hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内視鏡画像を用いた生体靭帯応力・ひずみ分布のin vivo計測

下記の通り,当初計画に沿った研究を実施した.まず,切断膝関節標本の前十字靭帯表面に多点マーカを張り付け,膝屈曲に伴う靭帯の変形形状とマーカ位置を3台のビデオカメラで記録した.同一マーカを3方向からのカメラで記録することにより,カメラキャリブレーションを行わずに,マーカの3次元位置を算出するアルゴリズムを考案し,測定実験で得たマーカ位置を基に靭帯のひずみ分布を求めた.次いで,上述した測定実験ならびにモーションキャプチャーから得られたデータを基にレンダリング技法を用いて靭帯形状とひずみ分布を画像表示した.膝屈曲に伴う靭帯形状(ひずみ分布)の変化をより分かり易く表示するためのアニメーションをも作成した.以上により,基礎データを蓄積した後,インタクトな切断膝を対象に訓練用内視鏡を用いて,膝屈曲に伴う前十字靭帯の変形形状の観察・記録を行い,in vivoではあるが,ひずみ分布測定が可能なシステムを構築した.ただし,測定・解析の結果,内視鏡による至近距離,広角視野撮影では,測定誤差が靭帯伸びひずみに匹敵するほどに大きくなることが判明した.このため,これまでのアルゴリズムに代えて,以下の2方法を併用することにした.まず,第一は,マーカに変えて,靭帯表面線維束を対象とした線分のモーションキャプチャー法を開発し,測定実験と解析を行ったことである.第二は,靭帯の陰影画像を基に,靭帯の三次元形状を復元し,その三次元形状の変形から靭帯の表面ひずみを算出するアルゴリズムの構築とプログラムの開発を行ったことである.以上2点の改良により,内視鏡画像による靭帯のひずみ分布のin vivo計測が可能となった.今後は,低侵襲型のマイクロファイバースコープの開発へと本研究を発展させていく意向である.下記の通り,当初計画に沿った研究を実施した.まず,切断膝関節標本の前十字靭帯表面に多点マーカを張り付け,膝屈曲に伴う靭帯の変形形状とマーカ位置を3台のビデオカメラで記録した.同一マーカを3方向からのカメラで記録することにより,カメラキャリブレーションを行わずに,マーカの3次元位置を算出するアルゴリズムを考案し,測定実験で得たマーカ位置を基に靭帯のひずみ分布を求めた.次いで,上述した測定実験ならびにモーションキャプチャーから得られたデータを基にレンダリング技法を用いて靭帯形状とひずみ分布を画像表示した.膝屈曲に伴う靭帯形状(ひずみ分布)の変化をより分かり易く表示するためのアニメーションをも作成した.以上により,基礎データを蓄積した後,インタクトな切断膝を対象に訓練用内視鏡を用いて,膝屈曲に伴う前十字靭帯の変形形状の観察・記録を行い,in vivoではあるが,ひずみ分布測定が可能なシステムを構築した.ただし,測定・解析の結果,内視鏡による至近距離,広角視野撮影では,測定誤差が靭帯伸びひずみに匹敵するほどに大きくなることが判明した.このため,これまでのアルゴリズムに代えて,以下の2方法を併用することにした.まず,第一は,マーカに変えて,靭帯表面線維束を対象とした線分のモーションキャプチャー法を開発し,測定実験と解析を行ったことである.第二は,靭帯の陰影画像を基に,靭帯の三次元形状を復元し,その三次元形状の変形から靭帯の表面ひずみを算出するアルゴリズムの構築とプログラムの開発を行ったことである.以上2点の改良により,内視鏡画像による靭帯のひずみ分布のin vivo計測が可能となった.今後は,低侵襲型のマイクロファイバースコープの開発へと本研究を発展させていく意向である.下記の通り,当初計画に沿った研究を実施した.まず,切断膝関節標本の前十字靭帯表面に多点マーカを張り付け,膝屈曲に伴う靭帯の変形形状とマーカ位置を3台のビデオカメラで記録した。同一マーカを3方向からのカメラで記録することにより,カメラキャリブレーションを行わずに,マーカの3次元位置を算出するアルゴリズムを考案し,測定実験で得たマーカ位置を基に靭帯のひずみ分布を求めた.次いで,上述した測定実験ならびにモーションキャプチャーから得られたデータを基にレンダリング技法を用いて靭帯形状とひずみ分布を画像表示した.膝屈曲に伴う靭帯形状(ひずみ分布)の変化をより分かり易く表示するためのアニメーションをも作成した.以上により,基礎データを蓄積した後,インタクトな切断膝を対象に訓練用内視鏡を用いて,膝屈曲に伴う前十字靭帯の変形形状の観察・記録を行い,in vivoではあるが,ひずみ分布測定が可能なシステムを構築した.ただし,測定・解析の結果,内視鏡による至近距離,広角視野撮影では,測定誤差が靭帯伸びひずみに匹敵するほどに大きくなることが判明した.このため,これまでのアルゴリズムに代えて,以下の2方法を併用することにした.まず,第一は,マーカに変えて,靭帯表面線維束を対象とした線分のモーションキャプチャー法を開発し,測定実験と解析を行ったことである.第二は,靭帯の陰影画像を基に,靭帯の三次元形状を復元し,その三次元形状の変形から靭帯の表面ひずみを算出するアルゴリズムの構築とプログラムの開発を行ったことである.以上2点の改良により,内視鏡画像による靭帯のひずみ分布のin vivo計測が可能となったため,今後は,低侵襲型のマイクロファイバースコープの開発に関する準備を進めている.下記の通り,当初計画に沿った研究を実施した.

まず,切断膝関節標本の前十字靭帯表面に多点マーカを張り付け,膝屈曲に伴う靭帯の変形形状とマーカ位置を3台のビデオカメラで記録した.同一マーカを3方向からのカメラで記録することにより,カメラキャリブレーションを行わずに,マーカの3次元位置を算出するアルゴリズムを考案し,測定実験で得たマーカ位置を基に靭帯のひずみ分布を求めた.次いで,上述した測定実験ならびにモーションキャプチャーから得られたデータを基にレンダリング技法を用いて靭帯形状とひずみ分布を画像表示した.膝屈曲に伴う靭帯形状(ひずみ分布)の変化をより分かり易く表示するためのアニメーションをも作成した.以上により,基礎データを蓄積した後,インタクトな切断膝を対象に訓練用内視鏡を用いて,膝屈曲に伴う前十字靭帯の変形形状の観察・記録を行い,in vivoではあるが,ひずみ分布測定が可能なシステムを構築した.ただし,測定・解析の結果,内視鏡による至近距離,広角視野撮影では,測定誤差が靭帯伸びひずみに匹敵するほどに大きくなることが判明した.このため,これまでのアルゴリズムに代えて,以下の2方法を併用することにした.まず,第一は,マーカに変えて,靭帯表面線維束を対象とした線分のモーションキャプチャー法を開発し,測定実験と解析を行ったことである.第二は,靭帯の陰影画像を基に,靭帯の三次元形状を復元し,その三次元形状の変形から靭帯の表面ひずみを算出するアルゴリズムの構築とプログラムの開発を行ったことである.以上2点の改良により,内視鏡画像による靭帯のひずみ分布のin vivo計測が可能となった.今後は,低侵襲型のマイクロファイバースコープの開発へと本研究を発展させていく意向である.
Webリソースを活用した土地利用データベース構築手法の開発

H29年度までに作成した敵対的生成ネットワーク(GAN)による人工知能を用いて,1/5万旧版地形図・龍ケ崎を例として,深層学習による土地利用図の作成を試みた。GANを用いて学習させる際には,正解となる教師画像と,分類対象画像が必要となるが,教師画像として手作業で入力した土地利用図を,部類対象画像として旧版地形図を地図タイルとして整備し,利用した。その結果,地図上に描画されている地形図の凡例が密な場合は正しく分類されるが,疎な場合は誤分類が生じやすいことが確認された。また,学習を行う順番によって,地図記号を十分に学習できる場合と,学習できない場合があることが確認された。今後,高精度の分類を行うためには,学習の順序や使用する画像のズームレベルなどの,ハイパーパラメータと呼ばれる学習のための条件を検討する必要があることが確認された。これらの成果は,2018年12月にスリランカ共和国モラツワ大学で開催されたFOSS4G ASIA 2018において報告した。またこれまで,分類用の画像については旧版地形図を独自に幾何補正し,利用することとしていた。しかし一昨年度から立命館大学が公開している日本版Map Warperにおいて,米国スタンフォード大学が所有してる旧版地形図が地図タイルとして提供開始された。そこで,独自に整備した旧版地形図に加え,これらのデータを分類用画像として利用できることをと確認した。また学習用データについては,これまではベクトル形式のGISデータをラスタ画像変換してから使用していた。今後,より高度な分類が可能となるよう,ベクトル形式でデータを発信するベクトルタイルの生成も試み,試験的に農林水産省が公開している筆ポリゴンについて,ベクトルタイルへの変換を行った。本データについては平成30年4月にライセンスが変更になりオープンデータとなったことから,試験的に公開している。深層学習を用いた土地利用図の作成方法については,予定通り順調に開発が進んでいる。また,外部機関による旧版地形図の地図タイルとしての公開も始まったことから,今後の研究のさらなる推進が期待される。これまでに作成済みのプルグラムを改良し,主題図としての分類が可能とする。また,学習の際のハイパーパラメータを検討し,より高精度での分類を行い,深層学習を用いた明治末から大正時代にかけての関東地地方の土地利用データの整備を行う。まず土地利用データベース構築の基礎資料となる明治時代後期から大正時代初期に作成された1/5万旧版地形図について、関東地方周辺の99図幅についてスキャンと幾何補正を行いGISデータとした。次に、深層学習の一種である畳み込みニューラルネットワーク(ConvNet)を用いて土地利用デーベースの作成を試みた。分析対象範囲は1/5万地形図竜ヶ崎(大正2年測量、大正5年発行)とした。学習データとして旧版地形図の画像を、教師データとして旧版地形図から作成した土地利用図の画像を用いた。学習データの地図タイル作成に当たっては、gdal2tielsを用いPNG形式の画像を生成し、教師データについては、GeoTiff2UTFGridを用いてTIFF形式の画像を生成した。学習にあたっては、ズームレベル15、一辺約1.2kmの画像をデータとして用いた。作成した土地利用データベースの精度は、タイル毎にみると7585%と比較的高い精度を示す場合もあるが、50%程度と低い場合もあった。土地利用毎の精度では、水田や市街地のように地図記号が一定の密度で描画されている場合は良好で会ったが、広葉樹のように地図記号の密度が低い場合に悪かった。これは、空白の部分を「畑又は空地」として認識しているためである。また、地名等の注記がある部分は精度が悪く、ノイズのように分類結果となった。旧版地形図全体での精度は、畑又は空き地で正答率が43.9%、広葉樹で23.5%と低く、個別タイル画像と同様の結果になった。一方で全体の地図正答率は73.6%であり改善の余地があるものの、深層学習を用いることにより、土地利用データベース構築の効率化が可能であることが明らかとなった。当初計画では、ユーザー参加型による土地利用データベース構築システムを開発し、深層学習を用いた画像分類は補足的に使用するものとしていた。しかし、深層学習に関する技術が急激に高精度化、一般化していることから、本研究においても深層学習を用いたと利用分類を採用することとした。そのため、当初予定していた土地利用データベース構築システムについては開発は行わなかったが、深層学習による土地利用図作成手法についておおよその目処がついたことから、進捗状況はおおむね順調に進捗しているということができる。前年度にGISデータ化した1/5万旧版地形図について、マージすることに統合されたGISデータへ変換した。さらに、関東から東海地方の一部について作成された1/2万旧版地形図、200枚についても、幾何補正を行った。また、深層学習を用いた土地利用データベースの作成については、特に地図タイルと呼ばれるWebで公開されているデータ形式を、深層学習の学習データ、教師データとして活用する方法について検討を行い、各種のデータが統一した形式で、整備、公開されている地図タイルは、深層学習に用いるデータとして有効であることが確認された。この成果については、「Deep Learningでの地図タイル活用の検討」として、2017年度人工知能学会において発表した。また分類手法については、敵対的生成ネットワーク(GAN)という手法を用いて土地利用図を作成することを試みた。本手法の実施にあたってはpix2pixというGANのフレームワークを、Web上で公開されている地図タイルに適用可能としたpix2pix for MapTileを用いた。

その結果、高精度の分類を行うためには、人間にとって理解しやすい形ではなく、学習をするプログラムにとって分類しやすい凡例で彩色することが重要であることが示唆された。データの整備については、順調に進んでいる。深層学習を用いた土地利用図の作成については、高精度の分類を行うための調整が必要であるが、手順としては確立しているため、おおむね順調に進んでいるといえる。H29年度までに作成した敵対的生成ネットワーク(GAN)による人工知能を用いて,1/5万旧版地形図・龍ケ崎を例として,深層学習による土地利用図の作成を試みた。GANを用いて学習させる際には,正解となる教師画像と,分類対象画像が必要となるが,教師画像として手作業で入力した土地利用図を,部類対象画像として旧版地形図を地図タイルとして整備し,利用した。その結果,地図上に描画されている地形図の凡例が密な場合は正しく分類されるが,疎な場合は誤分類が生じやすいことが確認された。また,学習を行う順番によって,地図記号を十分に学習できる場合と,学習できない場合があることが確認された。今後,高精度の分類を行うためには,学習の順序や使用する画像のズームレベルなどの,ハイパーパラメータと呼ばれる学習のための条件を検討する必要があることが確認された。これらの成果は,2018年12月にスリランカ共和国モラツワ大学で開催されたFOSS4G ASIA 2018において報告した。またこれまで,分類用の画像については旧版地形図を独自に幾何補正し,利用することとしていた。しかし一昨年度から立命館大学が公開している日本版Map Warperにおいて,米国スタンフォード大学が所有してる旧版地形図が地図タイルとして提供開始された。そこで,独自に整備した旧版地形図に加え,これらのデータを分類用画像として利用できることをと確認した。また学習用データについては,これまではベクトル形式のGISデータをラスタ画像変換してから使用していた。今後,より高度な分類が可能となるよう,ベクトル形式でデータを発信するベクトルタイルの生成も試み,試験的に農林水産省が公開している筆ポリゴンについて,ベクトルタイルへの変換を行った。本データについては平成30年4月にライセンスが変更になりオープンデータとなったことから,試験的に公開している。深層学習を用いた土地利用図の作成方法については,予定通り順調に開発が進んでいる。また,外部機関による旧版地形図の地図タイルとしての公開も始まったことから,今後の研究のさらなる推進が期待される。当初計画では平成29年度についてはポイント形式でのデータ入力に必要なグリッド間隔と土地利用区分を決定し、土地利用デーベースの入力手法を確立することとしていた。しかし前述の通り、土地利用図データベース作成にあたっては深層学習をによる分類を行うこととしたため、今年度以降は深層学習を用いてより精度よく土地利用データベースを作成する手法を検討するものとする。
配位構造変換を伴う異常スピン転移の機構解明と新奇物性の開拓

本研究に先立って,高圧合成によって得られた酸フッ化物Sr2CoO3Fが圧力誘起のスピンクロスオーバー現象を示すことを本課題申請者らは報告した.圧力と共に高スピン状態が徐々に低スピンに変化し,12 GPaで完全にすべてのCo3+イオンが低スピンに転移する.さらに興味深い点は,Coの配位環境は低圧側では5つの酸素に囲まれた5配位状態であるが,圧力とともにF原子との共有結合を伴った6配位へと変換する.以上の報告をもとに,本研究で最初に取り組んだ研究内容はハロゲン原子置換のスピン転移現象への影響である.フッ素を塩素に置き換えた類似物質Sr2CoO3Clを合成し,高圧XRD測定を行った.その結果,酸フッ化物相のときと同様に,12-13 GPa付近で低スピン状態への転移を示唆する異常が見られた.酸フッ化物相との大きな違いは転移圧力において体積の明確な飛びが生じている点である.スピン状態がどのように変化しているか調べるためにはX線発光or吸収測定を行う必要があるが,転移圧力前後で体積弾性率が79.8(11) GPaから103(2) GPaへと大きく上昇していることから,酸フッ化物相と同様に高スピンから低スピンへ連続的に変化していると推察される.この研究とは別に,Sr2CoO3FのSr-to-Ca置換により中間スピン状態が安定化されるという理論計算結果が報告された.それを基に,中間スピン相の出現が期待されるSr1.7Ca0.3CoO3Fの合成を行い,X線吸収測定を行った.その結果,計算結果に反し,Coの配位スピンは強固に維持されていたことが分かった.ただし,Ca置換により反強磁性転移温度は320 Kから250 Kまで大きく減少することを見出した.固体,とりわけ酸化物のような堅い物質の配位は,様々な配位子を取り得る有機金属分子とは異なり熱力学安定性に強く依存するため,配位化学に特化した合成化学は大きな進展を見せなかった.しかし,近年,通常の高温固相反応とは一線を画す新しい合成法が次々と開発され,それと同時に従来の相図では現れない,もしくは見落とされていた新規な配位状態が発見されている.その大きな契機となったのは,異種のアニオンを含んだ複合アニオン化合物の発展であり,単一のアニオンでは形成し得ない新しい配位環境の安定化が可能となる.筆者は,特に酸素とハロゲンを組み合わせることによって生じる配位数の低下に注目し,高圧合成もしくは低温合成を駆使することにより,新規平面4配位及び正方四角錐配位物質の合成に成功してきた.本研究課題の初年度は,高温固相反応法によりScが5配位をもつ新規化合物Sr2ScO3Cl, Sr3Sc2O5Cl2, Ba3Sc2O5Cl2を合成することができた.Scイオンは一般的に6配位,もしくはそれ以上の配位数をとる傾向があるが,酸素と塩素原子の異なるイオン半径,価数,結合性の違いが正方4角錐構造の安定化へ導いたもとのを考えられる.構造解析により塩素原子は頂点サイトで秩序配列することがわかった.Scと塩素原子間の結合距離はイオン半径の総和よりも十分に大きく,相互作用は極めて弱くかつイオン結合的であることが示唆される.実際,第一原理計算はこのことを支持している.現在,これらの物質が光触媒,蛍光体,またはイオン伝導体の母材として活用できるかどうか検討を行っている.初年度で発見した3つのSc酸塩化物については基礎構造の解析を終えており,論文も受理され近々出版される予定である.現在,機能の開拓を目的に,これらの物質の光触媒活性,蛍光特性およびイオン伝導特性を引き出せられないか,検討を行っている.他に,層状酸塩化物Sr2CoO3Clの高圧X線回折実験を行っている.圧力は局所構造に影響を与える重要なパラメータである.Sr2CoO3ClはSr2ScO3Clと同構造でCoの正方四角錐配位を有する.筆者は過去に類似構造体の酸フッ化物Sr2CoO3Fにおいて,数十GPaもの圧力を印加することにより,5配位から6配位へCoのスピン転移と共に変化することを見出している.酸塩化物の場合,同様の局所構造変化が起きるのか調べたところ,格子定数に異常が観測され何らかの変化が構造に生じていることが示唆された.現在,詳細な構造解析を行っている最中である.本研究に先立って,高圧合成によって得られた酸フッ化物Sr2CoO3Fが圧力誘起のスピンクロスオーバー現象を示すことを本課題申請者らは報告した.圧力と共に高スピン状態が徐々に低スピンに変化し,12 GPaで完全にすべてのCo3+イオンが低スピンに転移する.さらに興味深い点は,Coの配位環境は低圧側では5つの酸素に囲まれた5配位状態であるが,圧力とともにF原子との共有結合を伴った6配位へと変換する.以上の報告をもとに,本研究で最初に取り組んだ研究内容はハロゲン原子置換のスピン転移現象への影響である.フッ素を塩素に置き換えた類似物質Sr2CoO3Clを合成し,高圧XRD測定を行った.その結果,酸フッ化物相のときと同様に,12-13 GPa付近で低スピン状態への転移を示唆する異常が見られた.酸フッ化物相との大きな違いは転移圧力において体積の明確な飛びが生じている点である.

スピン状態がどのように変化しているか調べるためにはX線発光or吸収測定を行う必要があるが,転移圧力前後で体積弾性率が79.8(11) GPaから103(2) GPaへと大きく上昇していることから,酸フッ化物相と同様に高スピンから低スピンへ連続的に変化していると推察される.この研究とは別に,Sr2CoO3FのSr-to-Ca置換により中間スピン状態が安定化されるという理論計算結果が報告された.それを基に,中間スピン相の出現が期待されるSr1.7Ca0.3CoO3Fの合成を行い,X線吸収測定を行った.その結果,計算結果に反し,Coの配位スピンは強固に維持されていたことが分かった.ただし,Ca置換により反強磁性転移温度は320 Kから250 Kまで大きく減少することを見出した.初年度では合成または圧力による配位構造変換の研究を行った.今年度は圧力誘起配位構造変換と高圧物性の相互理解を目的に研究を進める.前年度はCoイオンのスピン転移が関与した配位構造変換であるが,この配位構造変換がスピン転移によってもたらされるのかどうかはまだはっきりと解っていない.そこでスピン転移を生じない元素からなる類似構造化合物に対して高圧X線回折実験を行い構造解析によって比較検討する.対象物質はNi3+からなるSr2NiO3X (X = F, Cl)である.このNiイオンは低スピンであるため,圧力を印加してもスピン転移が生じる可能性はない.また,興味深い点は,ニッケルの三価は高原子価であるため3dエネルギー準位がより低くなり,酸素のp軌道にホールを生じる傾向がある.このようなリガンドホールは異常な非局在性を有し,磁性と絡んで新奇な電子状態が生まれることがよく知られている.本系では,同一平面にあるNi-O-Niの結合角が大きく歪んでいるため,リガンドホールが強く局在しているが,圧力によってCo酸ハロゲン化物のときと同様の配位構造変換が起きれば金属伝導性が生じるものと期待される.従って,高圧化の物性は主に電気伝導率を測定することによって評価を行う.
日本製鐵広畑製鐵所の社宅街開発と広畑の都市形成に関する研究

日本製鐵広畑製鐵所社宅街の敷地選定、開発方針、福利厚生施設の種類、施設配置の特徴について、開発において主導的な立場にあった進来要『建設ヲ顧ミテ』(1941)をもとに明らかにした。また、進来の在外研修先のひとつであるドイツ・ルール地方の製鉄所社宅街の視察を行ない、共通点と相違点を把握した。さらに、釜石と室蘭の製鐵所との比較、社宅街開発が都市形成に及ぼした影響(新興工業都市計画を含む)の検討を行なった。平成22年度の成果は大きく3つあり、当初の計画を概ね遂行できたと考えている。第一は、新日本製鐵(株)広畑製鐵所所蔵の福利厚生施設関連資料の収集と整理である。収集し得た資料は施設配置図が中心である。いずれも建物の外形を把握できる縮尺であるため、社宅街の構成を把握する上で有効であった。また、国土地理院所蔵の旧版地図(1/2万5000)大正15年昭和57年のうち7年分を入手した。このほか、京都工芸繊維大学大学院生の協力を得て、横河工務所所蔵図面(寮など)の閲覧、複写を完了した。ただ、社宅図面は入手できておらず今後の課題となった。第二は、社宅街拡大の変遷の把握である。製鉄所所蔵資料と旧版地図の情報に『広畑製鐵所三十年史』、『広畑日誌』の内容を加えて空間的な広がりを検討した。その成果を旧版地図へプロットし、相互の位置関係を視覚化した。また、京見社宅街の配置図をリライトしたものを合わせ日本建築学会学大会へ投稿した。このほか、入手済であった進来要『建設ヲ顧ミテ』(昭和16年)を中心に広畑における製鐵所建設の経緯と社宅街の展開を追い、室蘭製鐵所と比較した論考をまとめ、日本建築学会若手奨励特別研究委員会の『企業経営都市の盛衰とその空間構成』(平成23年3月)に所収した。第三はドイツ・ルール地方の企業住宅地調査である。本調査では神戸大の中江博士にご案内いただき、世界的鉄鋼メーカーの現ティッセン・クルップ社(エッセン中心)と同社の操業を支えた石炭企業(ボーフム/デュイスブルグ/オーバーハウゼン)の社宅街の現況を確認した。併せて、工場、社宅街および産業遺産を元とするエムシャーパークに関する資料の収集を行なった。クルップ社の資料館では社宅配置図や古写真を確認できた。本課題の範疇を超えるが、当該資料の全貌および同社と日本企業の繋がりを把握しその影響を検討することが今後の課題となり得る。2年目は(1)社宅エリア内に建設された福利厚生施設の種類と施設配置(2)新興工業都市計画(3)住宅営団の関与について把握することを目的に研究に取り組んだ。(1)については『広畑日誌』を元に建設年と種類を把握しリスト化した。また、社史や郷土写真集から古写真を収集した。その上で、社宅管理事務所所蔵の施設配置図で位置を特定し、一部の施設については横河工務所が所蔵する設計図の閲覧と複写を行なった。この過程で、福利厚生施設中、遠藤新設計の京見会館(S16)には、長谷部・竹腰事務所案があることも明らかになった。ほか、戦後のRC造アパート社宅は、石本設計事務所や住宅公団が設計を手がけていることも設計図から把握した。さらに、現存する福利厚生施設の現況把握を行なった。しかし、木造社宅の図面は発見できず、住宅の詳細の把握は今後の課題となった。(2)については国立公文書館所蔵『公文雑纂』所収の「都市計画決定の理由書」と付図により、道路の種類と幅員、用途地域を把握できた。併せて国の方針である新興工業都市計画を契機に姫路市や周辺町村が都市計画決定を行ない、さらには合併を模索する様が理解できた。(3)については『広畑日誌』から住宅営団開発の住宅地名を把握したが場所が特定できなかった。よって、国土地理院所蔵の米軍撮影空中写真の購入、兵庫県立図書館所蔵の都市計画図を遡り、大凡の位置を特定すると共に、製鉄所OBの方に聞き取りを行なった。このうち、苫編に旧木造住宅と判断できる住宅を確認できた。但し、住宅営団の元資料の把握はできなかったため、今後、西山文庫での資料収集を行ないたい。調査の過程で、新日鉄都市開発が戦後のRC造アパート社宅図面と配置図を所蔵してることを確認したが、仔細を把握することができなかったため、研究費の一部を繰り越し、次年度に閲覧と複写を行なうこととした。最終年度は、広畑製鐵所の特徴を相対的に把握するため、民間から日鐵合同に参加した室蘭と釜石との比較、また、海外事例との比較を目的として研究に取り組んだ。室蘭と釜石については、広畑の補足調査を兼ねて(1)神戸地方法務局姫路支所

(2)兵庫県公館(3)国立公文書館・国立国会図書館・後藤・安田記念東京都市研究所で、都市計画関連資料や特に昭和20年代の不燃化に関する資料の収集と分析を行なった。(1)では旧土地台帳を中心に、用地取得の状況や地目を把握した。(2)では京見と幹部社宅の最終候補地となった苫編における住宅営団の計画を図面レベルで把握でき、計画と実現された住宅地の相違点を把握した。(3)では企業による計画と法定都市計画相互が各々計画を推進する様相を把握した。室蘭と釜石の違いは、開発年代の違いによって広畑では都市計画が同時に進行すること、進来要の言説における石炭供給地近接の室蘭、鉄鉱石供給地の釜石との違いが敷地選定に大きく現れていることが明らかになった。都市計画的な視点では、大正6年開発の鞍山製鉄所の計画の類例といえるが、広畑は大都市近接という点で異なる。とりわけ、旧姫路市域に近接する広畑では、福利厚生施設の一部を市内の民間施設を借り上げて当てること、通勤者を念頭におき、社宅供給数が少ないことが明らかになった。また、全体の計画を先行させつつも、将来の拡大に備えて土地を確保する点で、アメリカ中南部の紡績業都市であるキングスポートに類似することが理解できた(研究分担者である基盤(B)での調査成果)。なお、室蘭と釜石について収集できた新規資料により、室蘭は日本建築学会計画系論文集(2013.7掲載決定)、釜石は日本建築学会大会梗概にそれぞれ投稿した。今後、広畑製鐵所の土地選定、取得経緯と社宅街の開発の特徴、開発を指揮した進来要の言説と実際の開発に関する視点で成果公表を行ないたい。当初目標をおおむね達成しているが、木造社宅の図面に関しては既に取り壊されているため、社宅管理事務所では管理しておらず情報を入手することができなかった。辛うじて得られたのは、夢前社宅の配置図に記される単線による平面図と京見社宅の幹部職員社宅(配置図の住宅外形と照合すると所長社宅)1棟のみである。また、住宅営団について、営団の元資料にあたることができなかったこと、正確な敷地の特定ができなかったことが今後の課題としてのこされた。さらに、9月に実施した現地調査の際、新日鉄都市開発所蔵の戦後のRC造アパート社宅図面の所在を確認したが、フィールドワークに多くの時間を割いたため資料の詳細を把握するに至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度、住宅営団開発の敷地を特定するため、法務局で旧土地台帳と付図を閲覧・複写し、その全容を把握したい。また、これまでは国レベルの資料を中心に収集を行なって来たが、兵庫県公館や東京市政調査会など、地方行政資料の把握にも務めたい。その上で、室蘭や釜石のほか、初年度に視察を行なったドイツなど海外の事例との比較を行ない、共通点と相違点を把握したい。
アメリカの学校教育における全米標準化運動の多面的な基礎研究

第一部では1990年代からの米国の教育改革の動向と密接な関わりをもった全米教育スタンダードの位置づけとその特色がその内容範囲と捉え方の観点より解明がなされ、近年におけるこの教育スタンダードへの賛否両面の議論と新しい見方も解明された。第二部では、1.数学科教育の全米スタンダードについて、まず、NCTMによる1989年版と1999年の改訂版のドラフトの内容との比較により、後者が特に内容的には一層のテクノロジィー重視であることが鮮明になった。第二はカリフォルニア州の1997年での州アカデミー審議会と教育委員会両者のを比較検討した結果、前者の方がより基礎的内容の重視であった。2.科学教育では、まず、NRCによる1996年の全米科学教育スタンダード(NSES)以降の近年の批判を解明した結果、それらは根本的否定ではなく、今後への方向付けの観点からと見做せた。次は、36州の科学スタンダードを目標や内容構成に関する7点より評価した結果、州によってその評価は多様であることが分かった。3.社会科教育、特にCCE(公民教育センター)の政治教育スタンダードに焦点化してその内容及びパフォーマンスのスタンダードとCCEの作成したシラバスの内容との比較より、両者の関連を示す内容の構成図を明らかにできた。4.全米言語教育スタンダードの中のリテラシーとコミュニケーション教育に焦点化し、インターネットを活用した3つの事例展開の紹介された。5.教育臨床学ではASCAの1997年の全米学校カウンセリングプログラムスタンダードの開発の歴史とその過程が解明され、さらにこのスタンダード内容の解明がなされた。アメリカの学校教育における全米標準化運動は以上のような多面的な観点よりかなり解明できたが、全米50州各州毎との対応には十分な資料が公表されていないこともあって解明不十分な点が今後の課題となった。1。教育臨床学ではスクールカウンセリングの歴史的変遷を踏まえた日米比較から、基本的用語が明らかにされた。2。社会科教育学では、米国では民主主義の「道徳的モデル」と「市場モデル」をキーワードにアメリカ社会がそれらの合意形成を求めていることが明らかにされた。3。数学教育学ではこれまでの数学教育のスタンダードの変遷と全米教育目標との関連、さらにはジョージア州を事例にそれらと州の数学教育目標との関連が紹介された。これらより数学教育のスタンダードが示した数学教育の改革は絶体主義的数学観から社会構成主義的数学観への転換と捉えられることが明らかにされた。4。科学教育学では、全米教育スタンダードの由来・意味の解明より、米国の科学教育スタンダードとの関連、さらにそれらとSTSとの関連が明らかにされた。また科学教育スタンダードで、一層「探究」が強調されているが、これはかっての科学教育の黄金時代の探究と比較して、科学的探究の意味内容が変換され、一層コミュニケショーン能力が重視されているこが明かにされた。5。英語教育学では、英語(国語)教育のスタンダードの具体策では読みのパフォーマンスに基づく評価が事例を基に明らかにされた。さらに、国際ホールランゲージ年会への参加から、言語教育でも社会科教育や学校教育一般で強調されている「EqualityからEquity」に向けて如何に対応するかが大きな問題意識となっていることが報告された。以上の研究成果から、幾つかの今後の課題も提案された。例えば、具体的な授業とスタンダードとの関連、ギャップの解明、スタンダード実現への教師教育の現状の解明、スタンダードに関連する用語解説の必要性とそのための資料収集等である。1.1990年代からの米国の教育改革の動向と密接な関わりをもった全米教育スタンダードの位置づけとその特色がその内容範囲と捉え方の観点より解明がなされ、近年におけるこの教育スタンダードへの賛否両面の議論と新しい見方も解明された。

2.数学教育学では1999年にNCTMより公表された最新の全米数学教育スタンダード改訂版のドラフトの内容の解明が試みられ、さらにカリフォルニア州を事例に州の数学教育スタンダードの特質が解明された。3.科学教育学では全米科学教育スタンダードを巡る様々な批判や論議が整理され、この全米科学教育スタンダードとAAASのベンチマークとの関連付けも明らかにされた一方、36州における科学教育スタンダードに対する評価査定の内容の詳細が解明された。4.社会科教育学では1994年に公表された市民性と政府に関する全米スタンダードにおける教育内容スタンダードとパフォーマンススタンダードの内容とそれを基にした具体的なシラバスが明らかにされた。5.全米言語教育スタンダードの中のリテラシーとコミュニケーション教育に焦点化し、インターネットを活用した3つの事例展開の紹介がなされた。6.教育臨床学では1997年に公表されたばかりの全米学校カウンセリングプログラムスタンダードの内容の解明がなされた。アメリカの学校教育における全米標準化運動は以上のような多面的な観点よりかなり解明できたが、全米50州各州毎との対応には十分な資料が公表されていないこともあって解明不十分な点が今後の課題となった。
現代の家事労働における消費エネルギー量の推定

本研究は、現代の家事労働における消費エネルギー量を推定しようとするものである。本研究を実施するに当たって、その理論的根拠となったのは、申請者らが以前に調査した“脈圧の上昇率が2.0以上の時は、脈圧と心拍数の上昇率は比例関係にあるが、それ以下では心拍数の上昇はあまりみられない"という事実である(「心拍数上昇を伴わない軽作業時の消費エネルギー量の推定方法」医学と生物学・第128巻・第5号・平成6年5月10日発行予定)。また、脈圧の上昇率と呼気分析から求めた体重・1分当たりの消費エネルギー量の関係は、きわめて高い相関関係にあり(r=0.843、p<0.01)、1次式で回帰された(同上)。したがって、現代の家事労働が心拍数上昇を伴わなければ、この関係式を利用することによって、脈圧の測定から消費エネルギー量の推定が可能となる。申請者は、被験者の安静時、ならびに作業時(事前の調査結果に基づいて作成した家事労働のパターンを実施した時)の心拍数と脈圧の動向を調査した。その結果、現代の家事労働には心拍数上昇を伴わない動作が多いため、脈圧の上昇率から消費エネルギー量を推定できることが明らかとなった。そこで、脈圧の上昇率を申請者らが導いた上記の関係式へ代入して消費エネルギー量を推定した。その結果と、従来のRMR法によって算出した結果とを比較してみたところ、家事労働の項目によっては脈圧法の方が低かった。ただし現段階のサンプルは、20代後半30代前半の女性が中心であり、他の年齢層・男性にも適応できるのか否かは明らかではない。今後は、性別・年齢階級別により多数のサンプルを収集し、一般化を可能にする必要がある。同時に、今回実施しなかった家事労働のパターンについても検討し、『現代版家事労働消費エネルギー量の基準表』を作成しようと考える。
血管新生をターゲットにした癌悪性化阻止戦略―血管内皮細胞膜に存在するH^+-ATP合成酵素阻害剤のスクリーニングと癌治療への応用―

血管新生を阻害して癌細胞を兵糧攻めにするというアイデアは、癌細胞のみを攻撃し、しかも重篤な副作用や獲得耐性の問題も起こりにくいと考えられることから魅力的で最も実用的な治療薬と考えられている。申請代表者らは、癌細胞(K562やA549細胞等)及びヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)に対するATPの増殖抑制機構を解析している過程で、「通常の正常細胞や癌細胞ではミトコンドリアにしか存在しないH^+-ATP合成酵素が、HUVECやある種の癌細胞では、細胞膜表面に存在する」ことを示唆した。本研究では、まず、実際にHUVECの細胞膜表面にH^+-ATP合成酵素が存在し、酵素学的な活性(ATP合成活性)を保持しているかどうかを解析し以下の二つの重要な発見をした。1.細胞外に添加したADPと無機リン酸から細胞外及び細胞内で合成されるATP量を測定することにより、HUVECは細胞外でADPと無機リン酸からATPを合成できることを証明した。2.このHUVECによる細胞外ATP合成活性が、H^+-ATP合成酵素複合体の触媒部位F1に結合してH^+-ATP合成酵素を阻害するPiceatannol, Resveratrol及びEfrapeptinにより強く阻害されることを明らかにした。これらの結果は、HUVECの細胞膜にはATP合成能を保持したH^+-ATP合成酵素複合体が存在し、しかもATP合成を担っているF1部分が細胞膜の外側に存在することを示している。以上の研究成果により、HUVEC細胞膜H^+-ATP合成酵素のF1を標的とした薬剤が血管内皮細胞に選択的に作用する極めて有効な抗血管新生薬として、従来の制癌剤の難点を克服する新しい癌治療薬となる可能性を示した。現在、投稿中の論文が2報。
19世紀フランスにおける反集権主義的国家論の系譜

トックヴィル研究では、未公開の手書き資料の判読成果として、「官僚制」という観念を発見し、それを手掛りに、彼のいう「行政的専制」国家の特質を新しい視角から解明することができた。彼は、フランスの近代的政治構造の基本的性格を、高度の中央集権とそれを支える巨大な官僚行政機構に見ている。しかも、この中央集権的国家体制は、アンシャン・レジーム下の権力体系の変容の過程で再編されたものであり、その骨格・土台はフランス革命後も継承されているという。彼は、近代文明の特質を、「行政と社会」という大きな文明論的視座から解明し、官僚支配は単に政治生活に限定されるのではなく、社会・経済・文化等の広い市民生活にも及んでいると指摘し、そこから自由の「危機」認識の論理を導き出し、それを超中央集権的文明の批判の論理としている。ラムネーの中央集権体制批判は、『未来』紙に始まり、1848年の憲法制定委員会でその積極的展開の極点に達している。トックヴィルと同様に、「地方の自由」の漸次的形骸化・縮小によって近代国家は集権的体制を整備したとする見解をとっているが、トックヴィルほど「行政」を広い視野から捉えてはいない。しかし、超中央集権が民衆の自由と平等にとって危険性孕んでいるという認識が、ラムネーの国家統制主義批判の論拠も成している。トックヴィルは、自由の問題を権力体系との関連で見ようとしているがゆえに、社会主義国家は中央集権的国家体制であると批判しえたのに対し、ラムネーは社会主義に傾斜しながらも否それゆえに、中央集権批判を強めはするが、権力論を欠いているために、その批判は論理的矛盾に陥っている。将来の課題としては、反集権主義思想の潮流として、保守主義、社会主義、アナルコ-サンディカリズムの代表として、それぞれ超王党派、プルードン、G・ソレルの思想を研究する必要がある。本研究課題の本年度の予定は、ラムネーに関して次の3点を中心に解明する予定であった。(1)1830年代における民主的国家論--中央集権批判と自由・平等の形成原理。(2)『立憲民衆党』紙(1848年)における中央集権体制批判の論調。(3)憲法制定委員会(1848年)におけるラムネーの反集権主義的主張。1図書の購入。予定通り、ラムネー著作集(9巻、1843-1844年刊)、ラムネー研究関係図書(18点)、同時代人ブロイの回顧録(4巻、1886年)等の古い貴重な文献を入手することができた。ラムネーの政治的発言の端緒的役割を果す『未来』紙の覆刻計画の情報を得たが、購入予定者が一定数に達せず、数年先に延びたのは残念。2資料収集旅行。憲法制定委員会でのラムネーの発言は、同委員会議事録(手書き、1848年)をマイクロフィルムで判読し、それをもっと具体的な時代状況において、、すなわち議会での議論経過との連関で検討するために、議会議事録を閲読するために、8月2回,9月1回上京。ラムネーの反集権主義思想には論理的に重要な問題があることに気づいた。

彼は、1830年代には『未来』紙によって、結社・言論・教育の自由、中央集権体制を批判する中核的論拠となる「地方の自由」を主張し、自由主義とユルトラモンタニスムとを結びつけた独自の自由カトリシスムの理論を唱導したが、教皇グレゴリウス16世に破門された後、民衆の自由と平等のために、サン・シモン流のデモクラシー論を説く社会主義的思想に傾斜していった。トックヴィルは社会主義国家は中央集権的国家体制であると批判しているのに対し、ラムネーは社会主義に傾斜しながらも、中央主権批判をますます強めた。この二つの連関にはいかなる論理的-貫性あるいは矛盾があるのか。を解明する必要がある。
タニケットペインの機序解明と予防法の検討

手足の血流が滞ると血流再開後にしびれを生じる。その機序として血流再開後に末梢神経の興奮性が亢進するためとされているが明確な根拠はない。我々はフラビン蛋白蛍光イメージング法を用いて解析を行った。マウスの後肢を血流遮断した後、脊髄でのフラビン応答は増強していた。つまり、伝導遮断により脊髄での可塑性変化が起こり、この変化が遮断後のしびれなどの異常感覚を生じさせている可能性があると考えられる。正座した後など四肢の一過性虚血後のしびれを経験するが、この虚血によるしびれ発生機序はよくわかっていない。1つには、一過性虚血後に末梢神経の過活動が起こり、異常感覚が発生する末梢性機序が考えられている。他の可能性として、末梢神経障害後数時間以内に観察される神経障害性疼痛の機序と同様、虚血中の伝導障害により脊髄で可塑性変化が起こり、異常感覚が起こる中枢性機序が考えられる。この機序を解明するため、経頭蓋フラビン蛋白蛍光イメージングによるマウスの体性感覚野応答の解析を行った。79週のC57BL/6Nマウスにウレタン1.65 mg/kgを腹腔内投与し麻酔した。頭皮を切除後、頭蓋骨に固定具を接着した。頭蓋骨は乾燥により透明性を失うため、流動パラフィンを塗布し乾燥を防いだ。暗室内の顕微鏡下にマウスを置き、CCDカメラで取り込んだ画像を解析した。左後肢足底に振動刺激を与えると、右体性感覚野にフラビン応答を確認した。左後肢大腿にカフを装着し、250 mmHg×30分圧迫による虚血を行い、その後カフを開放した。虚血の間は、振動刺激によるフラビン応答はほぼ完全に消失したが、開放後は速やかに回復した。さらに、その反応は虚血前よりも増強した。この反応の増強は一過性虚血後の異常感覚を反映していると考えられる。四肢の一過性虚血後にはしびれを生じる。虚血再灌流後の末梢神経の過活動が機序の一つとして考えられているがはっきりとはわかっていない。過去に末梢神経を切断し伝導遮断を起こすと脊髄の可塑性変化をきたし異常感覚を生じるという報告がなされている。虚血によっても伝導遮断が引き起こされるため、一過性虚血後のしびれにも神経切断時と同様の脊髄メカニズムが関与している可能性がある。そこで我々はフラビン蛋白蛍光イメージング法を用いて、左後肢の振動刺激に対する脊髄のフラビン応答を解析した。ウレタン麻酔下のマウスの左後肢に振動刺激を与えると、L1,2椎体レベル左側に応答を認めた。左後肢に250 mmHgの圧力を30分間加え虚血状態としたところ応答は消失した。血流を再開すると速やかに回復し、虚血前と比較して増強した。von Frey試験では血流再開後に虚血側の閾値の低下を認め、しびれが生じているものと考えられた。脊髄後角ニューロンにはTypeII代謝型グルタミン酸レセプター(mGluR)が存在しており、Aβ線維の自発発火により賦活され後角ニューロンに対して抑制性に働いていることが知られている。前述の末梢神経の伝導遮断による脊髄の可塑性変化は、Aβ線維の自発発火が消失しmGluRが賦活されなくなり、後角細胞の抑制作用が消失し異常感覚を生じると考えられている。したがってmGluRのアゴニストを投与することで虚血後のしびれは抑制される可能性がある。L1椎弓を切除し、脊髄に直接mGluRを投与し虚血としたところ、脊髄のフラビン応答の増強は阻害された。また、mGluRを髄腔投与した後に虚血としたところvon Frey試験による閾値の低下は認められなかった。即ち、一過性虚血後のしびれには、虚血により末梢神経の自発発火が消失し、TypeII mGluRが賦活されなくなることで生じるといった脊髄機序が関与している。麻酔科学一過性後肢虚血中のマウス体性感覚野のフラビン応答の消失、および虚血後のフラビン応答の増強を確認できたことにより、研究はおおむね順調に進行している。体性感覚野に加え、脊髄も関与している可能性を検討する必要がある。そのため、一過性後肢虚血による脊髄でのフラビン応答、および行動実験でのしびれの評価(閾値の低下)も行いたい。さらに、これらの現象がどのようなメカニズムで起きているのかも解明していく予定である。今年度は機器のセットアップを主に行ってきた。そこで、消耗品として使用する予定であった金額が次年度に生じた。今年度はデーター取得を行っていく予定であり、昨年度より持ち越された金額を使用する予定である。
テンプレートマッチングを用いた到来方向適応推定アルゴリズムに関する研究

1.テンプレートの作成:到来角度を0^0から180^0まで間隔δで量子化した場合の,特徴量のテンプレートを作成した.その際,隣接する到来角に対応するテンプレート同士の距離は近いことを利用して,メモリ使用効率の効率化を計った.次に,量子化間隔δによって必要な記憶容量と検索速度がどのように変化するかを理論的に解析した.2.検索システムの設計::実際の観測信号から特徴量を計算し,領域検索によりデータベースから距離の近い特徴量を複数個抽出し,それらから到来方向を推定するアルゴリズムを作成した.その際,領域検索により抽出された複数のテンプレートに距離に重みをかけることで,計算量を増加させることなく,推定精度が良くなった.データベースのデータ構造としては,k次元デジタル探索木を用いることで,高速に領域検索をおこなった.3.推定器の設計:距離の最も近いテンプレートだけでなく,その近傍にあるテンプレートとの類似度も評価に加えることで推定精度を向上させる方法を検討した.4.到来波数の推定:あらかじめ設定しておいた到来波数に比べ実際の到来波数が多い場合は,観測信号の特徴ベクトルと抽出されるテンプレートの平均距離が大きくなる.そこで,閾値を設定し,平均距離が閾値以下となる到来波数を調べることで到来波数を推定した.5.時変データに対する追随特性の評価:到来方向が時間変化する問題に提案法を適用し,到来方向の時間変化量と推定精度との関係を計算機シミュレーションにより確かめた.6.2次元アレイアンテナへの拡張:2次元アレイアンテナでの観測データから回転不変量を抽出し,それを特徴量とすることでテンプレート数を削減することができた.1.テンプレートの作成:到来角度を0^0から180^0まで間隔δで量子化した場合の,特徴量のテンプレートを作成した.その際,隣接する到来角に対応するテンプレート同士の距離は近いことを利用して,メモリ使用効率の効率化を計った.次に,量子化間隔δによって必要な記憶容量と検索速度がどのように変化するかを理論的に解析した.2.検索システムの設計::実際の観測信号から特徴量を計算し,領域検索によりデータベースから距離の近い特徴量を複数個抽出し,それらから到来方向を推定するアルゴリズムを作成した.その際,領域検索により抽出された複数のテンプレートに距離に重みをかけることで,計算量を増加させることなく,推定精度が良くなった.データベースのデータ構造としては,k次元デジタル探索木を用いることで,高速に領域検索をおこなった.3.推定器の設計:距離の最も近いテンプレートだけでなく,その近傍にあるテンプレートとの類似度も評価に加えることで推定精度を向上させる方法を検討した.4.到来波数の推定:あらかじめ設定しておいた到来波数に比べ実際の到来波数が多い場合は,観測信号の特徴ベクトルと抽出されるテンプレートの平均距離が大きくなる.そこで,閾値を設定し,平均距離が閾値以下となる到来波数を調べることで到来波数を推定した.5.時変データに対する追随特性の評価:到来方向が時間変化する問題に提案法を適用し,到来方向の時間変化量と推定精度との関係を計算機シミュレーションにより確かめた.6.2次元アレイアンテナへの拡張:2次元アレイアンテナでの観測データから回転不変量を抽出し,それを特徴量とすることでテンプレート数を削減することができた.1.テンプレートの作成:アレイアンテナにおける複数到来波の数学モデルを構築した.そして,そのモデルに基づき,到来角度を0^0から180^0まで間隔δで量子化した場合の,特徴量のテンプレートを作成した.なお,テンプレートの特徴量として,アイレ入力信号ベクトルの相関行列系列,離散時間フーリエ係数,ウエーブレット係数を検討した.その結果,相関行列系列が,精度と計算量の観点から,最も有効であることがわかった.また,隣接する仰角に対応するテンプレート同士の距離は近いことを利用して,メモリ使用効率の高いデータベース構造を設計した.次に,量子間隔δによって必要な記憶容量と検索速度がどのように変化するかを理論的に解析した.なお,テンプレートは,到来波数ごとに,さらに無相関の場合,コヒーレントの場合に分けて作成した.2.検索システムの設計:実際の観測信号から特徴量を計算し,領域検索によりデータベースからの距離の近い特徴量を複数個抽出した.そして,抽出した特徴量をもとに,到来方向を推定するアルゴリズムを作成した.その際,観測データ数と推定精度との関係を理論的に解析した上で,領域検索により抽出された複数のテンプレートに距離に重みをかけることで,計算量をほとんど増加させることなく,推定精度が良くなることを明らかにした.なお,データベースのデータ構造としては,k次元デジタル検索木を用いることで,高速に領域検索をおこなった.その際,訪問ノード数の上限を設定しておき,その上限を越えた段階で領域検索を停止させた.これにより,最小のサンプリング時間間隔が見積もれるので,到来方向がリアルタイムで推定することが可能となった.また,サンプリング時間間隔と推定精度との間に成り立つトレードオフについても検討した.1.推定器の設計:距離の最も近いテンプレートだけでなく,その近傍にあるテンプレートとの類似度も評価に加えることで推定精度を向上させる方法について検討した.具体的には,重み付き線形補間推定器を構成し,計算時間,推定精度,分解能の観点からいかなる重み関数を用いればよいかを調べた.その結果,テンプレートの分布を考慮に入れた重み係数の設定により,推定精度が向上することがわかった.ただし,データベースから抽出したテンプレートの数が極端に少ない場合は,重み係数がうまく設定できないため,単純な相加平均がもっとも良い結果を与えた.

2.到来波数の推定:あらかじめ設定しておいた到来波数に比べ実際の到来波数が多い場合は,観測信号の特徴ベクトルと抽出されるテンプレートの平均距離が大きくなる.そこで,閾値を設定し,平均距離が閾値以下となる到来波数を調べることで到来波数を推定した.これにより,観測雑音,量子化誤差の影響が小さい場合は,正しく到来波数が推定できることがわかった.さらに,到来数が異なる場合のデータベースを複数作成しておき,それらを並列探索することで,到来波数が未知の問題にも拡張できることがわかった.1.時変データに対する追随特性の評価:到来方向が時間変化する問題に提案法を適用し,到来方向の時間変化量と推定精度との関係を計算機シミュレーションにより確かめた.その際,特徴量の逐次推定法として,スライディング矩形窓方式,指数減衰重み方式のいずれが有効であるかを比較検討し,計算量の面からスライディング矩形窓方式が優れていることがわかった.各時刻ごとにすべてのテンプレートとの距離を比較すると膨大な処理時間が必要となるので,到来方向の時間変化は小さいとして,一時点前の推定値の近傍にあるテンプレートのみを検索することで検索時間の削減を計る方法を提唱した.そして,検索幅,処理時間,到来方向の時間変化量との関係を,計算機シミュレーションにより確かめた.2.2次元アレイアンテナヘの拡張:2次元アレイアンテナでの観測データから回転不変量を抽出し,それを特徴量としてテンプレートを作成した.これにより,仰角と回転角を独立に推定することを理論的に明らかにし,計算量削減の効果を計算機シミュレーションにより確かめた.なお回転不変量としては,ツェルニケモーメント,擬ツェルニケモーメント,ラゲール不変量,モーメント不変量それぞれについて検討し,推定精度と処理時間の観点から比較検討した.その結果,ツェルニケモーメントが優れていることを確かめた.
天然有機化合物をリ-ド化合物とする制がん薬の分子設計

DNAトポイソメラーゼI阻害剤トポスチン類をリ-ド化合物とする制がん薬の分子設計を指向して以下の研究を行った。トポスチン類のうちでトポスチンBが最も高い阻害活性を有しているが、その構造は完全には解明されていない。我々はすでにトポスチンB-1類縁体の合成に移行し,それらのいくつかがトポイソメラーゼI阻害活性を有することを明らかにした。今回はトポスチンB-2類縁体の効率的合成方法の開発を行い,これに成功した。我々の合成方法は工程数が比較的短く,操作も簡単で,しかも一つの中間体を合成するだけでメチレン側鎖の長さを自由に変えられる汎用性の高い,柔軟な合成法であることが大きな特徴である。