hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スペクトル画像データ融合に基づく多次元高分解能リモートセンシング

本研究では、複数の地球観測衛星から得られる光学画像を統合的に解析し、空間・時間・波長の次元において高い分解能で地表面の状態・変化を認識するデータ融合基盤技術を開発した。センサ特性や観測条件の差異に関わらず、複数の光学画像から、地表面の物質と含有率分布を認識する理論を構築した。土地利用・土地被覆図や鉱物分布図の作成、及び、土地被覆変化検出に適用し、地表面物質の詳細な識別を、高解像度かつ高頻度で実現した。地球観測において複数のスペクトル画像を統合的に解析することで、1つの画像では得られない地表面情報を抽出するデータ融合技術を研究している。平成27年度は、物質・含有率分解に基づくスペクトル画像データ融合の一般化に取り組んだ。地表面の物質と含有率を求める因子分解を基盤として、センサ特性や観測条件の差異に関わらず、複数のスペクトル画像に潜む本質的な地表面情報を抽出する理論(マルチセンサ物質・含有率分解)を構築した。土地被覆変化抽出と多次元超解像に応用し、良好な結果を得た。異なるセンサから得られる時系列スペクトル画像に対し、グラフ理論に基づくマルチセンサ連成物質・含有率分解を適用した。大気条件に対して頑健に地表面物質の含有率分布を推定することに成功した。これにより、サブピクセルレベルの土地被覆変化抽出をデータ駆動で行うことが可能となった。多次元超解像の実用化が期待されるSentinel-2(マルチスペクトルセンサ)とEnMAP(ハイパースペクトルセンサ)のデータ融合では、波長応答関数の重なりが無い波長帯でも高精度な超解像画像を生成できることを示した。防災や国土管理に地球観測データを活用するためには、異なるセンサで得られる時系列データから、地表面情報を正確・安定・頑健に抽出することが鍵となる。これを実現する理論の構築が本研究課題の最重要事項であり、平成27年度の目標であった。本年度は、物質・含有率分解に基づくスペクトル画像データ融合をグラフ理論に基づき一般化することに成功し、本目標を達成した。本データ融合手法の有効性をシミュレーションで定量的に確認した。また、EO-1/HyperionとLandsat-8で構成されるマルチセンサ時系列画像実データに適用し、サブピクセルレベルでの土地被覆変化抽出をデータ駆動で実現できることを示した。多次元超解像への応用では、ドイツ地球科学研究所の協力を得て、衛星搭載型ハイパースペクトルセンサとして最も有力なEnMAPと、Sentinel-2の高精度なシミュレーションデータでその有効性を検証した。さらに、鉱物分布図作成における超解像画像の有効性を示すとともに、現手法のボトルネックを明らかにした。以上のように、理論構築の目標を達成し、応用においても大きな進展が得られたため、本研究は予想以上に進捗しているといえる。平成28年度は、スペクトル画像データ融合に基づくマルチセンサ超解像と土地被覆変化抽出の理論と応用に関する研究に取り組んだ。ハイパースペクトル画像とマルチスペクトル画像を融合するマルチセンサ超解像(多次元超解像)では、既存手法の性能を体系的に比較し、各手法の長所と短所を実験的に示した。また、2つのスペクトル画像間の空間特性や波長特性に大きな差異がある場合に、既存の全ての手法は対処できないことを明らかにした。さらに、この問題を解決するためにテクスチャ解析とマルチスケール勾配降下法に基づく汎用的な新規手法を提案し、様々なマルチセンサ超解像問題(例:光学画像と合成開口レーダ画像、デジタル標高モデルと光学画像)で良好な結果を得た。時系列画像と用いた土地被覆変化抽出では、領域分割(教師なし)と物質・含有率分解(半教師あり)の2つのアプローチに取り組んだ。領域分割に基づくアプローチでは、マルチセンサ時系列データから様々な種類の変化を抽出する手法を開発し、実衛星データ(例:Hyperion, Landsat-8)でその有効性を示した。物質・含有率分解に基づくアプローチでは、スペクトルライブラリとリモートセンシング画像間の不一致という未解決問題に対処する基盤技術を開発した。防災や国土管理に地球観測データを活用するためには、異なるセンサで得られる画像データを融合し、空間・波長・時間の次元において高分解能な解析を行うことが重要である。平成28年度は、1)マルチセンサ超解像技術の汎用化と、2)教師なし及び半教師あり学習に基づく変化抽出技術の開発の2点を目指した。1つ目の課題に対しては、テクスチャ解析とマルチスケール勾配降下法に基づく新しいマルチセンサ超解像手法を開発した。本手法は異種データ(例:光学画像と合成開口レーダ画像、デジタル標高モデルと光学画像)の融合にも有効で汎用性が高く、当初の目標(スペクトル画像同士の融合)を上回る成果が得られた。2つ目の課題に対しては、マルチセット正準相関分析と粒子群最適化に基づく領域分割を組み合わせた教師無しの変化抽出手法を開発した。Hyperion(ハイパースペクトルセンサ)データやLandsat(マルチスペクトルセンサ)データに適用し、教師無しで複数の異なる変化を抽出できることを示した。物質・含有率分解に基づく変化抽出では、スペクトルライブラリとリモートセンシング画像の不一致が未解決問題であった。このデータ間不一致を双線形形式でモデル化し、交互最適化により解くことで正確な物質・含有率分解を実現した。以上のように、2つの目標を達成し、理論と応用の両面において大きな進展が得られたため、本研究は予想以上に進捗しているといえる。地球観測において複数のスペクトル画像を統合的に解析することで、一つのデータでは得られない地表面情報を抽出するデータ融合手法を開発した。

波長応答関数や観測時期の差異に関わらず、多センサ時系列スペクトル画像集合から、因子分解に基づいて地表面の物質と含有率分布を求める理論を構築した。さらに、二つの光学センサ間で、観測領域や観測波長帯が一致しない場合でも、高空間・波長分解能画像を観測領域全域で再構成するスペクトル超解像手法を開発した。これらの技術を、土地被覆分類、物質・含有率分解、土地被覆変化検出に応用し、その有効性を確認した。本研究で開発した技術により、複数の光学衛星画像データを相乗的・統合的に処理・解析し、時空間で高解像度な土地被覆情報を認識することが可能となる。Landsat-8、Sentinel-2、EnMAP、RapidEyeなどの地球観測衛星を用いた、土地被覆解析への活用が期待される。平成29年度は、スペクトル超解像の開発と応用に取り組んだ。ハイパースペクトル衛星とマルチスペクトル衛星では、波長分解能と観測領域に関するトレードオフが存在する。マルチスペクトル画像と、部分的なハイパースペクトル画像を用いて、マルチスペクトル画像をハイパースペクトル画像化するスペクトル超解像技術を開発した。スパースモデリングに基づく高速なスペクトル超解像アルゴリズムを開発し、Sentinel-2とEnMAPの画像融合に適用した。また、融合画像が物質・含有率分解において有用であることを示した。本研究では、複数の地球観測衛星から得られる光学画像を統合的に解析し、空間・時間・波長の次元において高い分解能で地表面の状態・変化を認識するデータ融合基盤技術を開発した。センサ特性や観測条件の差異に関わらず、複数の光学画像から、地表面の物質と含有率分布を認識する理論を構築した。土地利用・土地被覆図や鉱物分布図の作成、及び、土地被覆変化検出に適用し、地表面物質の詳細な識別を、高解像度かつ高頻度で実現した。平成27年度に開発した理論に基づいて、土地被覆変化抽出と多次元超解像への応用を進める。土地被覆変化抽出:植物のスペクトルの季節変化は多様性に富んでいる上、非線形であるため、物質・含有率分解において課題となっている。多様体学習をマルチセンサ連成物質・含有率分解に導入することで、スペクトルの季節変化を時系列画像から学習する理論を構築し、土地被覆変化抽出の精度を改善する。物質の同定にはスペクトルライブラリを活用することが一般的だが、ライブラリとリモートセンシング画像の不一致は未解決問題である。このデータ間不一致を双線形形式でモデル化し、メタヒューリスティクスにより推定することで、正確な物質の同定を目指す。多次元超解像:既存手法で得られる超解像画像は、バンド比・インデックス・連続体除去などの特徴抽出によりスペクトル誤差が強調されることが平成27年度の研究で明らかになった。この欠点を克服するため、多様体を利用した連成物質・含有率分解手法を開発する。
境界面音場の1ビット符号化を用いた音響ディスプレイ

高速1bit信号処理を用いた極めて制御点数の多い音場の記述・伝送手法を提案し実験を行った。具体的には576ch個別駆動型超音波スピーカを用いた指向性制御,1024chMEMSマイクロホンアレイを用いた音場解析,高速度カメラを用いた動画情報からの粒子速度分布解析の実験を行った。結果として現実的な規模で空間の標本化定理を満たし得る多チャンネル制御が可能であることを示し,今後の応用技術の可能性を拓けたと考える。本研究はこれまで理論基盤が確立されていながらも制御点が膨大になることから実用に至っていなかったホイヘンスの原理に基づく波面合成による立体音響再生に対して音場の1bit量子化を核とする手法を導入し,超多チャンネル録音・再生という新しい技術を構築しようというものである。具体的には本研究期間内には極めて指向性が鋭い超音波スピーカアレイを制御しそれら反射波から実用的に壁面各点から再生波を得る手法の確立を目指している。これまで研究を進めてきた高速1bit信号処理は極めて標本化周波数が高く,またビットストリームそのものに音響信号のスペクトラムが含まれることからスピーカアレイ制御に際しDAコンバータやアップサンプリングを必要とせず簡潔かつ小規模な構成とすることができる。また信号が1ビットであることから最小ビット幅で並列処理を行うことができる。平成21年度は基礎理論の検証および翌年度に向けた実験器具の作成として超音波信号に適した高速1bit信号の量子化制御及び各スピーカの個別位相制御アルゴリズムの設計,それらに基づいた576チャンネル個別駆動の超音波スピーカアレイの試作を行った。それらを用い本手法により任意の,あるいは複数の音源を各方向に超指向性出力が可能であることをレーザドップラ振動計による観察等から明らかにした。それら成果の一部を日本音響学会春季発表会で報告している。これらの結果は壁面にスピーカを敷き詰めることなく,ある点から様々な箇所へ音場を投影できる可能性を示しており音響プロジェクターとでもいうべき極めて新しい立体再生手法の実現の足がかりとなりうる。本研究は3次元音場の記述と伝送を目的とし極めて制御点数の多い,いわば「超多チャンネル信号処理」とでもいうべき手法の確立を目指すものである。ホイヘンスの原理に基づけば閉曲面上約1cm四方毎に制御点を設置することにより波面合成法を用いて任意の3次元音場を再生することが可能であるが,規模や設置密度から実現は困難とされてきた。本研究はこのような問題に対して超音波スピーカやMEMSマイクロホン,高速度カメラといった新しいトランスデューサに,ディジタル信号処理でありながらいわゆるDA変換器を必要としないなどアナログ信号との親和性が高い高速1ビット信号処理を導入し解決を図る。平成23年度は前年度までに製作したシステムの実験・考察を行った。超指向性スピーカとして利用されている超音波スピーカをセラミック振動子576個で構成し,高速1ビット信号処理により各素子を個別駆動して任意の方向,本数の出力が可能なシステムを実現した。指向性制御や多方向制御,焦点制御,画像処理と組み合わせた人間の両耳など特定の箇所への集中制御等の実験を行い実用に供することを示した。本システムは個々の素子が直径1cmと充分に小さく,また超音波スピーカは超指向性出力であるが故に壁面からの反射音が到来音の様に感じられることが知られており「音響プロジェクタ」のような新しい3次元音場再生技術が期待できる。また本システムに用いる収録系としてMEMS技術を用いた超小型マイクロホンを1cm四方に計1024個配置した全チャンネル個別記録可能なアレイを作成し,指向性制御や波面の可視化を行った。またマイクロホンの音場への影響がしばしば問題となることから高速度カメラを用いた方法を提案・実験した。空気中に満たした油滴を撮影し画像解析することにより通常の音圧のみではなく方向成分も含めた粒子速度分布を充分な細かさで解析することに成功している。
菌根性きのこの胞子分離培養法および菌株保存法の開発による菌類遺伝資源の拡充

本研究は、難培養性とされる菌根性きのこ(担子菌類および子嚢菌類)の培養法として胞子発芽誘導法を開発し、培養法を改良して多様なきのこ培養株を樹立し、さらに、菌株の凍結保存法を開発することによって、新たな生物資源を開発することを目的として実施した。2018年度の研究実績の概要は以下の通り。1.菌根性担子菌類の子実体(きのこ)を野外から収集し、その子実体から得られた担子胞子を分離源とし、これまでの研究実績に基づき、MNC培地、ゲランガムMNC培地、n-酪酸添加MNC培地、YMG培地を分離用培地として適宜用いて胞子分離を行い、Amanita属17種21株,Entoloma属1種1株,Hydnellum属3種4株,Hydnum属9種37株,Laccaria属3種3株,Sarcodon属2種2株,Tricholoma属4種4株の合計72株の培養株の樹立に成功した。2.2018年度の分離株に加え、20162017年度の分離株を用いて、菌糸成長に好適な培地を検討したところ、菌根性きのこ類の属や節レベルの分類群ごとに、好適な培地が明らかになってきた。汎用性の高い培地としてMNC培地があげられるが、一部の菌では、2%MA培地やYG培地、1/4YMG培地が適していることが明らかになった。3.菌株の凍結保存は、菌糸成長に好適な液体培地をバーミキュライトに染み込ませたものを培養基材として菌糸を培養した後に、凍結保護剤(5% DMSO+10% Trehalose)を用いて、プログラムフリージング(-1°C/min)して、液体窒素気相タンクで保存した。培養株が得られ、TUFC菌株として登録した266株のうち197株の凍結保存が完了した。残りの69株のうち6株は死滅したために廃棄した。他の63株は現在、凍結保存の完了を目指して、凍結前の前培養での培地の検討や培養法の改良、復元方法の改良を行っている。本研究は、難培養性である菌根性きのこの胞子発芽法を開発し、培養法を改良して菌株を確立すること、さらに、その長期保存法を開発して、様々な研究に利用可能な新たな生物資源を作り出すことを目指している。その達成に向けて、本年度実施した研究成果の概要は以下の通り。1.胞子発芽誘導法の開発:自然界から採取した16属48種の菌根性きのこ子実体の担子胞子を用いて、胞子が発芽する培地を様々な培地を用いて探索した結果、Tricholoma属やAmanita属などの一部の菌種において、n-酪酸を添加したMNC培地が発芽誘導に効果があることが分かった。一方、n-酪酸の発芽誘導効果は、Suillus属、Russula属、Lactarius属では見られず、この効果は分類群に依存することが分かった。2.菌糸体の培養法の開発:胞子発芽後の菌糸体の生育状況を各種培地で比較したところ、MNC培地で多くの菌種が良好な菌糸生育を示し、汎用性の高い培地であることが分かった。上記1で示したように、n-酪酸は発芽誘導には有効であるが、その後の菌糸成長には不適であること、発芽した菌糸をMNC培地に移植することで良好な菌糸成長が得られることが判明した。また、分類群によって菌糸生育に好適な培地が異なることが分かった。3.菌株の凍結保存法の開発:培養株の長期保存が困難とされている菌根性きのこの分離株を用いて、培養基材としてパーライトや活性炭を用いた方法を検討したところ、活性炭法では、凍結前の前培養での菌糸成長が悪く、pHの弱酸性化処理でも改善できないことが判明し、開発を断念した。一方、パーライト法では、かなり良好な保存成績が得られたが、一部の菌種で前培養に問題があるため、今後新たな培養基材を用いて凍結保存性を検証することとした。当初の計画では、H28年度は、胞子発芽法の開発、および、菌糸体の培養法の開発について研究を計画しており、上記の実施概要で示したように、ある特定の菌群では、n-酪酸が発芽誘導に有効であることが明らかになった。しかし、n-酪酸は菌糸成長にはやや阻害的に働くため、良好な菌糸成長を得るためには、発芽後に菌糸体をMNC培地などに移植する必要があることが分かった。また、寒天の代わりにゲランガムを用いた培地、子実体破砕液添加培地、酵母との共培養などには発芽誘導の効果は認められなかった。菌糸体の培養法としては、MNC培地が汎用性が高いことや、分類群ごとに好適培地は異なることが分かったが、各菌群の好適培地を特定・開発するには至らなかった。しかし、H29年度以降に計画していた菌株の凍結保存法の開発についても、予備的な検討を実施して、成果を得た。これらのことを総合して、H28年度の計画をおおむね計画通り実施できたと判断した。本研究は、難培養性とされる菌根性きのこ(担子菌類および子嚢菌類)の培養法として胞子発芽誘導法を開発し、培養法を改良して多様なきのこ培養株を樹立し、さらに、菌株の凍結保存法を開発することによって、新たな生物資源を開発することを目的としている。

H28年度までの研究により、菌根性きのこの担子胞子の発芽誘導には、n-酪酸を添加したMNC寒天培地が有効であることが分かったが、その効果は分類群によって異なることが示唆されていた。また、胞子発芽に成功した菌種の多くは、MNC寒天培地で良好な生育が得られた。さらに、菌株の長期保存のための凍結保存法としては、多孔質のパーライトを培養基材とする方法が有効であったが、適用できない菌種もあるなど、さらなる改良・開発が必要とされていた。これらの結果を踏まえ、H29年度は、試験菌種の幅を32属145種241試料にまで広げて、多様な菌根性きのこの胞子発芽誘導法、培養法、そして、保存法を検証した。その結果、胞子発芽には、MNC寒天培地、n-酪酸添加MNC寒天培地、および、ゲランガムMNC培地を併用することが有効であること、菌糸培養はMNC寒天培地が汎用性が高いことが確認できた。確立できた菌株の凍結保存法としては、パーライトよりもバーミキュライトを培養基材として前培養した菌糸体を凍結保存することが多くの種に有効であることが明らかになった。これらの方法を駆使して、菌根性きのこ15属59種115菌株を樹立できた。H29年度は、当初の計画では、菌根性きのこの胞子発芽法および培養法を検証しつつ、長期保存法の開発を目指しており、上記の実施概要で述べたとおり、得られた培養株はバーミキュライトを培養基材とした前培養を行い、凍結保護剤としてDMSOとトレハロースの混合液を用いてプログラムフリーズ(冷却速度ー1°C/min)することで、パーライト法よりも良好な保存結果を得られるようになった。このように、難培養性の菌根性きのこの菌株を確立して、希少遺伝資源として保存する基盤を作ることができた。さらに、操作がやや煩雑なバーミキュライト法の操作性と保存性の改良を目指した取り組みにも着手している。以上のことから、H29年度の計画を概ね計画通り実施できたと判断した。本研究は、難培養性とされる菌根性きのこ(担子菌類および子嚢菌類)の培養法として胞子発芽誘導法を開発し、培養法を改良して多様なきのこ培養株を樹立し、さらに、菌株の凍結保存法を開発することによって、新たな生物資源を開発することを目的として実施した。2018年度の研究実績の概要は以下の通り。1.菌根性担子菌類の子実体(きのこ)を野外から収集し、その子実体から得られた担子胞子を分離源とし、これまでの研究実績に基づき、MNC培地、ゲランガムMNC培地、n-酪酸添加MNC培地、YMG培地を分離用培地として適宜用いて胞子分離を行い、Amanita属17種21株,Entoloma属1種1株,Hydnellum属3種4株,Hydnum属9種37株,Laccaria属3種3株,Sarcodon属2種2株,Tricholoma属4種4株の合計72株の培養株の樹立に成功した。2.2018年度の分離株に加え、20162017年度の分離株を用いて、菌糸成長に好適な培地を検討したところ、菌根性きのこ類の属や節レベルの分類群ごとに、好適な培地が明らかになってきた。汎用性の高い培地としてMNC培地があげられるが、一部の菌では、2%MA培地やYG培地、1/4YMG培地が適していることが明らかになった。3.菌株の凍結保存は、菌糸成長に好適な液体培地をバーミキュライトに染み込ませたものを培養基材として菌糸を培養した後に、凍結保護剤(5% DMSO+10% Trehalose)を用いて、プログラムフリージング(-1°C/min)して、液体窒素気相タンクで保存した。培養株が得られ、TUFC菌株として登録した266株のうち197株の凍結保存が完了した。残りの69株のうち6株は死滅したために廃棄した。他の63株は現在、凍結保存の完了を目指して、凍結前の前培養での培地の検討や培養法の改良、復元方法の改良を行っている。
修復用硬質レジンのサーモクロミズムが審美性に及ぼす影響評価とその制御

充填用コンポジットレジンや歯冠用硬質レジンには、口腔内で起こり得る460°Cでの温度変化はもとより室温と口腔内温度間においても目視で識別可能な色調変化が生じ、サーモクロミズム現象が生じることが判明した.こうしたサーモクロミズムが惹起される要因として、硬質レジンのベースレジンとして用いられるBis-GMA、UDMAといったジメタクリレート系モノマーの屈折率の温度依存性が最も大きな因子のひとつであることが判明した.すなわち温度変化に伴ってベースレジンの屈折率が変化し、これが光透過特性、反射特性といった材料の表層、内部での光学挙動に密接に関係することからサーモクロミズムに影響を及ぼすことが判明した。修復用コンポジットレジン材料の色調は,材料の審美性能を決定する重要な要素である.口腔内の温度は一時的に大きく変動するが,一般的にどのような材料も環境温度の変化によって色調が変化するサーモクロミズム現象が生じることが知られている.歯科材料に関するサーモクロミズム現象については不明な点が多く,それが材料の審美性能に及ぼす影響は明らかではない.そこで,各種市販充填用コンポジットレジン、歯冠用硬質レジンについて、測定環境温度を厳密に規定し、口腔内で想定される4°C60°Cにおける光学的性質および色調の温度依存性を明確にした。光透過係数、屈折率を光透過率計、精密屈折計を用いて測定し、また色調を精密分光測色計を用いてCIE L*a*b*表色系値を測定し分析した。また、抜去歯を用いてエナメル質、象牙質の色調の温度依存性の測定を試みた。これらの結果から、測定に供した全ての修復用コンポジットレジン材料で4°Cと60°Cの間で0.793.22の色差値を示した.同様に厚さ0.5 mmの試験片では0.643.07,厚さ2.0 mmの試験片では1.233.81を示し,試験片厚さが厚くなるにつれて温度変化による色差値は大きくなる傾向がみられた.また,厚さ1.0 mmの23°C試験片と比べた37°C試験片の色差値は0.290.75であった.再現性をもって色の違いを識別できる識別境界は0.4付近とされており,23°Cと37°C間においても0.4以上の色差値を示すものがみられた.反射光色彩値は臨床における目視に近似した色調評価となることから,口腔内で起こり得る温度変化はもとより室温と口腔内温度間においても充填用コンポジットレジンの色調に識別可能な変化が生じることが示唆された.本研究の目的は,歯科材料の光学的性質や色調の温度依存性を明確にすることにあり、光学的性質や色調測定における試験片および測定装置の厳密な温度設定が必須である。測定は口腔内温度として想定される4°C60°Cの範囲で行ったが、とくに低温での温度設定と試験片への水分付着の測定値への影響を除去することが困難であったため,当初の計画よりやや遅れを生じている。前年度に明らかにした修復用コンポジットレジンの色調の温度依存性(サーモクロミズム)について関係学会での研究発表をおこない、専門家から大きな反響を得た。また、サーモクロミズムに大きく影響すると考えられるコンポジットレジンの光屈折率の測定、およびその口腔内温度範囲における温度依存性を明らかにした。屈折率は光透過特性、反射特性、拡散特性、吸収特性といった半透明材料の表層、内部での光学挙動に密接に関係することからコンポジットレジンの色調の発現に大きく影響する。屈折率の測定はアッベ精密屈折計(本助成により購入)を用い、口腔内温度範囲での温度変化を厳密に規定して測定した。測定用材料は現在市販されている最新の充填用・歯冠用コンポジットレジンを用いた。その結果、37°Cにおける屈折率は1.5051.548の範囲を示し、材料間で比較的大きな差異がみられた。4°Cでの屈折率は1.5131.546、80°Cでは1.5011.544であった。全ての材料で温度上昇に伴って屈折率は徐々に低下し、4°Cから80°Cの温度上昇で0.510.81%低下した。これはBis-GMAやUDMAといった主要なベースレジンの温度上昇に伴う屈折率の低下率よりも大きく、レジン単体の場合よりも温度変化がコンポジットレジンの屈折率に及ぼす影響は大きくなるものと考えられる。Fresnelの関係式に従えば、この屈折率の低下に伴って、材料に対して垂直方向の入射光の光透過率は0.110.16%増加する。一方、反射率は同率で減少することになり、コンポジットレジンの温度変化に伴う光学的性質の変化が材料の色調の発現に大きな影響を及ぼしていることが示唆された。なお、現在まで修復用コンポジットレジンの屈折率とその温度依存性に関する報告はないものと思われ、測定した屈折率値は色調だけではなく、今後の種々の物性の研究に参考になるものと考えている。本助成で購入し、測定に用いたアッベ屈折計は高精度かつ比較的安価な屈折率測定装置であるが、光学像の目視を測定原理とすることから高い透明性をもつ材料の測定を前提としており、歯科用コンポジットレジンのような内部散乱が非常に大きく光学像が明確に判別しにくい半透明材料の測定には困難が伴う。

したがって、測定方法の熟練のため、専門講習会での測定技術の指導を受ける必要が生じたこと、また口腔内温度とくに低温付近での測定は設定温度維持や室温と試験片温度差による結露が測定精度の低下を招くといった問題が生じた。そこで、それらに対処するため測定環境を整備する必要が生じたため、当初の計画よりやや遅れを生じている。前年までの研究から、歯科修復用コンポジットレジンや歯冠用硬質レジンには、口腔内で起こり得る460°C付近での温度変化はもとより室温23°Cと口腔内定常温度37°C間においても目視で識別可能な色調変化が生じ、明確なサーモクロミズム現象が生じることが示唆された.硬質レジンや歯質といった半透明性材料の色調は、その光学的性質と密接に関係することが判明している。したがって、組成各成分の光学的性質がサーモクロミズムに及ぼす影響を明確にするため、各種硬質レジンのベースレジンとして用いられるビスフェノールAグリシジルメタクリレート(Bis-GMA)、ウレタンジメタクリレート(UDMA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)といったジメタクリレート系レジンモノマー、またフィラーとして用いられる各種ケイ酸塩系ガラス、フィラーの表面処理用シランカップリング剤の各種光学的性質の温度依存性を測定した。光学的性質のなかでも屈折率は光透過特性、反射特性、拡散特性、吸収特性といった材料の表層、内部での光学挙動に密接に関係することから重要であり精密屈折計(申請装置)を用いて測定をおこなった。さらに色調調整用のピロリン酸ストロンチウム等の蛍光顔料、金属酸化物系顔料の発現色の温度依存性を検討した。また固有色を有する光重合開始剤の色調についてもカンファーキノンについてその温度依存性を測定した。これらの結果から、硬質レジンの基盤成分であるベースレジンの屈折率に明確な温度依存性が存在すること、すなわち温度が上昇するにつれて屈折率が低下し、これが歯科用硬質レジンのサーモクロミズム現象に大きな影響を及ぼすことが判明した。充填用コンポジットレジンや歯冠用硬質レジンには、口腔内で起こり得る460°Cでの温度変化はもとより室温と口腔内温度間においても目視で識別可能な色調変化が生じ、サーモクロミズム現象が生じることが判明した.こうしたサーモクロミズムが惹起される要因として、硬質レジンのベースレジンとして用いられるBis-GMA、UDMAといったジメタクリレート系モノマーの屈折率の温度依存性が最も大きな因子のひとつであることが判明した.すなわち温度変化に伴ってベースレジンの屈折率が変化し、これが光透過特性、反射特性といった材料の表層、内部での光学挙動に密接に関係することからサーモクロミズムに影響を及ぼすことが判明した。コンポジットレジンやエナメル質、象牙質といった半透明性材料の色調は、その光学的性質と密接に関係することが判明している。したがって、コンポジットレジンの組成成分の光学的性質が色調の温度依存性(サーモクロミズム)に及ぼす影響を評価にするため、ベースレジンとして用いられる各種ジメタクリレート系モノマー、またフィラーとして用いられる各種ケイ酸塩ガラス、さらに表面処理用シランカップリング剤の各種光学的性質の温度依存性を明確にしたい。なかでも屈折率の温度依存性は、屈折率が光透過特性、反射特性、拡散特性、吸収特性といった材料の表層や内部での光学挙動に密接に関係することからとくに重要ある。
流星電波観測網構築のためのデータ解析および転送システムの開発と実験

○研究目的各地で行われている流星電波観測の観測データをインターネットを利用して1カ所に集約し、解析およびデータベース化する流星電波観測網の構築の為に観測データから流星エコーの抽出などをおこなうプログラムやデータ転送システムの開発と実験を行う。○研究方法GPSを用いて時刻同期したサンプリングが可能なADボードを使用して観測された各地の観測データを集めて解析し、ノイズと流星エコーを抽出するプログラムを複数作成した。それぞれのプログラムを単独または複数の組み合わせによるエコーの検出精度を確かめた。特に流星群(ペルセウス座流星群、しし座流星群、ふたご座流星群)時のデータを主に使用した。また、インターネットを利用して転送できる程度のデータの圧縮と転送実験を試みた。転送実験にはNASを用いた簡易サーバを作成し、LAN上での転送実験を行った。○研究成果エコーの抽出精度に関しては、雷や飛行機によるノイズなど特定の物に関してはほぼ分離可能となった。しかしその他のノイズについてはエコーとの分離精度が実用には不十分なため、今後さらに精度を高める必要がある。また、観測地や時間帯によってはノイズの種類や性質が異なるため、それぞれの地点に合わせて解析プログラムの調整を施す必要があることがわかった。使用するパソコンの処理能力にもよるが、解析処理にかかる時間が観測時間と同等かそれ以上に必要であった。特に流星電波観測に使用されているパソコンの処理能力はさほど高くないため、現状では観測と解析をリアルタイムで行うのは難しいことがわかった。また、今回、観測に使用したサンプリングが200kbyte/s×2chであるため、1時間あたり1.5Gbyteものデータとなることも処理時間の問題に大きく関係している。今後、観測に使用するサンプリングも含めて検討が必要である。
哺乳類の生殖系列維持機構における細胞増殖因子の意義

I.妊娠・胎児発育とEGF(1)ヒトEGFのradioimmunoassayにより血中のEGF濃度が妊娠中に増加すること、ヒト〓帯血中にもEGFが存在するが母体血中より低値であること、*帯血中EGF濃度と児体重に相関があることから、妊娠・胎児発育にEGFが関与することを示した。新生児血中EGF濃度は胎児血中より高く、母乳よりの移行が考えられた。(2)マウス顎下腺中には高濃度のEGFが存在し、その切除により血中EGF濃度が低下することを発現し、妊娠マウスにおいて顎下腺切除でEGF欠乏動物モデルが現出されることを明らかにした。これにより胎仔発育遅延・子宮内胎仔死亡が認められ、EGFが胎仔発育に必要なことが明らかになった。(1)ヒト精液中には高濃度(血中の10倍)のEGFが存在し、それが精子運動率と相関することからEGFが精子機能に関係することが示唆された。(2)雄マウスに顎下腺切除を加えると一定期間後精子数の減少をきたし、EGF投与で回復した。これよりEGFは精子産生化必要であると考えられた。(3)ヒト卵胞液中にEGFが存在し、この濃度と卵の成熟度が相関することを明らかにし、EGFが卵成熟に必要なことを示した。(4)マウス卵の培養実験で、EGFが卵の核成熟や細胞質成熟を制御することを明らかにし、EGFの卵成熟における作用を解明した。着床前初期胚にEGFリセプタ-を証明し、EGF作用を解析した。1.ヒトEGFのRIAによる測定法により以下の成績を得た。(1)ヒト血中EGF濃度は妊娠によって増加することを発見した。(2)ヒト臍帯血の分析により,胎児血中もEGFが存在することを明らかにし,母体血中により臍帯血中が低値であり濃度勾配が存在することも発見した。(3)臍帯血中EGF濃度と児体重との間に正の相関が存在することを見出し,胎児発育とEGFとに関連があることを示唆した。(4)哺乳中の新生児血中のEGF濃度は,臍帯血中のものより高く,母乳中に高濃度に認められるEGFが,経消化管的に吸収されることが考えられた。(5)新生児初尿中にEGFは高濃度であり,胎児側の主なるEGF産生源は腎臓であると考えられた。2.マウス顎下腺切除によるEGF欠乏動物モデルの作制。(1)マウス顎下腺中には極めて高濃度のEGFが存在することを明らかにし,顎下腺切除手術により,血中EGFが低下することを発見した。これより,マウスでは顎下腺が主たるEGF供給源であり,顎下腺切除により,EGF欠乏動物モデルが作制可能であることを明らかにした。(2)雄マウスに顎下腺切除手術を施すと,術後3週間で成熟精子数の減少を認め,EGF補充により回復することを明らかにした。さらに精巣中精細胞数の分析より,EGFが促進する精子産生のステップは減数分裂であることをつきとめた。(3)雄マウスに顎下腺切除手術を実施すると,妊娠は成立するものの流産が多発することを発見した。その原因としては,胎仔の発育不全が存在することを明らかにした。さらに,顎下腺切除群マウスの子宮発育が不良なことから子宮因子によるものが推定された。配偶子の成熟と細胞増殖因子に関して以下の知験を得た。(1)ヒト精液中には、epidermal growth factor(EGF)抗体と反応するEGF様物質が存在することを発見した。このEGF様物質は分子量が10,000以下であり、EGFそのものであると考えられた。(2)ヒト精液中

EGF濃度は10ng/m程度で血中の約1ng/mと比較して高値であり、血中濃度との相関は認められなかった。従って精液中EGFは血中由来ではなく、独自の供給源が存在すると考えられた。(3)ヒト精液中EGF濃度を健常人、不妊患者において比較し精液検査所見との関連を調べると、精子運動率とEGF濃度との間に正の相関が認められ、精液中に存在するEGFが精子機能に関与することが示唆された。(4)不妊治療(体外受精・胚移植など)時に得られる卵胞液中にEGF様物質が存在することを明らかにし、その濃度を測定(1ng/m程度)した。この濃度と血中EGF濃度に相関は認められずEGF様物質の産生源は卵胞局所である可能性が示唆された。(5)卵胞から得られた卵の成熟度と卵胞液中EGF様物質濃度間には正の相関が認められ、卵の成熟にEGFが関係することが示唆された。(6)マウス未成熟卵胞卵を培養し成熟せしめる実験系において、培養液にEGFを添加すると卵核崩壊を指標とした卵成熟は促進され、EGFは卵成熟の促進因子であることが示された。以上の研究成績より細胞増殖因子の一つであるEGFは、精子、卵子の両配偶子の成熟に対し促進的に作用すること、EGFは局所的に産生され配偶子成熟に直接的作用を有することが示され、EGFが生殖生理において重要な生理作用をもつことが示唆された。哺乳類の生殖系列維持機構における細胞増殖因子の生理的役割を解明するために、各種測定法・解析法の開発を含め以下の成果を得た。1.哺乳動物卵子は直径0.1mm程度、重量も数十ngと微小で生化学的分析は困難であったが、増幅定量法であるサイクリング法を用い卵子一個の各種酵素活性、代謝物量の測定を可能にした。解糖系のhexokinase活性測定により、ヒトを含めた哺乳動物卵子はhexokinase活性が低く、ブドウ糖の利用効率が悪いことを明らかにした。またブドウ糖のアナログにアイソト-プで標識し、卵子のブドウ糖取り込み系も未熟なことを明らかにした。2.未成熟卵や受精卵の培養液に細胞増殖因子特にepidermal growthfactor(EGF)を添加し、卵の成熟や発育分化を検索した。その指標としては形態変化とともに上記糖代謝能の変化を利用した。その結果、卵の成熟および2細胞胚が4細胞胚へと卵割分化する時に、EGFは促進的に作用することが明らかとなった。3.子宮内膜症患者より得た腹腔内貯留液(腹水)を卵の培養液に添加すると、卵の発育が抑制することを認め、ヒト子宮内膜症患者の不妊原因は何らかの液性因子が関与することを示唆した。4.卵の細胞内に電極を刺入し、電位変化を測定することに成功した。卵の成熟に伴い細胞質内のカルシウム遊離機構が発達することを明らかにした。これを用い、増殖因子が卵にどのような機序で作用するかを分子レベルで解明することが可能となった。5.初期胚において、EGFリセプタ-が存在することを標識EGFを用いたbinding assayで証明し、EGFの作用機構がリセプタ-を介したものであることを示唆した。
糖鎖の癌性変化とその臨床応用

我々は糖蛋白質糖鎖の微量構造解析技術法を確立し、個々の癌についてその産生する特定の糖蛋白質を選んで正常細胞の産生するものと糖鎖構造を比較検討し、えられた知見を応用して新しい癌診断法を開発する研究を進めてきた。本研究では、これら過去の成果を土台として腫瘍マーカーとして期待されているアルカリ性ホスファターゼについて、各臓器での臓器別および肝癌における同酵素の糖鎖変化の基礎的データの蓄積をはかった。まず、ラット肝臓および腹水肝癌細胞よりアルカリ性ホスファターゼを精製し、両者の全糖鎖構造を決定した。その結果、正常肝酵素では見いだされたタイプI構造(Galβ1→3GlcNAc)が癌化に伴い完全に消失していた。さらに正常組織由来糖蛋白質では今まで一切報告されていないフコシル化高マンノース型糖鎖が癌化に伴い新たな出現が確認された。今後ヒトの同酵素についての検討はもちろん必要なことはいうまでもないが、有効な肝癌の腫瘍マーカーとなることが期待される。また、フコシル化高マンノース型糖鎖生合成に関わる新奇糖鎖合成酵素の生化学的および分子生物学的特徴の解明が、糖鎖癌性変化の新たな研究課題として生じた。一方、良く知られている癌の胎児化現象を探るうえで、ヒト胎便中のアルカリ性ホスファターゼの糖鎖構造についても解析を進めたが、癌胎児性抗原(CEA)糖鎖で見いだされたような複雑かつ多様な糖鎖によって構成されていることが判明しつつある。有用な早期診断マーカーの開発が待望されている膵癌については、胆汁酸塩依存性リパーゼに注目した。今年度は、正常酵素についての糖鎖構造解析を終了し、血液型構造が含まれることを見いだした。現在膵癌の酵素について解析を進めている。
超臨界流体の利用による結晶多形の核発生と成長に関する研究

本研究では、超臨界流体としてCO_2を用い、GAS法(Gas Anti-Solvent Method)による結晶の析出制御への可能性を明らかにすることを目的とし、晶析操作条件と析出挙動、結晶形状、粒径分布などの相関性について検討を行った。昨年度に完成した高圧晶析セルを用いて、医薬品の一種であるスルファチアゾール(C_9H_9N_3O_2S_2)の晶析実験を行った。主な晶析操作条件として、温度、最大圧力、加圧方法などが考えられる。そこで、温度を25°C一定とし、加圧法に着目し、先ず段階的に加圧する方法による検討を行った。これは、溶液の体積増加が見られなくなった時点で圧力を小刻み(0.5MPa)に加えるものである。最大圧力を4.5-5.8MPaの範囲で変化させた。このとき析出した結晶は柱状で、その粒径は予想に反し大きく2-6mmであった。また、晶析セル器壁へのスケーリングがかなり量認められた。最大圧とともに析出量は増加するが、晶癖や粒径には大きな変化はみられなかった。次に、過飽和度を急激に増加させ、核発生を促進することを目的として、最大圧力まで一挙に加圧する“急速加圧法"を用いて晶析を行った。この方法では、最大圧を5.0,5.5,5.8MPaで変化させたところ、いずれの場合も結晶の形状は前法と同様であったが、粒径には変化がみられ、5.5,5.8MPaでは段階的加圧法に比べて粒径が1/2-1/3に小さくなることが認識された。しかし、その効果は期待したほどではなかった。そこで、最初に急速に高圧力を加え核を発生させておき、次の段階で減圧する“2段圧力変化法"を考案し、これについて検討を行った。この結果、粒径が一桁小さい、10Μm程度の小粒径の結晶が得ることが認められた。これらの一連の検討により、結晶の粒径制御におけるGAS法の有利性が明らかになった。
ヨウ素代謝微生物に関する総合的研究：甲状腺の起源を求めて

サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」において、xylenol orangeを用いた簡便かつ感度の高い過酸化水素定量法を確立し、ヨウ素蓄積細菌Arenibacter sp. C-21がグルコース存在下で経時的に過酸化水素を生成することが確認された。しかしながら、本菌による過酸化水素の生成はヨウ素の存在下でも抑制されることはなかった。さらに、ヨウ素を蓄積した菌体を過酸化水素に曝露してもヨウ素の放出は観察されなかった。以上のことから、本菌によるヨウ素蓄積の生物学的機能が単純な抗酸化とは言えないことが示唆された。本菌に蓄積されたヨウ素の細胞局在性を検討したところ、細胞膜画分においてタンパク質と結合していることが明らかとなった。サブテーマ2「ヨウ素栄養性iodotrophsの探索とその機能解析」において、ヨウ素酸呼吸細菌Pseudomonas sp. SCT株の細胞破砕液よりNative-PAGEにより異化的ヨウ素酸還元酵素を可視化することに成功し、そのLC-MS/MS解析より本酵素がIdrAとIdrBからなること、また2種類のcytochrome c551 peroxidase(Ccp1, Ccp2)と複合体を形成することが示唆された。転写解析により、ヨウ素酸呼吸条件でidrA, ccp1, ccp2の発現が特異的に上昇すること、また酸素親和性の高いシトクロム酸化酵素(cydA, ccoN1, ccoN2)の発現が上昇することもわかった。以上のことから、ヨウ素酸呼吸条件では活性酸素である過酸化水素が生成すること、またヨウ素酸のみならず、その還元反応により生じた分子状酸素も電子受容体として利用することが予想された。サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」において、昨年度からの課題であった過酸化水素の定量法を確立し、C-21株によるグルコース消費に伴う過酸化水素の発生を確認できた。しかしながら、当初予想していたようなヨウ素による過酸化水素低減効果(抗酸化効果)は確認されなかった。一方、ヨウ素の局在性を検討した結果、ほとんどのヨウ素は膜タンパクと結合することが示唆され、既存の報告とは大きく異なる結果となった。当初予想とは異なる展開ではあるものの、新規発見に繋がる結果と考えられるため、おおむね順調に進展していると評価した。一方、サブテーマ2「ヨウ素栄養性iodotrophsの探索とその機能解析」において、Native-PAGEより切り出した活性バンドのLC-MS/MS解析より、期待されていたIdrABおよびCcp1, Ccp2の検出に成功した。さらに転写解析によりこれらタンパクの発現上昇のみならず、ヨウ素酸呼吸時に機能するシトクロム酸化酵素もほぼ同定された。これによりヨウ素酸呼吸のメカニズムがほぼ明らかにできたと考えられることから、順調に進展していると評価した。サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」では、ヨウ素蓄積細菌Arenibactersp. C-21株が蓄積するヨウ素が主に細胞膜の膜タンパクに局在することがわかったため、このタンパクの同定を目標として、可溶化処理と部分精製、SDS-PAGEによる分離を試みる。放射性ヨウ素I-125を用いたオートラジオグラフにより目的バンドを絞り込み、LC-MS/MS解析による目的タンパクの同定を行う。また、ヨウ素の取り込みに寄与すると予想されるバナジウム依存型ヨードペルオキシダーゼ(vIPO)の転写解析を行い、ゲノム上に3つ存在するパラログ遺伝子のいずれが発現しているか、ヨウ素による転写誘導はあるのか、など検討する。サブテーマ2「ヨウ素栄養性細菌"iodotrophs"の探索とその機能解析」では、プロテオーム解析と転写解析により、ヨウ素酸呼吸細菌Pseudomonas sp. SCT株でヨウ素酸還元反応を触媒する新規酵素IdrAB、およびヨウ素酸呼吸において重要な働きを演ずると予想されるcytochrome c551 peroxidase(Ccp1, Ccp2)の同定に成功している。最終年度は、相同組み換え技術を用いてidrABやccp欠損株を作出し、これら遺伝子産物がヨウ素酸呼吸において必須であることを証明する。また、ヨウ素酸呼吸時に過酸化水素が発生することを証明する。最終的に新規な呼吸形態であるヨウ素酸呼吸のメカニズムの全貌解明に繋げる。サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」において、ヨウ素蓄積細菌Arenibacter sp. C-21を放射性ヨウ素125I-と共に培養し、培養に伴って細胞内にヨウ素が蓄積することを確認した。また、C-21株の静止菌体を調製し、これを125I-と共にインキュベートしたところ、グルコース依存的にヨウ素を蓄積することを確認した。さらにAbcam社のHydrogen peroxide assay kitを用いて、C-21細胞からグルコース依存的に過酸化水素が活性することを明らかにした。しかしながら本キットによる測定の安定性と再現性に問題があったこと等から、OxyRed probeおよびHRP (peroxidase)を用いたキットに依存しないH2O2定量法の確立を現在目指しているところである。サブテーマ2「ヨウ素栄養性細菌iodotrophsの探索とその機能解析」において、異化的ヨウ素酸還元細菌Pseudomonas sp. SCT株をヨウ素酸(IO3-)を唯一の電子受容体として嫌気的に培養し、その生育がヨウ素酸の添加量に依存すること、また種々の呼吸阻害剤によって阻害されることを明らかにした。

さらに脱窒条件とヨウ素酸呼吸条件で生育させた菌体よりタンパクを抽出し、プロテオーム解析に供した。その結果、ヨウ素酸呼吸条件では新規DMSO reductase familyに属するタンパク(IdrAB)の発現が顕著に上昇すること、またその近傍のcytochromecperoxidase等も発現上昇することが明らかとなった。無細胞抽出液を用いた活性測定より、Idrはヨウ素酸により誘導され、ペリプラズム画分に局在することも明らかになった。さらにNative-PAGEによりIdrを活性染色することに成功した。サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」において、5年ぶりに解凍したC-21のヨウ素蓄積プロファイルが以前と少し変わっていたこと、またAbcam社のHydrogen peroxide assay kitの再現性に問題があったこと等から、ヨウ素の活性酸素除去に及ぼす影響の観察が遅れ気味である。一方、サブテーマ2「ヨウ素栄養性細菌iodotrophsの探索とその機能解析」においては、ヨウ素酸還元が呼吸の一形態であることが証明され、さらにプロテオーム解析によりヨウ素還元酵素の本体と考えられるタンパクの特定にも成功した。以上のことから、全体としてはおおむね順調に進展している状況である。サブテーマ1「細菌におけるヨウ素の抗酸化作用とTH合成能」において、xylenol orangeを用いた簡便かつ感度の高い過酸化水素定量法を確立し、ヨウ素蓄積細菌Arenibacter sp. C-21がグルコース存在下で経時的に過酸化水素を生成することが確認された。しかしながら、本菌による過酸化水素の生成はヨウ素の存在下でも抑制されることはなかった。さらに、ヨウ素を蓄積した菌体を過酸化水素に曝露してもヨウ素の放出は観察されなかった。以上のことから、本菌によるヨウ素蓄積の生物学的機能が単純な抗酸化とは言えないことが示唆された。本菌に蓄積されたヨウ素の細胞局在性を検討したところ、細胞膜画分においてタンパク質と結合していることが明らかとなった。サブテーマ2「ヨウ素栄養性iodotrophsの探索とその機能解析」において、ヨウ素酸呼吸細菌Pseudomonas sp. SCT株の細胞破砕液よりNative-PAGEにより異化的ヨウ素酸還元酵素を可視化することに成功し、そのLC-MS/MS解析より本酵素がIdrAとIdrBからなること、また2種類のcytochrome c551 peroxidase(Ccp1, Ccp2)と複合体を形成することが示唆された。転写解析により、ヨウ素酸呼吸条件でidrA, ccp1, ccp2の発現が特異的に上昇すること、また酸素親和性の高いシトクロム酸化酵素(cydA, ccoN1, ccoN2)の発現が上昇することもわかった。以上のことから、ヨウ素酸呼吸条件では活性酸素である過酸化水素が生成すること、またヨウ素酸のみならず、その還元反応により生じた分子状酸素も電子受容体として利用することが予想された。サブテーマ1
高齢者・障害者を対象とした外出支援システムの構築に関する基礎的研究

本研究では、(1)衰えが激しい高齢者や障害者が目的地にたどり着くための経路情報提供システムの開発、(2)障害のレベルに応じたバリアの程度とその評価値の設定、(3)インターネットGISによる情報提供、(4)バリアフリー整備を行う優先順位の決定の4点を目的に研究を行った。特に、電動車椅子を利用している被験者7名について、個人の障害レベルに応じた日常的に外出する経路上の(1)縦断勾配、(2)横断勾配、(3)道路幅員、(4)路面状況、(5)交通状況、(6)歩道の有無などの評価項目に対する評価値の閾値の設定を行った。閾値の設定では、被験者の障害のレベルや外出能力により「抵抗を感じる数値」に幅ができることから、被験者を3段階に分け、各段階での上限値を閾値として設定した。これらの閾値を基に豊田市中心市街地約80haを対象とした道路ネットワークで障害のレベルに応じた最適経路を探索出来るシステムを開発した。利用者は設定された3段階の障害レベル(外出時での能力)から利用者自身の障害レベルを選択することにより最適経路が探索できるように工夫されている。また、ネットワーク構築システムでは任意の地図でネットワークが構築出来るようにしてあり、現地調査を基に角リンクの閾値が3つの障害レベルで設定されており、これらの数値は簡単に修正出来るようになっている。当初豊田市のITSセンターのモデルケースとして本システムの導入が予定されていたが、高額な地図の著作権の問題発生して導入が出来ない状態である。本システムの課題が高額な地図の著作権にあることが分かり、この問題が解決すれば実用化が可能である。本研究の成果は平成17年5月に浜松で開催された「高齢者・障害者のモビリティに関する国際会議」で発表し高く評価された。平成15年度に実施した研究の成果は以下の国際会議で発表した。電動車椅子を利用している被験者7名による1.縦断勾配,2.横断勾配,3.道路幅員,4.路面状況を評価項目として,関西大学キャンパスをモデルにGISを使って最適経路探索および経路情報を提供するプロトタイプのモデルを発表した。また,本研究の成果として平成16年度の研究を高齢者・障害者のモビリティに関する国際会議に発表することにしている。本システムを用いて,バリアフリー整備を行う優先順位や現況の問題点を探る為に活用できないかなどのシステム検討を次年度に行なう。特に、電動車椅子を利用している被験者7名について、個人の障害レベルに応じた日常的に外出する経路上の(1)縦断勾配,(2)横断勾配,(3)道路幅員,(4)路面状況、(5)交通状況、(6)歩道の有無などの評価項目に対する評価値の閾値の設定を行った。

利用者は設定された3段階の障害レベル(外出時での能力)から利用者自身の障害レベルを選択することにより最適経路が探索できるように工夫されている。また、ネットワーク構築システムでは任意の地図でネットワークが構築出来るようにしてあり、現地調査を基に角リンクの閾値が3つの障害レベルで設定されており、これらの数値は簡単に修正出来るようになっている。当初豊田市のITSセンターのモデルケースとして本システムの導入が予定されていたが、高額な地図の著作権の問題発生して導入が出来ない状態である。本システムの課題が高額な地図の著作権にあることが分かり、この問題が解決すれば実用化が可能である。本研究の成果は平成17年5月に浜松で開催された「高齢者・障害者のモビリティに関する国際会議」で発表し高く評価された。