hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブタエナメル質中の歯周組織分化誘導物質の同定

エナメルタンパクに歯周組織再生能があり、既に臨床応用されているが、エナメルタンパクは多成分系であるため、安全で効率の良い臨床結果を得るにはエナメルタンパクから歯周組織再生促進因子を分離する必要がある。ブタの幼若エナメル質から抽出したエナメルタンパクを使って、動物実験で歯周組織再生能を調べたところ、形成されてから時間が経過した幼若エナメル質よりは、形成されて間もなくの新生幼若エナメル質から抽出したエナメルタンパクに強い活性が認められた。そこで、新生幼若エナメル質から抽出したエナメルタンパクをアルカリ溶液中でセファデックスG-100のカラムでゲル濾過して分画し、活性を調べると、低分子が会合している最初に溶出する画分に活性があった。この画分には89kDaエナメリン、20-25kDaアメロゲニン、13-17kDaシースプロテインが含まれていた。この会合体は6M尿素中でのイオン交換、4Mグアニジン中でのゲルろ過などで分離したが、そのうちシースプロテインに一致して活性があることがわかった。一般の分化因子は通常のタンパク化学的にはタンパクバンドとして検出される程量的に多くないので、このタンパク質の生理活性を確認するためには、リコンビナントを作製することが必要と考えられた。シースプロテインのリコンビナントはPCR法でそのDNAをつり上げて増幅し、クローニング用のTベクターにライゲーションして大腸菌に挿入した。大腸菌を培養したのち、Tベクターを分離し、さらにタンパク質発現ベクターにライゲーションして大腸菌に挿入した。タンパク質の発現はシースプロテインの抗体を使用してウェスタンブロットで調べているが、今のところ、リコンビナントのシースプロテインが得られていない。ブタの形成期のエナメル質中から歯周組織の再生を促進する物質を精製しその性質を調べた。1.ブタの形成期エナメル基質から生理活性物質の精製(深江、田辺)生後6か月のブタの形成期のエナメル質よりタンパク質を抽出し、ゲル濾過、逆層HPLCなど各種カラムクロマトグラフィーを用いて精製を行った。精製したタンパク質はアミノ酸シークエンサーで精製度と種類を確認した。2.精製物中の生理活性物質の検討(大井田、安藤)カラムクロマトグラフィーで精製されたサンプル中の活性物質はザイモグラフィーでタンパク質分解活性を調べ、細胞に対する生理活性はマウスの骨芽細胞系の培養細胞やヒトの歯根膜由来の培養細胞を用いて検索した。ザイモグラフィーではエナメル質の基質タンパク質を分解し、石灰化に関与すると思われる2種類のタンパク質分解酵素が同定された。さらにエナメル基質中には骨芽細胞や歯根膜細胞に作用する、活性物質が少なくても2種類存在することが、明らかとなった。これらの生理活性物質はその性質から、一つはBMP様でもう一つはTGF-β様であったが、微量のため、同定には至っていない。エナメルタンパクに歯周組織再生能があり、既に臨床応用されているが、エナメルタンパクは多成分系であるため、安全で効率の良い臨床結果を得るにはエナメルタンパクから歯周組織分化誘導物質を分離する必要があると考えられた。ブタの幼若エナメル質から抽出したエナメルタンパクを使って、動物実験で歯周組織再生能を調べたところ、新生幼若エナメル質から抽出したエナメルタンパクのうち、アルカリ溶液中で会合している画分に含まれるシースプロテインに一致して活性があることがわかった。一般の分化因子は通常のタンパク化学的にはタンパクバンドとして検出される程量的に多くないので、このタンパク質の生理活性を確認するためには、リコンビナントを作製することが必要と考えた。シースリンの塩基配列から、シースプロテインに相当する部位が網羅できるようにプライマーを作製し、エナメル器の細胞から調整したcDNAからPCRでシースプロテインのDNAを増幅した。PCR産物の精製は電気泳動的に行い、クローニング用のTベクターにライゲーションし、大腸菌に挿入した。

Tベクターが挿入された大腸菌を増殖させて、それらからTベクターを分離し、シースプロテインの塩基配列が組み込まれていることを確認してから、タンパク質発現ベクターにライゲーションした。タンパク質発現用の大腸菌は、PCRで組み込みの有無を確認してから分離し、増殖させた。タンパク質の発現はシースプロテインの抗体を使用してウェスタンブロットで調べているが、今のところ、リコンビナントのシースプロテインが得られていないので、各実験段階での再確認をおこなっている。今後、大腸菌以外に真核細胞の系も試す必要があると考えている。
パーキンソン病を予防するミトコンドリア品質管理の試験管内再構成

研究代表者(松田憲之)は「ParkinとPINK1がユビキチン化を介してミトコンドリア品質を管理する仕組みの一端を、精製タンパク質を用いて生化学的に試験管内再構成する」ことを研究テーマとして、挑戦的萌芽研究に採択された。そこで、光架橋性アミノ酸BPAを用いて、リン酸化ユビキチンとParkinの結合様式の解明を試みた。リン酸化Parkinやリン酸化ユビキチンの狙った部位にBPAを導入し、部位特異的な架橋によって相互作用マップを作成し、さらにin silicoモデリングと組み合わせることによって、既知の不活性型Parkinとリン酸化ユビキチンの構造から、両者の新しい複合体モデルを構築した。PINK1/Parkinによるミトコンドリアの品質管理はホットテーマであり、近年、膨大な数の論文が報告されている。しかしながら、従来研究は「関連因子や既知構成因子の解析を積み重ねることでbottom-upに全体像を理解する」流れである。申請者は全く別なアプローチとして、最小限要素を用いて試験管内でPINK1やParkinによるミトコンドリア品質管理を再構築し、全体像を俯瞰してから個々の必須・制御因子について解析する実験計画を提案した。つまり本研究は、パーキンソン病(PD)の発症に関与するミトコンドリア品質管理機構を試験管内で再構成し、その系を人為的に改変・再観測することでPD発症の制御機構に迫ろうとするものである。このような、ミトコンドリア品質管理システムをまるごと再構成しようとする研究は前例がない。その為の準備状況として、まず大腸菌よりGST-Parkin, GST-deltaTMD-PINK1, His-ユビキチンなど、一連の必須recombinant proteinsを精製した。さらに、これらがfunctionalであることを確認する為に、試験管内でMg/ATP存在下でGST-deltaTMD-PINK1とGST-Parkin、His-ユビキチンを反応させたところ、試験管内でGST-deltaTMD-PINK1によってGST-ParkinやHis-ユビキチンがリン酸化されることを確認した助成対象者(松田憲之)は、平26年-平27年に「パーキンソン病を予防するミトコンドリア品質管理の試験管内再構成」という課題名で、「ParkinとPINK1がユビキチン化を介してミトコンドリア品質を管理・維持する仕組みを、生化学的に試験管内で再構成する」ことを研究主題として、挑戦的萌芽研究に採択された。助成期間(平26-27年)中に、助成対象者(松田憲之)はSランク論文を2報(Nature (2014)、JCB (2015))、Aランク論文を2報(JCS (2015)、JBC (2015))、責任著者として発表した。その中から、挑戦的萌芽研究と関連の深い生化学的再構成の結果に関して、研究の概要を述べる。まずリン酸化ユビキチンとParkinの結合様式の解明を試みるため、BPAをParkinの様々な部位に導入し、リン酸化ユビキチンとの結合に重要なアミノ酸のマッピングを行なった。その結果、RING1ドメイン中のアルファヘリックス(310-330アミノ酸周辺)を取り囲む領域、及びRING1-IBR境界領域の重要性が示された。BPAを導入したリン酸化ユビキチンで架橋されるParkinペプチドを質量分析装置で決定する直接的な実験からも、上記領域の重要性が確認された。さらに動力学を考慮したin silicoモデルから、ParkinのRING1ドメイン中のアルファヘリックスとユビキチンI44周辺の疎水領域が結合した状態で、Parkinの正電荷に富んだ領域(K151/H302)とユビキチンのリン酸化S65が結合することが示唆された。最終的に、相互作用に重要と予想されたアミノ酸に変異を導入するとParkinの異常ミトコンドリアへの移行が阻害されることから、このモデルの妥当性が証明された。これらの成果はJBC雑誌に報告した。既に大腸菌よりGST-Parkin, GST-deltaTMD-PINK1, His-ユビキチンなど、一連の必須recombinant proteinsを精製し、in vitro phosphorylation reactionを通じて、これらがfunctionalであることを確認した。このように、再構成に必須なtool因子の調製は順調に進んでいる。所属プロジェクトのHP生物学上記のように、再構成に必須なPINK1, Parkin, Ubiquitinの調製は順調に進んでいる。更に、E1, E2をも加えて反応を進めることで、研究計画にあるような「PINK1/Parkinによるミトコンドリア品質管理の試験管内再構成」の確立を目指す。
高効率太陽電池作製のためのGe添加によるn型Si欠陥制御

シリコン太陽電池の変換効率は約20 %であり、変換効率のさらなる向上が求められている。太陽電池の変換効率を高くするためには、結晶欠陥発生を抑制することが必要である。本研究は、太陽電池の変換効率を向上させるために、偏析係数の大きなゲルマニム(Ge)に注目し、(1) Ge添加がSi結晶中のボイド欠陥形成および光照射による結晶品質劣化に及ぼす効果と(2) P及びSb添加多結晶Siにおける欠陥とキャリア寿命に対するGe添加効果および(3)SiGeバルク結晶成長を実施した。n型添加濃度を一定にし、Ge濃度を変えたSi結晶を一方向性凝固法で成長させた。また、比較のために同じ冷却速度成長条件でGe無添加結晶を成長させた。その結果、Ge低濃度添加の場合、Si結晶の劣化が抑制される現象を見出した。これは、Ge-空孔の複合体が不均一核形成センターとして働くことで、酸素析出物を形成し、その結果として格子間酸素濃度が減少することが要因であった。さらに、温度差徐冷法によるGa添加均一組成SiGeバルク結成長技術を開発するために、X線透過法を用いてGe融液中へSi結晶の溶解過程とSiGe結晶成長過程をその場観察し、温度勾配の効果を明らかにした。結晶溶解と成長過程に対して溶液対流が大きな影響を及ぼすことが示された。この知見を利用し、GaおよびSb添加均一組成SiGeバルク結晶を成長させた。
小分子-生体システム相互作用の分子階層における統合的解析

本研究では、小分子(イオン、糖や脂質、ホルモンなど)の血中濃度の恒常性維持に着目し、小分子の血中濃度制御機構の解明と、その挙動を予測できる多階層生体モデルの構築を目的としたA03研究グループの中の計画研究A03-1として、主として小分子の分子階層における挙動(相互作用)に焦点を当てた研究を行うことを目的としている。具体的には、小分子の血中濃度制御に関与する代謝酵素・輸送タンパク質などの各種結合タンパク質やこれらの発現調節に関与する受容体・シグナル関連タンパク質などのタンパク質群と薬物や内因性の脂質や胆汁酸、ホルモンなどの多種多様な小分子との相互作用を網羅的に計測することにより、小分子-タンパク質間相互作用の統合的な解析と予測のための数理的枠組みの構築「分子階層の数理モデル化」を目指すものである。当該年度では、分子階層の数理モデル構築に先だった既知情報の収集として、生体系と小分子化合物との相互作用の基点として重要なタンパク質ファミリーであるGPCR、キナーゼ、イオンチャネル、核内受容体に関するタンパク質と小分子化合物との相互作用データの収集と整理を行った。相互作用を評価する実験系として、GPCRとキナーゼに関するリガンド活性の評価系を構築した。GPCRを標的とする化合物については、各受容体の発現細胞株を用いた機能的セルアッセイ系(カルシウムアッセイおよびcAMPアッセイによる)を構築した。一方タンパク質キナーゼを標的とする化合物については、精製キナーゼと合成ペプチド基質の反応系を用いてその阻害活性を評価するアッセイ系を構築した。またハイスループット性を上げるために、自動分注機を用いた多数の化合物溶液の調製やアッセイの煩雑な作業行程をシステマチックに進める実験条件の検討を実施した。
3本架橋型2核遷移金属錯イオンM_2Cl_9^<3->の電子構造の理論的研究:M=Cr,Mo,W

3架橋型錯イオン、M_2Cl_9^<3->(M=Cr,Mo)はCs_3M_2Cl_9の形で結晶中にあって、イオンの構造は一つのM^<3+>イオンを6個の配位子がほぼO_h状に取り囲み、2個のM^<3+>イオンが3個の配位子を共有する形で結合する。Cr^<3+>とMo^<3+>イオンは3個のd電子を持つ。両者はかなり異なる励起スペクトルを示す。前年度の高精度計算によって、基底状態と同じ電子配置を主成分とする一重項基底状態及び三、五、七重項状態を調べ、Cr系では13cm^<-1>以内で金属間の相互作用は小さい。Moは金属間相互作用は強く、これらの状態が8000cm^<-1>の間に分布した。特に三重項への励起エネルギー782cm^<-1>が実験値840cm^<-1>とよく一致した。しかしより高いエネルギー順位の観測値との一致は悪かった。本年度はこの点を改善すべく下から3状態の平均のCASSCF計算を行い、それによって得たMOを用いてMRSDCIを行った。各状態について最適とは言えないが、低い励起状態も平均的な意味で適切に記述出来ると期待される。Cr系では二つのイオン間の相互作用が小さいので単核錯イオンCrCl_6^<3->のデータによって解釈される事が期待される。前述の一、三、五、七重項状態は{(t_2^3)^4A_2X(t_2^3)^4A_2}^<[s]>(S=0,1,2,3)と解釈されるが、求めた波動関数の解析により、1.5-1.7eV及び2-2.5eVに観測される広う吸収帯はどちらか一方のイオンでt_2→e遷移による励起状態で其々{(t_2^2-e)^4T_2X(t_2^3)^4A_2}と{(t_2^2-e)^4T_1X(t_2^3)^4A_2}と解釈され、1.35eV及び1.4eV付近に見られる励起状態は其々{(t_2^3)^2EX(t_2^3)^4A_2}と{(t_2^3)^2T_1X(t_2^3)^4A_2}のによる状態と理解された。Moでは金属間共通結合性が強く解釈はCrほど明確ではないが、低い励起状態はほぼ一方のイオン内でのt_2^3内での遷移によって記述される。Crよりも実験との一致が悪く、改善法を現在検討中である。

3架橋型錯イオン、M_2Cl_9^<3->(M=Cr,Mo)はたとえばCs_3M_2Cl_9結晶中にあってイオンの構造はほぼO_hの位置に配位子が取り囲む2個のM^<3+>イオンが3個の配位子を共有する形で架橋型結合をしている。CrとMoでは励起スペクトルの様子はかなり異なる。ここでは手始めに、この系の分光学的性質に焦点を絞り、その状態のキャラクターを含め、理論的計算により解析する。結晶中からM_2Cl_9^<3->クラスターを取り出し、クラスターの周囲のイオンからの電場は点電荷モデルによる結晶場を周囲の3層分の単位セルを考慮に入れた。ab initio計算においては酒井らのモデルポテンシャルを用い、スプリットバレンスの基底関数系を用いた。基底関数は全部で126個である。計算は現在までにSCF、MCSCFを行い、現在、遂行可能で効率良く電子相関を取り込むCIの方式を検討中で、140万次元程度の計算をテストしている。MCSCF計算による最も低い励起エネルギーについて得られた結果を報告する。Cr_2Cl_9^<3->イオンの1.5eV付近にある^3A_2,^3B_1,^3B_2の3状態は過去の半経験的計算^<1)>の予想どおり片方のCrがt_<2->>eに励起した状態である。一方Mo_2Cl_9^<3->イオンの同定は明確でないが、実験による0.97eVにある状態は三重項状態の可能性が高い。3eV付近まで調べて、dimer bandの性質をも調べる計画である。3架橋型錯イオン、M_2Cl_9^<3->(M=Cr,Mo)はCs_3M_2Cl_9のような結晶中にあってイオンの構造はほぼO_hの構造を取るように配位子がそれぞれのM^<3+>イオンを取り囲み、これらイオンが3個の配位子を共有する形で結合をする。Cr^<3+>とMo^<3+>はd電子を3個持つが、この錯体では両者でかなり異なる励起スペクトルを示す。電子構造の解明を目指して前年度よりも近似をあげてab initioCI計算を開始した。結晶中からM_2Cl_9^<3->クラスターを取り出し、周囲のイオンによる結晶場を考慮に入れ、計算では酒井らのモデルポテンシャル、基底関数としてスプリットバレンスを用いた。計算はMCSCFの後、最大215万次元のCIを行った。CIの結果はCr系ではエネルギー的に最も低い、スピン多重項が1,3,5,7の状態が13cm^<-1>の間に集中しており2個のCr^<3+>が共に^4A_2(t_2^3)状態にあり、両者の交換結合が非常に小さいことを示す。このイオンの最初の励起状態は一方のイオンがt_2->eに励起した状態^4T_2(t_2^2e)で励起エネルギーは約1.5eVで実験値とよい一致を示す。一方Moを含むイオンはCr系とは大分違い、基底状態は1重項で、その次の状態は3重項状態で782cm^<-1>上にあるが、観測によると、この系は反強磁性を示し3重項状態とのエネルギー差が840cm^<-1>であり、よい一致を得た。一方励起状態はCr系とは事情が異なり、一方が^2E(t_2^3)に励起する。しかし実験値1.0eV、1.4eVに対して1.6eV、1.7eVと一致が悪い。これは4重項状態に比べ2重項状態での電子相関効果が大きく、Moにf関数を加えた大規模な計算が必要と考えられる。3本架橋型錯イオンM_2Cl_9^<3->(M=Cr,Mo)はCs_3M_2Cl_9の形で結晶中にあって、イオンの構造は一つのM^<3+>イオンを6個の配位子がほぼO_h状に取り囲み、2個のM^<3+>イオンが3個の配位子を共有する形で結合する。Cr^3とMo^<3+>イオンは3個のd電子を持つ。両者はかなり異なる励起スペクトルを示す。前年度の高精度計算によって、基底状態と同じ電子配置を主成分とする一重項基底状態及び三、五、七重項状態を調べ、Cr系では13cm^<-1>以内で金属間の相互作用は小さい。
焦点の統語論内規定と統語論外規定について

本研究の目的は、「生成文法の観点から、節内の焦点要素を決定するシステムを明示すること」である。これに基づき、平成26年度の研究実施計画として、「日本語と英語の焦点決定システムを統一的に扱う理論を構築すること」を設定した。これに対して、本年度の研究成果は、「日本語の焦点決定システムの中核を提案したこと」としてまとめられる。具体的な成果としては、(i)日本語焦点助詞の性質を調査することで、音韻的焦点と統語的焦点という区別の妥当性にさらなる経験的根拠を提示したこと、(ii)焦点助詞の項選択の理論に、先行研究が主張していた「C統御条件」や「焦点助詞の非顕在的移動」という装置を導入することは不当であることを経験的に立証したこと、及び、(iii)焦点助詞の意味論(すなわち、統語的焦点の決定システム)を「談話的結束性」という概念に依拠しながら形式化したことが挙げられる。特に、(iii)の成果は、統語的焦点の決定システムを明示することで、音韻的焦点の決定システムの独立性を示唆しているため、後者の部分的な解明にもつながっている。以上の成果は、通言語的な統一理論の構築には至らなかったものの、先行研究の見解の不備を指摘した点で重要である。特に、焦点決定システムの構築には、統語論的概念だけではなく、意味論的概念や語用論的概念の導入が必要であることを示したため、当該分野の今後の研究に対し新たな議論の出発点として機能しうる点で、評価に値する。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究の目的は、焦点の決定システムを明らかにするための判断材料を集めることを前提にして「焦点を提示する焦点句(日本語の「太郎しか」/英語の「only Taro」等)のデータ・特徴を整理すること」であった。本年度は日本語焦点句に着目し、追加「も」/対照「は」/否定呼応「しか」の焦点句を集中的に分析した。本研究で明らかにした焦点句の特徴の中で特に強調すべきものは、1.で述べているもので、「太郎が花子にしか会わなかった」から「花子にしか太郎が会わなかった」のように、「焦点句が文先頭に移動する場合、その移動はどのような性質を示すのか」という観点に関わるものである。1、日本語の焦点句移動の特徴(1)焦点句移動は再構築効果を示しうる(つまり、移動した焦点句は移動前の元位置で解釈されうる)。(2)焦点句移動は文法性を変えないという点で随意的である(つまり、焦点句を含む文はその移動がなくても文法的である)。焦点句移動が再構築効果と随意性によって特徴付けできることを示したことは重要な成果として考えられる。まず、本研究の分野においては分裂CP仮説という理論が広く受け入れられているが、それは「焦点句が文の先頭部に移動しその移動先で解釈される場合のみ、その文は文法的となる」という旨の「焦点基準」を提案している。しかし、本研究の成果は、2.で述べているように、日本語の焦点句移動がその原理に従わないことを示している点で重要である。2、研究成果の重要な点日本語の焦点句移動が再構築効果を持ち、かつ、随意的であることから、「焦点基準」が普遍的な原理ではないことを示している点以上のような形で、分裂CP仮説が登場して以来、ある要素を直観的に焦点句と捉え焦点基準を恣意的に適用する分析が見られる現在において、本年度の研究成果は、焦点基準に代わるような焦点の決定システムの必要性を示唆している。本研究の目的は、「生成方法の観点から、節内の焦点要素を決定するシステムを明示すること」である。これに基づき、平成25年度の研究実施計画は、「焦点は語用論的タイプと意味論的タイプに分けられる」という前年度の仮定(A)を前提にして、(i)各タイプの意味機能の公式化、(ii)語用論的焦点と文強勢の関わり方の明示化、(iii)意味論的焦点の提案に対する通言語的検証を行うことであった。これに対し、本年度の研究の成果は、1「仮定(A)の根拠を提出したこと」と2「(i)を概ね達成したこと」の二点である。成果1は、そもそも前年度の仮定(A)を確立するための必要最低限の研究基盤として評価されなくてはならない。その内容は、「音韻的主強勢によってマークされた焦点(音韻的焦点)と「だけ」などの焦点助詞によってマークされた焦点(統語形態的焦点)は意味機能的に同じか」という問いに答えるものである。具体的には、「音韻的焦点と統語形態的焦点は意味機能的に異なり、前者は仮定(A)でいう語用論的焦点に、後者は意味論的焦点に対応する」ことを主張し、その根拠として「コード化手段の多様性における違い」「真理条件的貢献における違い」「語用論的貢献における違い」を例示した。一方、成果2は、内容上「語用論的焦点と意味論的焦点の意味機能を先行研究の知見を取り入れながら公式化した」こととしてまとめられる。具体的には、「語用論的焦点は、それを含む発話文において変項を供給することで、その発話文が先行発話文から示唆されうる情報(既知情報)であるかを計算することに貢献するもの」として定義し、「意味論的焦点は、一般化量化子としての焦点助詞の第一項になるもの」として定義した。

以上の成果は、焦点のタイプ分けの経験的根拠と理論的設定を提示するものであるため、タイプ分けを考慮しなかった先行研究に対する批判的再考につながる点で重要である。本研究の目的は、「生成文法の観点から、節内の焦点要素を決定するシステムを明示すること」である。これに基づき、平成26年度の研究実施計画として、「日本語と英語の焦点決定システムを統一的に扱う理論を構築すること」を設定した。これに対して、本年度の研究成果は、「日本語の焦点決定システムの中核を提案したこと」としてまとめられる。具体的な成果としては、(i)日本語焦点助詞の性質を調査することで、音韻的焦点と統語的焦点という区別の妥当性にさらなる経験的根拠を提示したこと、(ii)焦点助詞の項選択の理論に、先行研究が主張していた「C統御条件」や「焦点助詞の非顕在的移動」という装置を導入することは不当であることを経験的に立証したこと、及び、(iii)焦点助詞の意味論(すなわち、統語的焦点の決定システム)を「談話的結束性」という概念に依拠しながら形式化したことが挙げられる。特に、(iii)の成果は、統語的焦点の決定システムを明示することで、音韻的焦点の決定システムの独立性を示唆しているため、後者の部分的な解明にもつながっている。以上の成果は、通言語的な統一理論の構築には至らなかったものの、先行研究の見解の不備を指摘した点で重要である。特に、焦点決定システムの構築には、統語論的概念だけではなく、意味論的概念や語用論的概念の導入が必要であることを示したため、当該分野の今後の研究に対し新たな議論の出発点として機能しうる点で、評価に値する。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究は、焦点句の言語事実を発掘・整理し直すことを目的にしていた。その達成度は、次の2点から高いと考えられる。1つ目は、これまで議論されてこなかった日本語焦点句の統語論を分析し、その全体像を解明するに十分な言語事実を提供している点である。2つ目は、その分析の帰結として、現在広く受け入れられている分裂CP仮説という理論に対して妥当な批判を出しているため、焦点研究の活発化を促すことを期待させる点である。しかし、本年度は日本語の分析が主であったため、それが英語を含めた様々な言語に適用可能か等の課題は残っている。これに対し、本年度の研究の成果は、日本語のデータに基づいて「焦点のタイプ分けの確立」と「各タイプの意味機能の公式化」を達成したこととして見なせる。よって、現在までの達成度は、日本語の焦点システムの全貌を部分的に明らかにしているという点で低くはない。しかし、本年度に予定していた「音韻的焦点と音韻的強勢の関わり方の追究」と「意味論的焦点の提案に対する通言語的検証」が実施できなかったという点で、本研究は、当初の計画からやや遅れている。平成24年度の研究成果から2つの課題が浮上している。1つ目は、日本語焦点句の分析が英語を含めた様々な言語に適用可能か検討することである。2つ目は、音声的強勢で焦点を提示する焦点の決定システムは「しか」等の焦点句を用いたシステムとは異なるものと考えられるが、前者の全貌を明らかにするための判断材料を収集することである。これらの課題を踏まえ、今後は、日本語だけではなく英語などの焦点句に関する言語事実、及び、音声的強勢に基づく焦点の決定システムの解明につながる言語事実を文献やインフォーマント調査から発掘・整理し直しながら、本研究課題の遂行を試みる。
大規模並列化に適した高精度電子状態理論の開発

高並列計算に適した高精度電子相関理論の開発に向け、本年度は、開発中の2成分相対論的coupled-clusterプログラム自動生成(コードジェネレータ)に改良を加えることで計算効率を向上させ、小規模分子の物性計算に適用し、その有用性を示した。改良点としては、コードジェネレータの核となるテンソル積でlevel 3 BLAS(DGEMMもしくはZGEMM)を使用し、CPUのより有効な利用を実現した。本プログラムを利用して、(1)原子のスペクトル(2)遷移金属水素化物(AuH, TlH)の基底状態と励起状態の物性(3)OsO4分子のイオン化ポテンシャルの計算を行い、実験値とよく一致することを確かめた。(1)においては、アルカリ金属原子および遷移金属原子のスピン軌道分裂幅の計算を行い、3電子励起を考慮した2成分CCSDT計算では、実験値との定量的な一致を得た。CCSDT法の実装方程式は多くのテンソル積を含んでおり、手動による実装には多大な労力を要するが、本研究で開発したコードジェネレータを用いることで、実装の手間を大幅に省くことが出来た。(2)においても2成分CCSDT法を用いることで、分子の安定構造における物性のみならず、低レベルの近似理論では困難とされる解離挙動を正しく記述することにも成功した。(3)では、実験的に観測されているイオン化スペクトルのスピン軌道分裂を正しく再現することが出来た。本年度の成果を受け、次年度はテンソルのタイル化によるMPI並列化を行って並列性能を計測し、大規模並列化に向けた課題を洗い出す予定である。
非弁膜症性心房細動における血栓塞栓発症機序に関する凝血学的・超音波学的研究

脳塞栓症を発症した非弁膜症性心房細動(NVAF)患者において急性期にはβ-トロンボグロブリン、血小板第4因子、トロンビン・アンチトロンビン-III複合体(TAT)が高値を示し、フィブリン・モノマーとD-ダイマー(DD)は亜急性期にもっとも高値を示した。血小板フィブリノゲン結合率の増加よりも血小板Pセレクチン発現率と網状血小板比率の増加を示す症例が多く、ワーファリン(Wx)単独または抗血小板薬との併用により低下した。大梗塞と退院時の転帰不良は75歳以上、心不全、左房拡大、TAT増加、DD増加を認めた患者で認めなかった患者より多かった。大梗塞は抗血栓薬非投与例でWx投与例より多かった。Wx投与例での大梗塞はINR2.0未満の患者でINR2.0以上の患者より多かった。一方、重篤な出血合併症は75歳以上ではINR2.5以上の患者群で2.5未満の患者群より多く、75歳未満では両群間に差がなかった。以上の結果より、NVAFによる脳塞栓症では急性期に血小板と凝固の活性化が生じ、亜急性期に遅れて線溶活性化が生じ、血小板の凝集よりも放出と消費が生じやすく、高齢、心不全、左房拡大、凝固・線溶活性化、抗血栓薬無投与は大梗塞と転帰不良の要因となり、Wxの至適INRは75歳未満では2.03.0、75歳以上では2.02.5と考えられた。脳塞栓症を発症した非弁膜症心房細動(NVAF)患者においてフローサトメトリーにより血小板フィブリノゲン結合陽性率、血小板Pセレクチン発現陽性率、網状血小板比率を測定するとともにEIA法によりβ-トロンボグロブリン(β-TG)、血小板第4因子(PF4)、プロトロンビン・フラグメント1.2、トロンビン・アンチトロビン-III複合体(TAT)、フィブリン・モノマー(FM)、D-ダイマーを測定した。NVAFに併発した脳梗塞急性期にはβ-TG、PF4、TATが高値を示したが、FMとD-ダイマーは亜急性期にもっとも高値を示した。NVAFによる脳塞栓症では血小板フィブリノゲン結合陽性率の増加よりも血小板Pセレクチン発現陽性率の増加を示す症例が多く、網状血小板比率の著明な増加を示す症例が多いのが特徴であった。また、網状血小板比率は抗凝固療法(ワーファリン)単独または抗血小板療法との併用により有意に低下した。NVAFに併発した脳梗塞では急性期に凝固活性化のみならず、血小板活性化も生じており、線溶は凝固活性化に遅れて活性化すると考えられた。今後、NVAFによる脳塞栓症急性期の治療にはこのような血小板・凝固・線溶動態の特徴を考慮して抗血栓療法の適応を決定する必要があるように思われた。脳梗塞を併発したNVAF患者において血小板フィブリノゲン結合陽性率よりも血小板Pセレクチン発現陽性率のほうが有意に異常高値を示したことは高度の活性化後の不応期にある血小板の増加を反映している可能性が示唆された。脳梗塞を併発したNVAF患者の網状血小板の増加は心腔内の血栓形成に伴う血小板消費による血小板回転の亢進を示していると考えられ、ワーファリン療法によって低下したことから、この現象がトロンビン依存性であることが示唆された。非弁膜症性心房細動(NVAF)患者において脳卒中の重症度に及ぼす危険因子、凝固亢進状態、抗血栓療法の影響を検討した。

対象は急性虚血性脳卒中を生じたNVAF連続100症例であり、方法は脳梗塞の大きさ、退院時の転帰、脳卒中の危険因子(75歳以上、収縮期高血圧、うっ血性心不全、左房拡大、心内血栓)を調査し、凝血学的マーカーとしてβトロンボグロブリン(βTG)、血小板第4因子(PF4)、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体(TAT)、Dダイマー(DD)の測定結果を解析した。抗血栓薬はアスピリン、チクロピジン、ワーファリンが投与されており、ワーファリン投与例ではINRを調査した。大梗塞(>15mm)と退院時の転帰不良(死亡または自立不能)は75歳以上、心不全、左房拡大、TAT増加、DD増加を認めた患者で認めなかった患者より多かった。大梗塞と転帰不良の比率はβTGとPF4の増加例と非増加例の間に差はなかったが、TATとDDの増加例では非増加例より高率であった。大梗塞の比率は抗血栓薬非投与例(80%)よりワーファリン投与例(42%)で低率であったが、抗血小板薬投与例(71%)では差がなかった。さらに、ワーファリン投与例での大梗塞の比率はINR2.0以上の患者(14%)でINR2.0未満の患者(80%)より低かった。以上の結果より、75歳以上、心不全、左房拡大は凝固活性化とともに大梗塞と転帰不良の危険因子となり、脳卒中の重症度は標準的な強度のワーファリン療法により軽減しうるが、弱いワーファリン療法や抗血小板療法では軽減できないと考えられた。急性虚血性脳卒中で入院した非弁膜症性心房細動(NVAF)患者において梗塞巣の大きさ、退院時の転帰と、血液凝固マーカー、経食道心エコー所見、抗血栓療法の効果との相関について検討した。大梗塞(>15mm)と退院時の転帰不良(死亡または自立不能)は、75歳以上、心不全(臨床的または心エコー上)、左房拡大(>40mm)、トロンビン・アンチトロンビンIII(TAT)増加、D-ダイマー(DD)増加を認めた患者群で認めなかった患者群より有意に多く、抗血栓薬非投与群でワルファリン投与群より有意に多く、ワルファリン投与群ではINR2.0未満の患者群で2.0以上の患者群より有意に多かった。一方、重篤な出血合併症(頭蓋内出血および頭蓋外大出血)は75歳以上ではINR2.5以上の患者群で2.5未満の患者群より有意に多く、75歳未満では両群間に有意差がなかった。以上の結果より、75歳以上の高齢、心不全・左房拡大の合併、凝固・線溶活性化、抗血栓療法未施行は大梗塞と転帰不良の危険因子であり、大梗塞と大出血を回避するためのワルファリンの至適用量は75歳未満では通常推奨されている2.03.0でよいと考えられたが、75歳以上では2.02.5の範囲に限定したほうがよいと考えられた。また、脳卒中未発症のNVAF患者群との相違も検討したところ、脳卒中合併群では非合併群よりTATとDDの増加のみならず、血中のβトロンボグロブリンと血小板第4因子の増加、Pセレクチン発現血小板の増加も有意に多かったことから、NVAF患者では血小板活性化も脳卒中の危険因子になりうると考えられた。
利便性・匿名性に優れたセキュアでスケーラブルなP2Pネットワーク

安全なP2Pネットワークを構築するための分散型認証手法HDAMの安全性・信頼性に関する理論研究とシミュレーションによる評価を行い,従来手法に比べて半分以下のメモリ量・通信データ量で安全で利便性の高いP2Pネットワークを構築できることを確認した.また,HDAMの技術を効果的に利用した分散型公開鍵認証基盤HDPKIを構築し,利便性・スケーラビリティに優れた公開鍵の分散管理が可能であることを示した.安全なP2Pネットワークを構築するための分散型認証手法HDAMの安全性・信頼性に関する理論研究とシミュレーションによる評価を行い,従来手法に比べて半分以下のメモリ量・通信データ量で安全で利便性の高いP2Pネットワークを構築できることを確認した.また,HDAMの技術を効果的に利用した分散型公開鍵認証基盤HDPKIを構築し,利便性・スケーラビリティに優れた公開鍵の分散管理が可能であることを示した.P2Pネットワークは利便性・匿名性などに優れたコンピュータネットワークであるが、その一方で信頼性に乏しいという問題がある。そこで本研究では、サーバを必要としない分散型認証手法を研究することにより、利便性・匿名性・スケーラビリティに優れたセキュアなP2Pネットワークの実現を目指す。平成20年度には、新たな分散型認証手法(HDAM : Hash-based Distributed Authentication Method)の安全性・信頼性に関する理論研究とシミュレーションによる評価を行った。HDAMは分散ハッシュテーブルを用いて公開鍵を分散管理するため、従来手法に比べて利便性・匿名性・スケーラビリティに優れた認証手法である。mAMの安全性・信頼性に関する理論研究では、HDAMで用いる分散ハッシュテーブルに冗長性を持たせることにより安全性を向上できることを示した。また、HDAMのシミュレーションにおいては、HDAMのスケーラビリティが既存手法に比べて大幅に優れていることを検証し、安全性向上のための冗長性を導入したとしても従来手法より十分に少ないメモリ量・通信データ量で安全なネットワークを構築できることを確認した。以上より、新しい分散型認証手法HDAMの安全性・信頼性・スケーラビリティを明らかにし、HDAMの理論的基礎を確立した。平成20年度には、これらの成果として、学術論文2回・国際会議1回・国内研究会2回の発表を行っている。P2Pネットワークは利便性・匿名性に優れたコンピュータネットワークであるが、通信の信頼性に乏しいという問題がある。そこで、本研究では、サーバを必要としない分散型認証手法を研究することにより、利便性・匿名性・スケーラビリティに優れたセキュアなP2Pネットワークの実現を目指す。平成20年度までに、サーバなどの永続的な通信ノードを必要としない分散型認証手法HDAM(Hash-based Distributed Authentication Method)の基礎を確立した。平成20年度の研究成果に基づき、平成21年度はユビキタス環境における認証プラットフォームである分散型公開鍵認証基盤HDPKI(Hash-based Distributed Public Key Infrastructure)の設計と、HDPKIの性能評価を行った。HDPKIは、HDAMの技術を効果的に利用することにより、匿名性・利便性・スケーラビリティに優れた公開鍵の分散管理を実現する。また、HDPKIでは、マルチパスメカニズムを導入することにより、公開鍵管理の信頼性の向上を実現した。さらに、シミュレータを用いた性能評価により、HDPKIが従来手法よりスケーラビリティに優れた手法であることを確認した、マルチパスメカニズムを導入したことにより信頼性の向上を実現していることを確認した。以上より、永続的なサーバを必要としない認証プラットフォームであるHDPKIの設計と開発に成功した。平成21年度には、これらの成果として、国際会議発表1回・国内研究会発表1回・国内でのデモ展示1回を行った。平成22年度までの研究開発を通じて、安全なP2Pネットワークを利用した新たなユビキタスサービス「Socio-familiar Personalizedサービス」の着想を得た。この新たなユビキタスサービスについては、平成23年度より学術論文等を通じて発表する予定である。また、HDPKIの開発を通じて、既存の構造型P2Pネットワークの問題点を解析し、その解決法を発見した。この知見を反映させた新たな構造型P2Pネットワーク「Waon」の設計を行い、その基礎理論を第18回マルチメディア通信と分散処理ワークショップにおいて発表した(秀論文賞を受賞)。
高密度パルス放電プラズマを用いた機能性アモルファスカ－ボン成膜装置の開発

様々な産業分野でコーティング材料として需要が拡大しつつあるアモルファスカーボン膜の作製を行った。高密度パルスマグネトロンスパッタプラズマを用いてアモルファスカーボン膜を作製した結果、従来の方式に比べ硬度が改善され、最大硬度は18GPaに達した。さらに、膜質の改善や機能性付加を実現するために、各種の反応性ガスを混入し成膜を行った。数%程度の窒素ガスを混入して作製した窒化炭素膜の硬度は20GPaを超え、純アルゴンで作製したアモルファスカーボン膜に比べ30%程度の改善が実現できた。一方、メタンを混入した場合,スパッタによる物理蒸着と化学蒸着が混在した状態で成膜が行われ、その成膜速度は急激に増加した。本研究では、まず、高密度パルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマを用いてダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を作製し,放電プラズマの動作条件とDLC膜の特性との関係を調査した。パルスプラズマ形成時で30ー40Aの放電電流(1平方センチメートルあたり1A程度の電流密度)が流れた場合、瞬時電力は20ー30kWに達する。成膜した結果、ナノインデンターで測定したDLCの硬度は放電電流の増加に伴い増加して、放電電流が40Aのとき19GPaに達した。さらに、基板に負バイアスを印加し、膜硬度の炭素イオンの入射エネルギー依存性を調査した。その結果、-80V程度のバイアスを印加したときおよそ24GPaの高硬度な膜が作製できた。高密度パルスマグネトロンスパッタリング放電により高硬度なDLC膜の作製が実現でき、その硬度は基板バイアスにより制御可能であることがわかった。次に、誘導性結合型高密度ハイドロカーボンプラズマによる機能性アモルファスカーボン成膜の実験的研究ならびにプラズマ特性に関する理論的研究を遂行した。1立方センチメートルあたり1W程度の電力密度、0.5ー3Paの圧力条件下で,基板に負のパルス電圧を加えた場合、メタン/水素プラズマでは70nm/min、メタン/アセチレンプラズマでは180nm/minの成膜速度が実現でき,硬度10-12GPaのDLC膜が作製できた。この方式で比較的良質な膜の高速作製が期待できる。また、これらの条件下でのプラズマ特性をモデル解析した結果、プラズマ密度は1立方センチメートルあたり10の11乗程度であり、支配的なイオンはCH5イオン、C2Hイオン、C2H3イオンであり、支配的な活性種はH、C2H、CH3であると推測された。機能性アモルファスカーボンの成膜(コーティング)を次世代のプラズマプロセス装置として期待されている高パルスパワー投入マグネトロンスパッタ装置(HiPIMS)を用いて実現することを目的としている。本年度は、HiPIMSによるアモルファスカーボン膜の特性改善に関する研究に加えて、反応性ガス(ハイドロカーボン系ガス、窒素、フルオロカーボン系ガス)を混入したHiPIMSによるアモルファスカーボン膜の作製に関する実験研究を行った。バッファガスであるアルゴンにハイドロカーボン系ガス(メタン、アセチレン)を混入したHiPIMSを用いた場合,スパッタによる物理蒸着と解離により生成したラジカルによる化学蒸着の二つのプロセスによる成膜が行われ、5%のメタンガスの添加で成膜速度は純アルゴンの場合と比べて2倍になり、30%以上のメタンガスの添加でおよそ6倍程度に達した。一方、硬度はメタンガス混入率の増加に伴い低くなり、10%程度の混入率で純アルゴンガスのHiPIMSで実現された硬度の1/2程度まで軟化した。次に、窒素ガスを混入したHiPIMSを用いた場合、少量の窒素混入でさえ窒化炭素膜が形成され、その硬度は窒素混入率が2.5%の場合で21-22GPaの最大値に達し、純アルゴンで作製したアモルファスカーボン膜に比べ30%程度、従来のマグネトロン方式で作成した膜に比べ90%ほどの改善が実現できた。また、フルオロカーボン系ガスを混入したHiPIMSを用いた場合,カーボン膜の接触角が65度からおよそ120度にまで大きくなり、撥水性の機能を付加することが確認され、より高い生体適合性の可能性を示唆することができた。高密度放電プラズマによる機能性アモルファスカーボンの均一成膜(コーティング)を、物理的な知見にもとづき実現することを研究目的としている。本研究では、まず、炭素をターゲット材料とした場合のパルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマの特性を知るために電気的測定および発光分光測定を行った。パルス電圧印加の繰り返し周波数を40ー55Hz、パルス電圧の印加時間を50ー300μsの範囲で、パルスプラズマ中での消費電力を一定となるように設定して実験を行った。パルスプラズマ形成時で30ー40Aの放電電流(1平方センチメートルあたり1A程度の電流密度)が流れた時、瞬時電力は20ー30kWに達した。

測定した電流(密度)をもとにパルスプラズマ中の電子密度を推定したところ単位体積あたり10の19乗オ-ダの高密度になっており、加えて、発光分光により、励起した炭素原子イオンからの発光をターゲット近傍で観測することができた。一方、同ーの消費電力条件下での直流マグネトロンスパッタ放電プラズマ中では炭素原子イオンからの発光は観測されていないことから、パルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマを用いた場合に炭素イオンの高密度化が実現できていることがわかった。このことより、パルスプラズマを用いて高密度炭素イオン入射によるダイヤモンドライクカーボン(DLC)成膜が可能となった。次に、同一の消費電力条件下でシリコン基板上にDLCを成膜した結果、DLCの成膜速度はおよそ4ー5nm/minであったが、ナノインデンターで測定したDLCの硬度は放電電流の増加に伴い徐々に増加して、放電電流が30Aのとき18ー19GPaに達した。高密度パルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマを用いて、20GPa前後の高硬度なダイヤモンドライクカーボン膜を作製した。また、この方法で作製したダイヤモンドライクカーボン膜の特性に関し、従来の直流マグネトロンスパッタ法に比べ優位性を見いだすことができた。また、誘導性結合型放電プラズマにより比較的高い硬度を有するアモルファスカーボンの高速成膜が実現できた。パルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマを用いて、高密度炭素イオンの基盤材料入射によるダイヤモンドライクカーボン成膜を実現した。また、パルスマグネトロンスパッタ法で作製したダイヤモンドライクカーボン膜の硬度などの膜特性に関し、従来の直流マグネトロンスパッタ法に比べ優位性を見いだすことができた。プラズマ中の物理・化学プロセスを理解し、高密度パルスプラズマの機能性アモルファスカーボン成膜プロセスへの適用性を検討することを本研究の目的とする。その目的を達成するため以下の研究の推進をはかる。1.機能化アモルファスカーボンを実現するため化学反応性の高い高密度パルスマグネトロンスパッタリング放電プラズマによる機能性アモルファスカーボン成膜2.高速中性粒子等の基板入射による成膜ダメージの抑制するための電極構造を改良した高密度パルススパッタリング放電プラズマによるアモルファスカーボン成膜3.誘導性結合型高密度放電プラズマによる機能性アモルファスカーボン成膜ならびにプラズマ特性に関する実験的ならびに理論的研究プラズマ中の物理・化学プロセスを理解し、高密度パルスプラズマの機能性アモルファスカーボン成膜プロセスへの適用性を検討することを本研究の目的とする。1.誘導性結合型放電プラズマによる機能性アモルファスカーボン成膜ならびにプラズマ特性に関する実験的ならびに理論的研究2.パルススパッタリング方式と誘導性結合型放電方式を複合した機能性
非アレルギー喘息の発症に関する個体の素因及び関連要因の検討

大気汚染濃度の異なる大阪市内3校,大阪市外1校の計4校と,宮崎の5校の小学生について,IgE抗体価測定,インターロイキン-2(以下IL-2)測定,保護者による自記式呼吸器症状調査,及び呼吸機能検査を行った.呼吸器症状調査において喘息,および喘息の呼吸器症状を有する学童を対象に,IL-2の測定を行った.IL-2とIgEは相関係数が小さく相関関係が認められなかった事より,IL-2はIgE生成の直接的規定因子ではないと思われた.大気汚染濃度別の比較として学校別にIL-2の平均値を比較した.これまでの調査で汚染濃度の異なる地域でもIgE平均値およびIgE陽性者率に差が認められなかったのに対し,IL-2は汚染が高度な地区ほど平均値が高い傾向が見られた.一方,呼吸器症状調査から得られた喘息症状が存在する児童に限ってIL-2とIgEの関係をみると、従来のアレルギー性喘息と考えられるIgE高値,かつIL-2低値の群と,非アレルギー性喘息と考えられるIgE低値かつIL-2高値の群が存在していることがわかった.さらに大阪ではアレルギー性,および非アレルギー性のメカニズムによる喘息症状有症者が存在するのに対し,宮崎にはアレルギー性メカニズムによる喘息のみしか認められなかった.これらの結果から大気汚染濃度が高度の地区における学童の喘息症状出現のメカニズムとして,IgEを介したアレルギー反応以外のメカニズムが存在している可能性があることが示唆された.大気汚染濃度の異なる大阪市内3校,大阪市外1校の計4校と,宮崎の5校の小学生について,IgE抗体価測定,インターロイキン-2(以下IL-2)測定,保護者による自記式呼吸器症状調査,及び呼吸機能検査を行った.呼吸器症状調査において喘息,および喘息の呼吸器症状を有する学童を対象に,IL-2の測定を行った.IL-2とIgEは相関係数が小さく相関関係が認められなかった事より,IL-2はIgE生成の直接的規定因子ではないと思われた.大気汚染濃度別の比較として学校別にIL-2の平均値を比較した.これまでの調査で汚染濃度の異なる地域でもIgE平均値およびIgE陽性者率に差が認められなかったのに対し,IL-2は汚染が高度な地区ほど平均値が高い傾向が見られた.一方,呼吸器症状調査から得られた喘息症状が存在する児童に限ってIL-2とIgEの関係をみると、従来のアレルギー性喘息と考えられるIgE高値,かつIL-2低値の群と,非アレルギー性喘息と考えられるIgE低値かつIL-2高値の群が存在していることがわかった.さらに大阪ではアレルギー性,および非アレルギー性のメカニズムによる喘息症状有症者が存在するのに対し,宮崎にはアレルギー性メカニズムによる喘息のみしか認められなかった.これらの結果から大気汚染濃度が高度の地区における学童の喘息症状出現のメカニズムとして,IgEを介したアレルギー反応以外のメカニズムが存在している可能性があることが示唆された.
自己組織化可能なセンサ・アクチュエータネットワークに基づくロボットの身体性の獲得

全身にやわらかい触覚を備えることで,ロボットは安全に人と接触を伴うインタラクションができる.このような全身触覚は,ユーザからのフィードバックを認識するための新たな情報となるだけでなく,ロボットが全身の構造を知るために重要な鍵であるが,この2つの情報は同じ触覚センサの時空間情報として収集されるため,この分離が必要不可欠となる.本研究では,自身の動きに起因する触覚反応がある状況で,ユーザから接触されたことを識別することを課題とし,全身からの触覚センサ出力の時空間フィルタリングの手法およびリアルタイムに処理する実装手法を提案した.提案手法では,まず多数の空間フィルタで部分的に特徴抽出し,その出力を組み合わせる集団学習を行う.各フィルタは非線形の識別器であり,識別誤差を最小化もしくはモデルの尤度が最大化されるようにパラメータが最適化される.これらの出力は基本的な触覚情報の空間特徴量になっており,これらの特徴量をEcho State Networkの入力として時間ダイナミクスの学習を行い最終的な識別器の出力を得る.実際に,約200枚の触覚センサと柔軟な関節を持つロボットを用いて提案手法の有効性を検証したところ,実際に起こる自己起因の接触の状況でユーザの接触をリアルタイムに識別できることが示され,空間フィルタに比べて時空間フィルタでは識別器の性能が上昇したため,触覚において時間的な情報の変動の情報がユーザの接触の認識に重要であることが分かった.ただし,触覚の時間ダイナミクスは触られ方やロボットの状態によって著しく変動するため,学習データのバリエーションに応じたネットワークのサイズの変更や識別器の分割が必要なことが分かった.提案手法は触覚情報が自己起因か外部起因かを分けるだけでなく,任意の触覚のラベル情報の識別に適用可能な手法であり,全身触覚の汎用的な時空間フィルタリング手法として利用可能になった。多自由度のロボットが触覚情報を類別する際,自身の動きに起因する触覚反応を認識することは,ユーザの接触フィードバックを理解するために常に必要なタスクである.本研究では,ユーザとロボットが接触を伴うインタラクションを行っている間の触覚センサ出力を解析することで,接触インタラクションの識別に必要な情報が空間で局在することを明らかにした.この知見に基づき,触覚情報を多数のフィルタで部分的に特徴抽出し,その結果を集団学習で組み合わせる触覚情報の識別器を提案した.手法は,次の手順によって最適化される多数のフィルタを要素とした集団学習より構成される.フィルタ学習の手順は,まず触覚センサ間の相互相関に基づき,同期した反応パターンを示す触覚センサが近くに配置されるよう,2次元マップを作成する.各フィルタをランダムなサイズ・位置でマップ上に展開し,重なったセンサのフィルタリング結果から弱識別器hを学習する.hは識別したラベルの確率に相当し,尤度が最大化されるように各長方形のサイズを変更し最適化する.約200枚の触覚センサと柔軟な関節を持つCB2(JST)は,自身の動きに起因する多くの触覚が生じる.このロボットを用いて,ユーザの接触を自己起因の触覚情報を識別する分離問題にこの手法を適用したところ,ROC曲線を用いた評価スコアで良好な値が得られ,提案手法の有効性が示された.さらに,センサの展開方法に物理位置基づく手法と比較したところ,提案手法でスコアの上昇が見られた.物理的な位置よりも,信号間の相互相関の情報が有効であることを示している.提案手法は触覚情報が自己起因か外部起因かを分けるだけでなく,任意の触覚のラベル情報の識別に適用可能である.全身にやわらかい触覚を備えることで,ロボットは安全に人と接触を伴うインタラクションができる.このような全身触覚は,ユーザからのフィードバックを認識するための新たな情報となるだけでなく,ロボットが全身の構造を知るために重要な鍵であるが,この2つの情報は同じ触覚センサの時空間情報として収集されるため,この分離が必要不可欠となる.本研究では,自身の動きに起因する触覚反応がある状況で,ユーザから接触されたことを識別することを課題とし,全身からの触覚センサ出力の時空間フィルタリングの手法およびリアルタイムに処理する実装手法を提案した.提案手法では,まず多数の空間フィルタで部分的に特徴抽出し,その出力を組み合わせる集団学習を行う.各フィルタは非線形の識別器であり,識別誤差を最小化もしくはモデルの尤度が最大化されるようにパラメータが最適化される.これらの出力は基本的な触覚情報の空間特徴量になっており,これらの特徴量をEcho State Networkの入力として時間ダイナミクスの学習を行い最終的な識別器の出力を得る.実際に,約200枚の触覚センサと柔軟な関節を持つロボットを用いて提案手法の有効性を検証したところ,実際に起こる自己起因の接触の状況でユーザの接触をリアルタイムに識別できることが示され,空間フィルタに比べて時空間フィルタでは識別器の性能が上昇したため,触覚において時間的な情報の変動の情報がユーザの接触の認識に重要であることが分かった.ただし,触覚の時間ダイナミクスは触られ方やロボットの状態によって著しく変動するため,学習データのバリエーションに応じたネットワークのサイズの変更や識別器の分割が必要なことが分かった.提案手法は触覚情報が自己起因か外部起因かを分けるだけでなく,任意の触覚のラベル情報の識別に適用可能な手法であり,全身触覚の汎用的な時空間フィルタリング手法として利用可能になった。