係者と協力して、推し進めていきたい。研究対象はADHD患者40名、ASD患者40名、定型発達者20名である。実験モダリティは2つ、すなわち脳磁図と脳波で、実験刺激も2つ、すなわち課題遂行時と安静時である。脳磁図は研究向き、脳波は臨床向きであり、前者から後者への技術移転可能性を検討した。同じく実験課題についても課題遂行時より安静時の測定の方が実施が一般的に容易であり、両者の有効性と利便性を比較した。脳波の解析については、新たに購入した脳波CDM解析機能プログラムを用いた。結果、神経認知と社会認知の、磁場・電場測定装置外での課題成績は、特にASD群で成績不良の傾向があったが、磁場・電場反応は、有意な群間差は認めないようである。むしろ、安静時のADHD群は脳波測定において、既報と類似の、頭皮上中心部付近の電極で、シータ波パワーの相対的増大があった。このような症例は、脳磁図でも対応する所見がみてとれた。所見が2つのモダリティで同定されたことは、ある種の信頼性を意味するものであるが、群間で検討した場合の感度および特異度は決して高くはないのが問題であった。

所見が2つのモダリティで同定されたことは、ある種の信頼性を意味するものであった。平成27年度は、安静時MEGの比較対象測定となる安静時EEGについて、脳波CDM解析機能プログラムを用いて周波数解析を行い、帯域トレンドを短時間分解能で表示しつつ、まずはシータ波のパワー値を解析した。結果、頭皮上電極CzまたはFzにおいてシータ波パワー値の相対的増加が観察されたが、平成28年度はこの所見の有無や程度をMEGで計測してEEGとの比較を試みる。購入した脳波CDM解析機能プログラムによると、安静時のADHD患者脳波では、既報と類似の、頭皮上中心部付近の電極において、シータ波パワーの相対的増大の傾向があり、服薬して臨床症状が落ち着いた患者においては、これが減少する傾向が見て取れた。この所見を再確認するとともに、課題負荷時の計測を推し進める。病的・正常対照群のリクルートを急ぐ。精神医学
ロケット・レーダー同時観測による電離圏E領域イレギュラリティの生成機構の研究

文部科学省宇宙科学研究所鹿児島宇宙空間観測所(KSC)からS-310観測ロケット2機を打上げ、地上観測と組合せて電離圏E領域の観測キャンペーンSEEK-2(Sporadic-E Experiment over Kyushu)を実施した。SEEK-2は、中緯度電離圏E領域の中性大気風速の強いシア(速度の高度変化)や強い分極電界の発生といった現象を統一的に理解し、電離圏の沿磁力線イレギュラリティ(Field-Aligned Irregularity;FAI)の生成機構を明らかすることを目的として計画されたものである。本研究の成果は以下のとおりである。1.種子島に2機のレーダーを設置し、高知、高崎(宮崎)、内之浦、種子島にTMA発光雲の写真観測点及びロケットビーコン電波の地上受信点等を設置するなど、SEEK-2観測の準備を進めた。2002年8月3日23時24時の期間、種子島設置のレーダーで強いFAIを観測中に、KSCからの観測ロケット2機の連続打上げ(15分間隔)に成功した。ロケット搭載機器は全て順調に動作し、地上観測も成功裡に実施された。2.レーダー干渉計観測から、E領域FAIに見られる空間構造が主としてスポラディックE層の水平不均一性によって発生していることが見出された。強い不均一構造によって、レーダー電波が屈折を受ける様子が計算機シミュレーションから明らかになった。3.3次元の計算機シミュレーションを開発し、SEEK-2ロケット観測結果等をもとに研究を進めた結果、中性大気風速の強いシア(速度の高度変化)による強いスポラディックE層が現れること、分極電界の効果によって2次的な電子密度のピークが説明されることが明らかになった。更に大気重力波のシミュレーション結果を取り入れることで、大気重力波の効果によってE領域FAIの空間構造が生成される様子が見出された。本研究では、文部科学省宇宙科学研究所鹿児島宇宙空間観測所(KSC)からS-310観測ロケット2機を打上げ、地上観測と組合せて電離圏E領域の観測キャンペーンSEEK-2(Sporadic-E Experiment over Kyushu)を実施した。SEEK-2は、中緯度電離圏E領域の中性大気風速の強いシア(速度の高度変化)や強い分極電界の発生といった現象を統一的に理解し、中緯度電離圏E領域における中性大気の振舞いとスポラディックE層(Es層)の生成と空間構造、それらに伴う電離圏の沿磁力線イレギュラリティ(Field-Aligned Irregularity ; FAI)の生成機構を明らかすることを目的として計画されたものである。本年度には以下に述べる研究を実施した。1.種子島に2機のレーダー(下部熱圏プロファイラーレーダー及びFrequency Agile Radar)を設置し、高知、高崎(宮崎)、内之浦、種子島にTMA発光雲の写真観測点及びロケットビーコン電波の地上受信点等を設置するなど、SEEK-2観測の準備を進めた。その他の地上観測として、大気光イメージャ観測、衛星電波シンチレーション観測、イオノゾンデ観測、MFレーダー観測などを実施した。2.2002年8月3日23時24時の期間、種子島設置のレーダーにより非常に強いFAIを観測中に、KSCからの観測ロケット2機の連続打上げ(15分間隔)に成功した。3.それぞれの観測データの解析を進め、活発なFAI領域には多層のEs層が存在することが明らかにされた。また同時に約±5mV/mの振幅をもつ分極電界が観測され、中性大気には波動構造が見られるなど、極めて興味深い観測事実が得られた。

2003年3月にSEEK-2ワークショップを開催し、観測データの相互比較と中緯度E領域FAIに関する議論を行った。本研究は、文部科学省宇宙科学研究所鹿児島宇宙空間観測所(KSC)から打ち上げるS-310観測ロケット2機と地上観測の組合せからなる電離圏E領域の観測キャンペーンSEEK-2(Sporadic-E Experiment over Kyushu)によって、電離圏の沿磁力線イレギュラリティ(Field-Aligned Irregularity ; FAI)の生成機構を明らかすることを目的としている。SEEK-2観測は2002年8月に成功裡に実施され、本年度はそのデータ解析を中心に、以下に述べる研究を実施し、論文発表をすすめた。1.種子島に設置した2機のレーダー観測データの詳細な解析を進めた。干渉計観測から、E領域FAIに見られる空間構造が主としてスポラディックE層の水平不均一性によって発生していることが見出された。強い不均一構造によって、レーダー電波が屈折を受ける様子が計算機シミュレーションから明らかになった。2.中緯度電離圏E領域の力学構造号を調べるため、3次元の計算機シミュレーションを開発し、SEEK-2ロケット観測結果等をもとに研究を進めた。その結果、中性大気風速の強いシア(速度の高度変化)による強いスポラディックE層が現れること、分極電界の効果によって2次的な電子密度のピークが説明されることが明らかになった。更に大気重力波のシミュレーション結果を取り入れることで、大気重力波の効果によってE領域FAIの空間構造が生成される可能性が示唆された。3.MUレーダーと大気光イメージャの組合せによる電離圏E領域とE領域のカップリングに関する研究が行われ、電離圏の2つの領域が分極電界を通じて相互作用している状況が観測された。これは将来における研究発展の方向を示す重要な成果である。
鳥類網膜ー視蓋投射系の解析

脳の分化の可塑性を追究するため、8ー10体節期のウズラ前脳胞の背側をニワトリ中脳胞に移植すると、移植片は中脳視蓋様の層構造をとった。このような視蓋に視神経が投射しているかどうかを見るために、ニワトリ神経線維を特異的に染めるモノクローン抗体で免疫組織化学を行うと、移植片にも視神経線維が侵入していることが明らかになった。前脳胞から移植された視蓋が網膜のどの部分からの投射を受けるかはたいへん興味のある問題である。この問題の解決のために、63年度は網膜線維を局所的にラベルする蛍光色素DIを用いて、網膜後部から視蓋への投射形成過程を研究した。発生を追って網膜ー視蓋投射を観察すると、孵卵9日では網膜後部からの線維は視蓋上で目的地と思われるところをはるかに越えて分布しており、内ー外則にも幅広く分布していた。孵卵12ー14日はたくさんの側枝、arborizationが見られた。Arborizationは目的地だけでなくさらに尾方にも見られたが、数は目的地付近の方が多かった。孵卵13ー14の視蓋では退行線維が多数存在した。孵卵15日になるとほぼ成熟した投射パターンが見られた。成熟視蓋では、網膜後部からの視神経線維は視蓋吻則部で強いスポット状の蛍光を呈しており、視蓋と網膜の対応は非常に厳密であることがわかる。ただし、かなりの線維が内ー外則、吻ー尾側方向の経路の修正を行っていた。180°近く方向転換をして目的地に達している線維もあった。以上のことから、網膜と視蓋の対応は最初は割とルーズで、視神経線維は視蓋の広い範囲に分布する。その後、視神経線維は側枝を出して目的地を探り、目的地を見つけられない線維は退縮する。できあがった網膜ー視蓋の対応はたいへん厳密であるということがわかる。中枢神経系の発生過程では,ある特定の部域からの軸索が的確に定まった標的とシナプスを形成していく.本研究ではこの様な神経回路形成の機序について,ニワトリ・ウズラ・キメラ脳を作製して解析している.これまでに, 710体節期の前脳胞の一部を中脳胞に移植した場合に,移植片は視蓋様の構造をとることを明らかにしているが,この様に前脳胞から分化した視蓋において,視神経線維がシナプスを作っているかどうかを,電顕的に検索した.移植後,反対側の眼球内に注入された西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を指標にしてキメラ視蓋を観察したところ,移植片領域のSGFS層で, HRPを含んだ神経終末が樹状突起とシナプスを作っている像が見つかった.但し,ニワトリ細胞とウズラ細胞は,核を通る適当な断面では電顕でも識別可能であるが細胞の突起部では両者を識別できないので神経終末を受けている樹状突起がホスト領域の細胞から伸びだして来たものである可能性は否定できない.そこで, ^3H-プロリンで視神経をラベルしてオートラジオグラフィーを行ったところ,移植片領域とホスト領域とで,銀粒子の分布のパターンと量に差が無い事が判った.この結果を併せ考えると,前脳胞から視蓋へと分化した移植片はまちがいなく視神経の投射を受けているといえる.

網膜-視蓋投射系における2次元的対応関係がキメラ視蓋でも保たれているかどうかが問題となる. HRPで標識された視神経線維を視蓋の表面で観察すると,移植片領域を含めて視蓋全体でほとんど乱れが無くきれいに走行配列しており, 2次元的対応関係は保たれているであろうと推測可能であるが,次年度はこの点をさらに詳しく追求する.網膜上の視神経線維の一部を,カルボシアニン系蛍光色素Dilを用いて選択的にラベルし,キメラ視蓋への投射パターンを解析する計画である.本年度はニワトリ網膜後部から視蓋への投射形成過程を研究した。網膜後部をカルボシアニン系蛍光色素DiIでラベルし、網膜と視蓋の全載標本を作って観察した。孵化したヒヨコでの投射を見ると、網膜後部からの視神経線維は視蓋吻側部で強いスポット状の蛍光を呈しており、厳密な対応をして投射していることがわかる。ただしかなりの線維が、内-外側、吻-尾側方向の経路の修正を行っていた。180°近く方向転換をして目的地に達している線維もあった。発生を追って観察すると、孵卵9日では網膜後部からの線維は視蓋上で目的地と思われる所をはるかに越えて分布しており、側枝はなかった。内-外側にも幅広く分布していた。孵卵10日には側枝が見られた。孵卵12-14日にはたくさんの側枝、arborizationが見られた。Arborizationは目的地だけでなく、さらに尾方にも見られたが、数は目的地付近の方が多かった。先端を目的地に向かって曲げたり、側枝を目的地に向かって出している線維も多数存在した。孵卵13-14日の視蓋では退行線維も多数存在した。孵卵15日になるとほぼ成熟した投射パターンが見られた。以上のことを総合して考えると、網膜と視蓋の対応は最初はわり合ルーズで、視神経線維は視蓋上のかなり広い範囲に分布する。その後、視神経線維は側枝を出しながら目的地を探るが、目的地を見つけられない線維は退行する。できあがった網膜-視蓋の二次元的対応は大変厳密である。すなわち同一線維の二つの枝が別々の経路をとるときがあるが、そのような線維も最終的には同一の場所に投射している。今後ニワトリ胚にウズラ視蓋原基を回転して移植することにより、網膜-視蓋の対応関係が発生のどの時期に決まるかを明らかにする予定である。
世界初のＡＩＳ津波早期予測システムの開発

東北及び関東地方に、巨大地震が発生した。同時に、未曾有の大津波が発生し、津波予測の不備から、避難が遅れ、大被害を被った。一般に、津波の予報は、国土交通省の全国港湾海洋波浪情報網(ナウファス)で行っている。しかし、当時の波高計は大津波のため機能を発揮しなかった。それにもかかわらず、今後数千万円もする海面設置型のGPS式波浪計の増設等が検討されている。本研究では、対象船舶に搭載が義務づけられている、AIS(船舶自動識別装置)からの情報を利用し、津波の早期伝搬予測ができる、世界初の津波予測計を開発する。これらを今後システム化することにより、安価でかつ強力な、津波早期予報システムを構築する。これらをシステム化することにより、GPS式波高計の開発費用の無駄を削減し、安価でかつ強力な、津波早期予報システムを構築することが本研究の目的である。平成25年度では、以下の計画を行った。1)海域毎に、多数の船舶からのAISデータを収集し、それらを整理、解析し、各船舶が津波に遭遇したときの、時刻や船体運動を把握した。これにより各船位で、津波の伝搬方向、周期、波高などを推定した。そして、津波の等波峯線等を図示し、津波の伝搬を推定した。これら一連の過程をシステム化し、津波伝搬早期予測システムを創出する試みを計画した。2)東日本全域、太平洋岸一帯の海域など、大津波警報、津波警報、津波注意報が発令された海域でのAISデータの解析を行い、広い海域での有効性を検討する基礎部分が出来た。東北地方に、巨大地震と未曾有の大津波が発生し、津波予測の不備から、避難が遅れ、大被害を被った。津波予報は、国土交通省のナウファスで行っている。しかし、GPS式波浪計の増設等が検討されている。本研究では、対象船舶に搭載が義務づけられた、AIS(船舶自動識別装置)からの情報を利用し、津波の早期伝搬予測ができる、世界初の津波予測計を開発する。これらをシステム化する。その第一歩として、津波の被害が甚大であった海域を分けて、海域毎に航行中の船舶からのAISデータを収集し、各船舶が津波を遭遇した際の、時刻、船体運動を詳細に解析し、津波の伝搬特性を推定する。津波到達等時間差曲線の図示から、津波の伝搬過程を場で表現する。現実に津波が到来した時間の調査、津波伝搬の数値シミュレーション結果等との比較検証から、AIS波高計から得られた結果の精度検証を行う。東日本全域、太平洋岸一帯の海域など、大津波警報、津波警報、津波注意報が発令された海域でのAISデータの解析を行い、広い海域での有効性を検討する。最後に、AIS波高計による津波伝搬予測システムを構築する。平成24年度の計画で、以下の項目を実施した。(1)海域毎に、多数の船舶からのAISデータを収集した。特に、青森県南部から岩手県北部の沿岸域航行船舶を中心に実施した。(2)AISデータを整理、解析し、各船舶が津波に遭遇した時の、時刻を定め、津波により影響を受けた各船舶の船体運動を把握した。(3)津波に遭遇した船舶から、津波の伝搬方向、周期、波高等を推定した。波高の推定は、今後の課題である。(4)船舶が津波に遭遇した時間をプロットし、津波の到達等時間差曲線を図示し、津波の伝搬を推定した。(5)各地で津波の到来時間を推定し、警報を発令する。これはまだ実施していない。平成24年度の計画に基づき、研究を進めた。東日本大震災が発生した時間帯の東北地方から、四国に至る沿岸海域を航行の船舶が搭載するAISデータを収集した。最初に、青森県南部から岩手県北部の沿岸域航行船舶を中心に、AISデータから個々の航行船舶の挙動の解析を実施した。AISデータから、個々の船舶の船位、針路、速力、現在位置などの船舶の動静を追跡した。