hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
震災時等災害時物流の「見える化」に関する研究

震災時には被災地に救援物資が迅速に届けられる必要がある。このためには輸送、保管、荷役等の物流業務に必要な物流情報が各業務を担う作業者に「見える化」されていなければならない。そこで本研究では、救援物資を保管するために必要な集積所における保管面積の推計方法及び救援物資のロケーションの設定方法を立案した。これにより、物流業務を担う作業者に「見せる」べき情報である救援物資のロケーション情報を提示可能とした。調査の結果、先の東日本大震災では集積所における救援物資の滞留が問題であることが分かり、既存の物流施設の調査をもとに、その問題解決策の検討を実施した。既存の物流施設における物資の入荷から出荷までの物流業務を参考に、集積所における入荷やピッキング、そして出荷の物流業務における作業分析を行ったところ、全ての業務において救援物資の保管場所への移動を伴うことが分かった。そして、震災時の集積所に関する報道等の資料から救援物資の保管場所におけるロケーションの設定がなされていないことが原因で、物流業務の生産性を著しく低下させていることが判明した。つまり、目的の救援物資がどこにあるのか不明で、無駄に探し回っていたのである。さらに、平成24年度の調査から集積所の保管容量を超えた救援物資の送り込みもその原因の一つであることが分かった。そこで本年度はこの原因を解決するために、次の2つの設定方法を検討するとともに、この設定方法を用いて得られた結果から「見せる」べき情報の提示方法について検討を行った。(1)集積所における救援物資の保管可能量の推計方法の検討(2)集積所の保管場所における救援物資のロケーションの設定方法の検討また、上記の集積所の保管場所における救援物資のロケーションの設定については専門家のヒアリングから、より実務に即した検討として運搬機器等を考慮した通路幅の設定や床の耐荷重を考慮した保管等について課題の指摘をいただき、次年度に向けた検討課題の抽出を行うことができた。東日本大震災においては物資が被災地に届かないことが重要な問題となった。この問題を解決するためには、何が必要とされ、何をどこに、どのように流すべきか、また物流基盤の状況はどうなっているのか等、物流情報の効果的な「見える化」を行うための、「見せる」べき情報と表示方法、そしてその情報の表示方法の効果について調査・実験を行う必要がある。そこで平成24年度は、災害時物流において「見せる」べき情報、およびその情報の効果的な表示方法について調査を行った。調査では、救援物資の集積地における物流業務の状況について実際に現地で作業を行った方に話を伺うとともに、被災地において重要な産業である水産業を中心に漁協や加工場における物流について調査を行った。調査の結果、震災直後に大量の救援物資が集積地に集中し、保管スペースの確保が困難であったこと、ダンボールに梱包された物資の中には、梱包を解かないと中身を確認できなかったこと、当初は集積地において物資の仕分けが行われていなかったため、必要な物資を探すのに戸惑ったこと、そして、避難場所に物資を搬出する際の運搬通路を考慮していなく、搬出に支障があったことなどが分かった。これらのことから、集積地の保管容量を超える物資が届かないように、事前に各集積地の保管容量を見える化するとともに、救援物資の総量を見える化し、コントロールしておくことが重要であることが分かった。また、特に個人からの救援物資については、ダンボールの外側に中身の情報を記載するとともに、仕分け作業を軽減するためにも混載を避けることが重要であることも分かった。その他、水産業に関する調査では津波によって変化した海底地形の状況や道路網の通行可能状況など、事業を再開するための基盤となる情報の見える化を望む声があった。そして、この物流業務の生産性の低下を招いている原因が、物流業務を担う作業者に本来、「見せる」べき情報である救援物資のロケーション情報を提示していないことであることが分かった。また、この真の原因としてそもそも作業者に「見せる」べき情報を提示できないのは、救援物資の保管場所におけるロケーションの設定方法が定められていないことにあることが判明した。そこで本研究ではこの原因を解決するために、下記の2つの検討を行った。(1)集積所における救援物資の保管可能量の推計方法の検討(2)集積所の保管場所における救援物資のロケーションの設定方法の検討

そして、救援物資を保管するために必要な集積所における保管面積の推計方法及び救援物資のロケーションの設定方法を立案した。これにより、物流業務を担う作業者に「見せる」べき情報である救援物資のロケーション情報を提示可能となった。ロジスティクス当初の計画にしたがって、前年度に収集した例をもとに、物流において「見せる」べき情報の検討を実施した。その結果、集積所における救援物資の滞留の真の原因が、救援物資のロケーションの設定方法が定められていない点にあることを明らかにした。そして、この原因を解決するために救援物資のロケーションを設定するための方法論を検討したほか、集積所における救援物資の保管可能量の推計方法を提案した。また、得られたロケーション情報をどのように関係者に提示すべきか検討を行い、「見せる」べき情報の効果的な表示方法について検討することができた。さらに、ヒアリングからより効果的な情報の表示に関するアドバイスをいただき、次年度に向けた検討課題の抽出を行うことが出来た。以上のことから計画通り順調に研究が進んでいると判断した。当初の計画にしたがって、被災地における具体的な事例の調査を実施するとともに、平常時における事例調査として複数の物流現場の具体的な物流業務について調査を実施できた。これにより、物流において「見せる」べき情報の抽出を行うことができた。物流施設における調査から、集積場における入荷やピッキング、そして出荷の物流業務を検証したところ、救援物資の滞留の問題となっているのは、物流業務の生産性の低さにあることが分かった。そして、この物流業務の生産性の低下を招いている原因が、物流業務を担う作業者に本来、「見せる」べき情報である救援物資のロケーション情報を提示していないことであることが分かった。また、この真の原因としてそもそも作業者に「見せる」べき情報を提示できないのは、救援物資の保管場所におけるロケーションの設定方法が定められていないことにあることが判明した。そこで平成25年度に、救援物資の具体的な保管場所におけるロケーションの設定方法の検討及びその結果の表示方法について提案を行い、専門家からより現実的な問題解決に向けた次のような検討課題をいただいた。(1)荷役・運搬機器等を考慮したより現実的な通路幅を考慮したロケーションの検討(2)体育館や公民館などの典型的な施設を想定した保管場所におけるロケーション例の作成そこで最終年度である平成26年度は、これらの課題の解決に向けて、より実用的な救援物資のロケーションの設定に関する提案が出来るようにさらに研究を推進することとする。そのために集積場として用いられる体育館や公民館などの施設について調査を行うための作業補助者を雇用するとともに、収集したデータの整理を依頼する。また、収集した施設の床の耐荷重や出入口等の位置関係などを分類・整理し、これらの要因を考慮した救援物資の保管場所におけるロケーションの設定方法について検討を行う。
核磁気共鳴スペクトロスコピーを用いた慢性疼痛の高次脳機能評価法の確立

慢性疼痛患者、CRPS患者では、健常人と比較して前帯状回において、左右平均NAA濃度は、有意に低下していた。難治性の慢性神経障害性疼痛患者、CRPS患者において、痛みにともなう不安の強い患者は、不安の少ない患者と比べ、前帯状回においてNAA濃度が低下していた。^1H-MRSを用いた局所脳機能評価は、脳内の痛覚処理機構の変化を評価する有用な方法になりうると考えられた。また健常者の前帯状回領域で、グルタミン酸濃度、GABA濃度を測定し、慢性疼痛が脳内の興奮性ニューロン、抑制系ニューロンに及ぼす影響を評価する準備を整えた。難治性の慢性疼痛患者では、脳内の痛覚処理機構に変化が生じる可能性が指摘されている。核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を用いて、慢性神経障害性疼痛患者及び複合性局所疼痛症候群(CRPS)における局所脳機能の変化を評価した。神経障害性疼痛の患者では前帯状回において、NAA濃度が有意に低下し、Cho濃度が有意に上昇していた。また、前頭前野において、NAA濃度が低下傾向を示した。痛みの程度と前帯状回、前頭前野における上記代謝物濃度に相関性を認めなかったが、痛みにともなう抑うつや不安が強い患者では前帯状回におけるNAA濃度が低下する傾向が見られた。CRPSの患者でも、前帯状回において、NAA濃度が低下し、Cho濃度が上昇していた。また痛みにともなう不安が強い患者では前帯状回におけるNAA濃度が低下する傾向が見られた。慢性神経障害性疼痛患者、CRPS患者では、痛みの情動的側面に関与する神経機能の変調が、病態の成立に関与する可能性が示唆された。MRSを用いた局所脳機能評価は、脳内の痛覚処理機構の変化を評価する有用な方法になりうると考えられた。H20年度は3TMRI装置による脳内のGABA濃度、抑制系ニューロンの機能変化の測定準備を整えた。本研究は、MR Spectroscopyを用いて脳神経機能の指標であるN-アセチルアスパラギン酸(NAA)、抑制系ニューロンの指標であるガンマアミノ酪酸(GABA)濃度を前帯状回などで測定する方法を、慢性疼痛患者の高次脳機能レベルにおける痛みの評価法として確立することが目的である。慢性神経障害性のなかでも、複合性局所疼痛症候群(CRPS)の患者では、前帯状回、前頭前野など情動に関連する領域でNAA濃度が有意に低下しており、神経機能の低下を認める難治性の慢性疼痛患者では、神経ブロックを中心とした身体的アプローチによる症状の改善は困難であり、認知療法をはじめとする心理的なアプローチによる治療が重要なカギをにぎることを発表した。さらにCRPS患者では、痛みの情動的側面に関与する神経機能の変調が、病態の成立に関与する可能性が示唆されることを論文発表した。3テスラのMRI装置による磁場強度の信号に伴い、良質のスペクトルが得られることが可能となり、MEGA-PRESS法で微量なGABAの測定が可能になったのみならず、興奮性シナプスの伝達物質であるグルタミン酸(glutamate)の測定濃度も飛躍的に向上し、MRSの質の向上を図ることができるようになった。これにより、MRSを用いた局所脳機能評価は、慢性疼痛の成立過程において、NAA濃度と抑制系ニューロンの指標であるGABA濃度のみならず、興奮性ニューロンの指標であるグルタミン酸濃度との関連を明らかにすることが可能になり、脳内の痛覚処理機構の変化を評価することにおいて、さらに有用な方法になりうると考えられた。H21年度は3TMRI装置による脳内のNAA濃度、GABA濃度に加えて、興奮性ニューロンの指標であるグルタミン酸濃度の測定準備を整えた。慢性疼痛患者では、健常人と比較して前帯状回において、左右平均NAA濃度は、有意に低下していた。痛みの程度と前帯状回おけるNAA濃度に相関性は認めなかったが、痛みにともなう抑うつや不安が強い患者では前帯状回におけるNAA濃度が低下する傾向が認められた。難治性の慢性神経障害性疼痛患者において、痛みにともなう不安の強い患者は、不安の少ない患者と比べ、前帯状回において有意にNAA濃度が低下していた。罹患側と前帯状回のNAA濃度の方向優位性は、有意差は認めなかった。CRPSの患者においても、前帯状回において、NAA濃度が低下していた。また痛みにともなう不安が強い患者では前帯状回においてNAA濃度が低下する傾向が見られた。慢性神経障害性疼痛患者、CRPS患者では、痛みの情動的側面に関与する前帯状回の神経機能の変調が、病態の成立に関与する可能性が示唆された。以上から^1H-MRSを用いた局所脳機能評価は、脳内の痛覚処理機構の変化を評価する有用な方法になりうると考えられた。

また予備研究として健常被験者を対象に前帯状回領域において3T MRI装置を用いて、NAA濃度、グルタミン酸濃度、Myoinositol濃度を測定した。GABA濃度はMega-Press法を用いて、各々LCモデルで解析、測定を行った。健常被験者において、いずれの濃度も年齢や性別に関わらず、ほぼ一定の値であった。また、正常神経細胞の指標となるN-アセチルアスパラギン酸(NAA)の濃度に関わらず、一定の値を示した。慢性疼痛患者の前帯状回における、脳内の興奮性ニューロン、抑制系ニューロンの神経伝達物質であるグルタミン酸濃度、GABA濃度を含めた研究が、^1H-MRSを用いた慢性疼痛の高次脳機能評価法の確立における今後の課題である。
黄砂による日常症状に見られる健康被害に関する広域調査研究

我々がこれまでに確立したインターネットを介した健康調査システムを用いて、アレルギー症状を日々収集し、黄砂飛来量・花粉飛散量との関係をみた。各症状の有無を従属変数とし、対象者の性別、年齢と各調査日の最高気温、湿度、黄砂量を共変数として一般化推定方程式を用いて分析した。アレルギー症状の有症状率は2月上旬から増加傾向を示し、黄砂の大量飛来日を起点として増加していた。黄砂量と関連が強かった症状は、鼻水、咳、目のかゆみであった。本研究では、黄砂によってアレルギー症状が誘発されている可能性が示唆されただけでなく、花粉症患者においては花粉飛散量と不眠にも関連があることが判明した。平成24年度計画として、以下の項目を予定していた。1)平成23年度調査で得られた毎日の健康調査結果と黄砂測定量をリンクさせたデータセットを作成し多変量解析を行う、2)前年度のシステムを基盤として分析結果をもとに修正する、3)院外心肺停止症例のアウトカム(生存率・脳機能分類)における黄砂の影響分析を試みる、4)前年度と同様に当該年度も調査規模を維持する、5)これまでの結果がアーチファクトでないことを確認するための追加し・詳細分析を行う。1)4)は予定通りに実行することができている。3)に関しては、分析を行ったが予定していたような関連性は見られなかったため、今後さらに検討を加える必要がある。4)は、前年度と同程度の調査を実施するための準備を整えることができた。5)は、黄砂の飛来する時期が5月中心であるため調査時期をずらした調査のための準備を行うにとどめたが、追加で不眠症状との関連の分析を行った。よって、本年度予定していた研究内容に近い実績を収めることができたと考えられる。本研究課題では、我々がこれまでに確立したインターネットを介した健康調査システムを用いてアレルギー症状を日々収集し、黄砂飛来量との関係を分析した。1月から3月末までの時期で、東京と兵庫在住の方を対象として、アレルギー症状や不定愁訴等を含む日々の症状の有無を毎日調査した。調査項目は、咳、くしゃみ、鼻水、目のかゆみ、皮膚の掻痒感、手あれ、発疹、不眠等の有無である。黄砂量と収集した毎日の症状との関連を見るため、同時期の黄砂量のデータを入手し、それぞれの症状の有無とを掛け合わせて分析した。黄砂量は、国立環境研究所のLIDARによる観測データを用いた。黄砂とほぼ同じ頃に、花粉が飛散するため、環境省が発表している花粉飛散量に関するデータも合わせて分析に用いた。院外心肺停止症例に関しては消防庁が公表しているデータを用いた。各症状の有無を従属変数とし、対象者の性別、年齢と各調査日の最高気温、湿度、花粉量、黄砂量を共変数としてロジスティック回帰分析を行った。本システムを用いた調査に対する回答率は34.6%であった。アレルギー症状の報告数は、2月上旬から増加傾向を示した。有症状率は鼻水:25、咳:8、くしゃみ:16、目のかゆみ:17(%)であった。ロジスティック回帰分析結果で、黄砂量と関連が強かった症状は、鼻水、咳、目のかゆみであった。呼吸器系疾患を原因とした院外心肺停止患者の予後と黄砂量の関係に関しては分析を行ったものの明らかな関連は見られなかった。他の要因の影響が強いと考えられる。本研究では、黄砂によってアレルギー症状が誘発されている可能性が示唆されただけでなく、花粉症患者においては花粉飛散量と不眠にも関連があること、つまり花粉症患者が花粉飛散量が増加すると不眠症状が強くなるが判明した。平成23年度計画として、以下の6項目を予定していた。1)我々がすでに確立している「インターネットを介した健康調査システム」を改良する、2)アレルギー症状に関する調査項目を検討し追加する、3)モニターの募集を日本生協連と協働して行う(関東と関西で合計2000名を目標とする)、4)毎日の健康調査をインターネットを介して実施しデータの収集を行う、5)黄砂測定量や花粉飛散量、その他の環境因子のデータを収集し健康調査データとリンクさせて分析する、6)モニターからの意見をアンケート調査し今後のシステム改良に役立てる。1)4)および6)は予定通りに実行することができている。既存の健康調査システムをベースに、調査項目や入力画面の改良を行うことで、より簡便で誤入力を防ぐことができるシステムにすることができた。モニター募集も日本生協連の協力のもとに、東京と兵庫県でそれぞれ1000名登録することができており、平成24年1月から毎日の健康調査も開始することができた。

5)に関しては、現在黄砂測定量や花粉飛散量の公表データを収集しており、すべてのデータが集まり次第、本研究で収集した健康調査データとリンクさせ分析する予定である。よって、本年度予定していた研究内容に近い実績を収めることができたと考えられる。平成24年度計画として、日本生協連の協力のもとに日本生協連組合員を対象に、関東(東京)と関西(兵庫)でそれぞれ1000名(合計2000名)のモニターを対象に、我々がすでに確立している「インターネットを介した健康調査システム」を用いて、アレルギー症状に関する調査項目を追加し(調査項目:微熱、高熱、鼻水、咳、下痢、嘔吐、胃痛または腹の痛み、けいれん、目のかゆみ、発疹、関節痛、頭痛、のどの痛み、くしゃみ、皮膚のかゆみ、手あれ、不眠)、黄砂による健康被害に関する広域調査を行った。登録モニターからインターネットを介して毎日の健康状態を収集し、自動集計後に専用サーバーで保管している。収集されたデータのクリーニングを行い、その後それぞれのアレルギー症状や不眠症状の日々の変化を有症状率で経時的に分析したのち、国立環境研究所が、24時間体制で毎日測定しているライダーデータとリンクさせて分析した。黄砂測定量だけでなく、花粉飛散量や他の環境因子も含めた分析を行えた。以上のことから、現在までの達成度としては当初予定していた計画がおおむね順調に進んでいると考えられる。平成23年度計画として、我々がすでに確立している「インターネットを介した健康調査システム」を改良し、アレルギー症状に関する調査項目を追加し(調査項目:微熱、高熱、鼻水、咳、下痢、嘔吐、胃痛または腹の痛み、けいれん、目のかゆみ、発疹、関節痛、頭痛、のどの痛み、くしゃみ、皮膚のかゆみ、手あれ、不眠)、黄砂による健康被害に関する広域調査を行うためのシステムの準備を整えた。そのうえで、日本生協連の協力のもとに日本生協連組合員を対象に、関東(東京)と関西(兵庫)でそれぞれ1000名(合計2000名)のモニターを登録することができた。予定登録モニター数が合計2000名であったため目標を達成することができており、関西と関東の地域差も考慮した分析が可能となったと考えられる。毎日の健康調査によるデータ収集は、平成23年12月から募集を開始したモニターを対象に、黄砂の飛来量が多い平成24年1月から調査を実施した。収集されたデータのクリーニングを行い、その後それぞれのアレルギー症状の日々の変化を有症状率で経時的に分析したのち、国立環境研究所が、24時間体制で毎日測定しているライダーデータとリンクさせて分析を行う予定である。黄砂測定量を含めて、花粉飛散量や他の環境因子を現在収取しており、それらが完了した時点で、本調査で収集したデータとリンクさせて分析を行う予定である。また、「インターネットを介した健康調査システム」をさらに改良していくために、モニターから意見収取を行うためのアンケート項目も作成し、調査システムに組み込んだ。平成24年度調査で得られた毎日の健康調査結果と黄砂測定量をリンクさせたデータセットを用いて、さらに詳細な多変量解析を行う予定である。この際、調査を実施した症状に関する項目(アレルギー症状や下痢、嘔吐等)を従属変数とし、個人的要因の影響を減らすために性別・年齢や居住地域等を独立変数として調整したうえで、黄砂量の影響を分析する。
微小触覚情報記録のためのマイクロハプティクス技術の開発研究

本課題では、鋭敏な触覚フィードバックに基づく微細動作に対しての工学的支援の実現を目指し、マイクロ/ナノメートル領域での高精度制御性能を有するハプティクス技術の開発研究を遂行した。本課題において得られた成果としては、主として次の五点が挙げられる。(1)マイクロハプティックシステムの試作開発を行った。(2)触覚伝達特性に対する評価指標を新たに定義し、可変伝達率を考慮した新しい双方向制御手法を開発した。(3)並列多自由度を有するハプティックシステムのための、離散フーリエ級数展開に基づく運動モード分解理論を確立した。(4)異構造ハプティックシステムのための触覚情報伝達技術を開発した。(5)実時間ネットワーク上での触覚伝送が可能な実験環境を構築した。本研究は実世界微小触覚情報の変換・伝達・記録に関するマイクロハプティクス技術の開発を目的としており、平成21年度では主に次のような研究実績を得た。1.高い触覚伝達特性を有したマイクロハプティックシステムの機構設計と試作機の開発を、研究協力者からの協力を得て行った。ハプティックシステム内の摩擦やギアの介在および機構の遊び等といった機械的要因が、触覚伝達特性を劣化させることがこれまでの研究より明らかになっているため、本試作機ではアクチュエーション部にシャフトモータと低摩擦のリニアスライドを採用し、力信号の測定にはカセンサを用いず外乱オブザーバによる広帯域な力センサレス制御を実装した。また、0.1[μm]という高い空間分解能を持つ光学式エンコーダを実装することで、高精度制御が可能なシステムを構築した。本年度は開発したマイクロハプティックシステム試作機を駆動する制御装置も併せて新たに製作し、RTAI上で時間分解能0.1[ms]の実時間制御実験を行うことで、試作機の運動制御性能の評価を行った。2.触覚伝達特性に対する評価指標を新たに定義することで、可変伝達率を考慮した新しい双方向制御手法を提案した。特に、加速度次元情報のフィードバックループを新たに付加することで、可変伝達率を実装した場合においての触覚伝達特性が向上する可能性があることを理論的に示した。また、上記試作機を用いた検証実験により有効性を確認した。平成21年度では、これらの研究成果を国内会議および国際会議において発表することにより、社会に対しての成果還元を行った。本研究は実世界触覚情報の伝達・変換・記録に関するマイクロバプティクス技術の開発を目的としており、平成22年度では主に次のような研究成果を得た。1.並列多自由度を有するハプティックシステムの運動を、物理的意味を持った独立な運動要素に分解表現するための、離散フーリエ級数展開に基づく運動モード分解理論を確立した。本理論によって、(1)複雑な並列多自由度システムの運動を、空間的な直流成分と交流成分との組み合わせとして、簡単な実数演算のみで記述できること、(2)システムの配置が空間的な対称性を有していない場合にも運動モード分解が適用可能であること、を示した。2.構造が異なるハプティックシステム間での触覚情報伝達技術を開発した。各システムの運動学を考慮したハプティックエネルギー変換を達成することで、異構造システム間でも鋭敏な触覚伝送が可能であるとの知見を得た。3.実時間ネットワーク上での触覚伝送が可能な実験環境を構築し、ハプティックシステム間の時間分解能が異なる場合には、特有の追従誤差とカフィードバック性能の劣化が生じることを実験的に明らかにした。さらに、これらの触覚伝送性能劣化を改善するモード空間外乱オブザーバを開発し、その有用性を実験実証した。これらの平成22年度の研究成果については、学術論文誌論文1編、査読付き国際会議発表論文3編、国内会議発表論文7編および招待講演1件の形で公表することで、社会に対する学術的成果還元を行った
多元環の導来圏上の不変量の研究

その他関連する結果として、Small Macaulay modules予想が正しければ、test加群がいつも存在することを示し、ネーター局所環とその完備化の間の射によって誘導される有限生成加群のグロタンディェク群の間の射が、最初の環が以下の3条件のどれかを充たせば単射であることを証明した。さらに、次数環のChow群が、斉次素イデアルと斉次元によって決まることを証明した。また、自己入射的多元環に関して右non-singular環Bの準フロベニウス拡大環Aに対して、Aが右自己入射的ならば、Bは右自己入射的であることを示した。Triangulated Categoryにおいて、compact object CがHom(C,C[n])=0(n>0)を満たすとき、Beilinson-Bernstein-Deligneが導入したt-structureを導き出すことを示した。この結果をAbelian cateogoryの導来圏における項の長さ2の鎖複体Pに応用し、Pがtorsion theoryを導き出すことを示した。これらを多元環の加群の導来圏に適用することにより、tilting加群におけるBrenner-Butlerの定理をtilting鎖複体の場合まで拡張することができ、さらに加群のcategoryにおいてある条件を満たすtorsiontheoryと項の長さ2のtilting鎖複体が1対1対応することを示した。その他、関連する結果としてSerreのintersection multiplicityの正値性予想は、Dutta重複度の正値性予想とは密接な関係があることが示されているが、Small Macaulay modules予想が正しければ、test加群がいつも存在することを示した。可換環、代数幾何学で加群の圏、層の圏のauto-equivalencesを導き出すinvertible加群、invertible層の同型類のなす群すなわちPiacrd群を、非可換多元環の導来圏のauto-equivalencesを導き出す双傾斜鎖複体の同型類のなす群に拡張した導来Picard群という導来圏上の不変量としてYekutieliが導入した。本年度の研究で主な結果は、全ての遺伝多元環の導来Picard群の組み合わせ論的な決定方法を示し、Dynkin、Affine quiversに対し導来Picard群を具体的に決定したことである。多元環の表現論での導来圏上でのAuslander-Reiten triangle、irreducible mapの概念を使い、遺伝多元環の持っている基本的なグラフと、そこからできるk-線形圏のauto-equivalencesによって導来Picard群が表現されることを証明した。これにより、遺伝多元環と導来同値な多元環すなわちpiecewise遺伝多元環の導来Picard群は全て決定することができた。さらに、遺伝多元環の場合、その導来圏のauto-equivalencesは全て双傾斜鎖複体から引き起こされることを示した。その結果、Kontsevich、Rosenbergが導入したn次元非可換射影空間において、連接層の作る導来Picard群が決定することができた。その他関連する結果として、ネーター局所環とその完備化の間の射によって誘導される有限生成加群のグロタンディェク群の間の射が、最初の環が以下の3条件のどれかを充たせば単射であることを証明した。また、次数環のChow群が、斉次素イデアルと斉次元によって決まることを証明した。また、前年度研究の関連として自己入射的多元環に関して右non-singular環Bの準フロベニウス拡大環Aに対して、Aが右自己入射的ならば、Bは右自己入射的であることを示した。
軟部肉腫におけるSWI/SNF型クロマチン再構成因子発現および治療への応用

類上皮肉腫や悪性ラブドイド腫瘍ではほとんどの例でSMARCB1/INI1の完全欠失を伴うが、一部の症例では発現が保持されている。また、SWI/SNF型クロマチン再構成因子複合体を構成するSMARCB1/INI1以外の蛋白発現も腫瘍によりさまざまであった。このことから、類上皮肉腫や悪性ラブドイド腫瘍では従来よりいわれているSMARCB1/INI1以外にも、SMARCA4/BRG1、SMARCC1/BAF155、SMARCC2/BAF170といった蛋白群の発現パターンにより、腫瘍の性格が異なっている可能性が考えられた。また、腫瘍発生においても重要な役割を果たしていると考えられる。INI1発現が完全欠失している臨床検体82例[悪性ラブドイド腫瘍(MRT)34例、近位型類上皮肉腫(P-ES)20例、古典型類上皮肉腫(C-ES)28例]、細胞株5株(MRT 3株、P-ES 2株、C-ES 1株)にて解析を行った。各蛋白発現のスコアの中央値は、BRG1(MRT:4.5, P-ES:3.0, C-ES:5.0)、BAF155(MRT:4.0, P-ES:0, C-ES:0)、BAF170(MRT:3.0, P-ES:5.5, C-ES:6.0)であった。統計学的にはBRG1(P-ES vs C-ES)でP=0.046、BAF155(MRT vs P-ES or C-ES)で各々P=0.002、0.032、また、BAF170(MRT vs C-ES)でP=0.004と有意差を認めた。また、予後という点では、P-ESのBAF170及びC-ESのBRG1に関して、高発現群のほうが低発現群よりも有意に予後不良であった(P=0.04、0.02)。以上より、INI1陰性腫瘍では、SWI/SNFクロマチン再構成因子複合体内の複数の蛋白発現が減弱していることが確認できた。それらは各腫瘍間で発現の割合が異なっており、腫瘍発生にかかわっている可能性が考えられた。また、鑑別診断のマーカーとして有用である可能性も考えられた。一般的に、これらの蛋白は単独で低発現となった時に予後不良であることが報告されているが、今回の検討では逆となっている。INI1に加えてもう1蛋白が低発現となると、SWI/SNFクロマチン再構成因子複合体自体の機能が低下する可能性も考えられ、追加の検討が必要である。類上皮肉腫(ES)は近位型(P-ES)と古典型(C-ES)に分類され、SMARCB1/INI1(INI1)の欠失が認められる代表的な腫瘍である。しかし、P-ESの0-25%、C-ESの7-11%でINI1発現が保たれていることが報告されている。今回、P-ES 29例、C-ES 32例でINI1発現状況を確認の上、INI1発現が保たれている症例に関して、SWI/SNF型クロマチンリモデリング因子複合体のcore subunitであるBRG1、BAF155、BAF170発現を検討した。まず、INI1蛋白発現はP-ES 6例(21%)、C-ES 3例(9%)で保たれていた。それらのうち、免疫染色を施行できるP-ES 6例、C-ES 1例に関して更なる検討を行ったところ、P-ESの6例中4例(BAF170のみ欠失1例、BRG1のみ欠失2例、BRG1モザイク・BAF155欠失1例)、C-ESは1例中1例(BAF170のみ欠失)でcore subunit蛋白発現異常を認めた。以上の所見より、類上皮肉腫の発生には、SWI/SNF型クロマチンリモデリング因子複合体の異常が深く関与している可能性が考えられた。代表的なSMARCB1/INI1発現である類上皮肉腫に関しては、SWI/SNF型クロマチンリモデリング因子複合体が腫瘍発生に深く関与していることが判明した。今年度の解析は、前年度の解析症例(SMARCB1/INI1欠失症例)を補完するものであり、おおむね順調に進展していると考えている。ラブドイド様変化はあらゆる癌腫において見られる現象であり、予後不良因子の一つとしてあげられている。今年度はラブドイド細胞が出現してくるような肉腫様変化をきたす腫瘍として尿路上皮癌を選択し、それを解析した。その結果、10例中5例でいずれかの蛋白が陰性となった。その5例のうち2例はINI1とBRG1両方ともに陰性で、それに加えてBAF155ないしBAF170も陰性であった。それ以外の3例では各々1種類ずつの蛋白(BRG1が2例、BAF170が1例)が陰性であった。軟部腫瘍では、上記構成因子の中でもINI1遺伝子異常が悪性ラブドイド腫瘍や類上皮肉腫に認められるが、INI1蛋白陽性の場合には、それ以外の蛋白発現異常が報告されている。肉腫のみならず、上皮性腫瘍における、ラブドイド様変化においても同様のことが今回の結果で明らかになった。これらのことはあらゆる癌腫においてみることができる形態学的に特徴のあるラブドイド様変化は、クロマチンリモデリング因子複合体を構成する蛋白異常に起因する可能性が考えられた。

類上皮肉腫や悪性ラブドイド腫瘍ではほとんどの例でSMARCB1/INI1の完全欠失を伴うが、一部の症例では発現が保持されている。また、SWI/SNF型クロマチン再構成因子複合体を構成するSMARCB1/INI1以外の蛋白発現も腫瘍によりさまざまであった。このことから、類上皮肉腫や悪性ラブドイド腫瘍では従来よりいわれているSMARCB1/INI1以外にも、SMARCA4/BRG1、SMARCC1/BAF155、SMARCC2/BAF170といった蛋白群の発現パターンにより、腫瘍の性格が異なっている可能性が考えられた。また、腫瘍発生においても重要な役割を果たしていると考えられる。3年計画のうち、INI1陰性腫瘍(悪性ラブドイド腫瘍、類上皮肉腫)に関する検討はおおむね終了しており、診断上の有用点や予後因子となりうる点などが明らかになった。クロマチンリモデリング因子が直接的な腫瘍発生にかかわることは今までの研究で明らかになったが、がんの肉腫様変化にも関与している可能性が考えられる。仮にそういった症例でクロマチンリモデリング因子異常を認めれば、新たな治療標的となる可能性もあり、更なる展開が考えられる。骨軟部腫瘍病理初年度の結果を踏まえて、次年度は滑膜肉腫などの検討を考えている。滑膜肉腫に特異的なSS18-SSXがINI1発現を減弱させているとの報告もあり、その他のSWI/SNFクロマチン再構成因子との関連も興味深い。解析結果次第では予後因子や治療標的に結び付けることができると考えられる。
光線力学的作用のMutagenicityに関する研究

ヒト膀胱癌由来培養細胞株KKー47細胞よりHAT selectoonにて得られた細胞株は細胞感染が認められ,野性型細胞を用いて本研究を逐行した。光感受性物質はHpDI(Queen Elizabeths Hospital,Australia)を,培養液はEagle MEM(日水製薬)に10%中胎児血清(Microbological Association,USA)を加えたものを,照射光源はアルゴン色素レ-ザ-光(ADL,630nm,SpectraーPhysics)およびUV(UVA;300ー430nm,UVB;280ー320nm,東芝医療用機器株式会社,MーDMRー1)を用いた。HpDI処理はすべて暗室にて行った.HpDIは処理3時間で細胞毒性が認められない40μg/mlを用い,HpDI処理後ADL,lmW/cm^2,2分間照射(0.12J/cm^2)での細胞生残率は22%であり,以下この条件を用いた。UVA照射(5mW/cm^2)では6J/cm^2の照射量にて,UVB照射10.1mW/cm^2)では0.6mJ/cm^2にてそれぞれ約20%の細胞生残率であり,以下この照射量を用いた。突然変異細胞の選択薬として6ーthroguanine(6ーTG,Sigma)を用いた。10^6個/シャ-レの細胞にHpDIを接触させ,ADL照射した群,UVAまたはUVBのみを照射した群に分け,10^6個/シャ-レに分注し培養を続けた。この継代培養開始時を突然発現時間の0日目とした。継代培養0,2,4,6,8,9日目に細胞を取り出し,10^5個/シャ-レに分注し,5μg/mlとなるよう6ーTGを加え14日間培養した。同時にコロニ-形成法にて細胞生残率を求めた。UVB照射群における突然変異発現は4日目より増加し,6日目より9日目までほぼ一定であった。HpDI+ADL照射群およびUVA単独照射群の突然変異発現は9日目まで10^5個生細胞当たり8.0±52個とほぼ一定であり,無処理の対照群と変化なかった。HpDIを用いた光力学的作用には明らかなmutagenie activityは認められなかった。臨床的には,40例の難治性膀胱癌に対して光力学的治療を施行したがmutationを示唆する所見は認められなかった。ヒト膀胱癌由来培養細胞株KKー47細胞を用いて以下の実験を行った。光感受性物質はHpDI(Queen Eli3abeth Hospital,Australia)を,培養液はEーaglc MEM(日水製薬)に10%中胎児血清(Microbiological Association,U.S.A)を加えたものを,照射光源はアルゴン色素レ-ザ-光(ADL,630nm,Spectionーphysics)およびUVA;300ー430nm,UVB;280ー320nm,東芝医療用機器株式会社,MーDMRー1)を用いた。

HPDIは培養液にて希釈し,細胞毒性,突然変異発現率はコロニ-形成法にて行った。HpDIは処理3時間で細胞毒性が認められない40ug/mlを用い,HpDI処理後ADL1mW/cm^2,2分間照射(0.12J/cm^2)での細胞生残率は22%であり,以下この条件を用いた。UVA照射(cmW/cm^2)では6J/cm^2の照射量にて,UVB照射(0.1mW/cm^2)では0.6mJ/cm^2にてそれぞれ約20%の細胞生残率であり,以下この照射量を用いた。突然変異細胞の選択薬として6ーthioguanine(6ーTG,Sigma)を用いた。10^6個/シャ-レの細胞にHpDIを振触させADL照射した群,UVA又はUVBのみを照射1E群に分け,10^6個/シャ-レ上分注し培養を続けた。この再速養開始時を突然変異発現時間の0日目とした継代培養0,2,4,6,8,6ーTGを加え14日間培養した。同時にコロニ-形成法にて細胞生残率を求めた。UVB照射群における突然変異発現は4日目より増加し,6日目より9日目までほぼ一定であった。HpDeADL照射群およびDA単独照射群の突然変異発現は9日目まで10^5個生細胞当たり8.0±5.2個とほぼ一定であり,無処置の対照群と差異は認めなかった。HpDIを用いた光力学的作用には明らかなmutagenie actinityは認められなかった。また臨床的にも,上皮内癌を主とする40例の難治制膀胱癌に対して光力学的治療を行ったがmutation発現を示唆する所見は認められなかった。
NotchシグナルによるCX3CR1陽性小腸粘膜固有層細胞の分化制御

我々はCD11c陽性細胞に特異的なRbpjの欠損で小腸粘膜固有層のCX_3CR1^+sLPCが消失し、CD11c^<low>sLPCが出現することを見出してきた。本研究によりCX3CR1+sLPCの分化に重要なNotch-RBP-Jシグナルの責任受容体はNotch1と2であり、腸管上皮細胞からのリガンドは必須ではないことが示唆された。また、CD11c<low> sLPCは、内在性Rbpjの欠損により出現し、CX_3CR1^+sLPCと同じCX_3CR1^+単球から分化すること、細胞系列は類似するがCX_3CR1^+sLPCの前駆細胞ではなく、分化が偏向した細胞であると考えられた。これらの結果から、Notch1,2-RBP-JシグナルはCX_3CR1^+sLPCの分化制御を通じて、腸管免疫応答の恒常性維持に寄与していると考えられる。小腸粘膜固有層(sLP)の抗原提示細胞のサブセットの分化を特異的に制御する転写因子は十分明らかではない。我々は、分化制御を担う転写因子として、canonical Notchシグナルに必須の転写因子RBP-Jに着目し、CD11c-Cre RbpjF/Fマウスにおいて管空側の抗原を取り込む機能を有したCX3CR1+ sLPCが欠損し、CD11clow sLPCが出現すること見出してきた。本研究では、CX3CR1+ sLPCの分化に重要な責任受容体はNotch1,2であることを明らかにした。また、単球を試験管内において、Delta like-1 (Dll1)またはJagged1(Jag1)、およびM-CSF存在下で培養すると、リガンド非存在下と比較してCX3CR1+ sLPC様細胞を優位に誘導することができる。しかし、上皮細胞特異的なリガンド欠損マウスにより、腸管上皮細胞からのDll1, Jag1リガンドは必要ないことが示唆された。さらに、内在性Rbpjの欠損により出現したCD11clow sLPCは、CX3CR1+ sLPCと同じCX3CR1+単球から分化しているが、培養してもCX3CR1+ sLPCに変化しないことより、CX3CR1+ sLPCの前駆細胞ではないことが示唆された。CD11c-Cre RbpjF/FマウスにT細胞依存的大腸炎モデル、腸管寄生性線虫の感染モデルを適応したが、顕著な変化を認めなかった。よって、CX3CR1+ sLPCとCD11clow sLPCは細胞系列・機能が類似した細胞であると考えられるが、Notchシグナルの欠損により、異なる性質の細胞に分化が偏向したと推測できる。以上の結果から、Notch1,2-RBP-JシグナルはCX3CR1+ sLPCの分化を制御することを通じて、腸管免疫応答の恒常性維持に寄与していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
進化・再利用型造形技術に基づくグローカル循環式ものづくり基盤の構築

3Dプリンタ等のものづくり機器の普及により,一般利用者が実物の試作を独力で行える環境が整ってきた。この技術の進展には,少品種大量生産を想定した従来型のものづくりから,個人の特徴や感性を反映した個性的なものづくりを支援する,新たなデザインおよび演出手法の開発が必要である。本課題では,利用者の感性や嗜好に基づいて既存の3Dデータの形状や質感を個性化し,地域の環境情報を造形過程に組込む新たなものづくり技術を開発する。さらに,触感や香りなどの多感覚情報を融合しながら,デジタル情報を可視化・演出する要素技術を実装するとともに,実用的な分野のシステム開発と評価をとおして,開発した技術の有効性を検証する。平成27年度は,本課題の基盤となる要素技術とその応用システムに関する設計と開発,および有効性を検証するための初期評価を行った。主な実績は以下のとおりである。1.要素技術の設計と開発:3次元モデルを3Dプリンタ等の機器で実体化する時に,使用する材料の選択やその消費量を極小化するためのデータ定義を,モデルの設計時に行える親環境型造形法を開発した。また,設計した3Dモデルに対して,視覚情報で強調表示したり,触感や香り等で演出効果を付加したりする環境提示型展示・演出手法を設計・開発した。さらに,これらの機能を効率よく利用できるようにするために,拡張現実や空中映像提示技術などに基づくユーザインタフェース構成法とクラウドを用いたデータ共有機構の設計と実装を行った。2.応用システムの設計と開発:身近な素材や製品を用いた3次元モデル試作システム,制作者の感性や個性に応じた表現が可能なイラスト制作システム,ネットワーク管理者の業務をマルチモーダルな操作環境で支援する技術者支援システムを題材として,1で実現した要素技術を基盤に応用システムを設計・開発した。3.応用システムの単体試験,検証および成果のまとめ:2で開発した応用システムの単体試験を実施して,要素技術の機能・性能について評価・検証を行った。また,本課題の技術的背景と研究目的,開発した要素技術と応用システムの構成,および評価結果等をまとめ,IEEE ICCE-TW国際会議(2015年6月),BWCCA国際会議(2015年11月),情報処理学会IOTSシンポジウム(2015年11月)等,国内外での学会にて発表し,専門分野の研究者からの意見聴取を行った。平成27年度は本課題の初年度であり,研究の基盤となる各種の要素技術に焦点をあてて機能仕様の設計,実装方法の考案,試作システムの開発を行い,それらを検証・評価するために複数の応用システムを開発して実験を行った。研究実績の概要の項目1および2に記載したように,当初の計画に掲げていた要素技術について基本設計とその実装を行い,それらを用いた応用システムの試作と評価をとおして,開発した手法の有用性を確認することができた。これらの成果については,7編の査読付き学術論文(発表予定3編を含む),および8編の査読なしシンポジウム・研究会論文および講演として発表を行った。要素技術の研究開発については,ほぼ当初の計画どおりに進めることができた。応用システムの開発においては,成果発表を行った2つの国際会議(ICCE-TW2015,BWCCA2015)においてBest Paper賞を受賞するなど,研究内容についても高い外部評価が得られている。以上の成果は,3名の分担者と常に進捗確認を行いながら研究活動を実施した結果であり,今後も,これまでの取り組みの継続とさらなる改善を念頭に,目標遂行に向けて鋭意努力する所存である。平成28年度は,平成27年度に開発した要素技術と応用システムの有効性を実証的に評価・検証するための実験環境を構築し,機能性および性能面から評価実験を実施した。また,実験結果の検証に基づいて,要素技術とシステム化手法の改良を行い,これらの成果を国内外の学会で発表・公開して専門家による評価を受けた。主な成果は以下のとおりである。1.実験環境の構築:平成27年度に開発した3次元造形システムについて,描画物体の空中投影機能および身振り動作による操作機能を新たに実装し,初心者から経験者まで,多様な被験者による実験が可能な造形実験環境を構築した。また,プロジェクション型投影機能を追加実装することで,当初の研究目的の主要項目の1つである環境提示型展示・演出法に関する評価を可能にした。さらに,実験システムをネットワーク上で利用するときの性能を監視・計測するために,非同期メッセージング機構に基づく分散型実験環境を構築した。2.応用システムの評価:2次元イメージの調和配色デザイン,3次元モデルの造形デザイン,ネットワーク管理業務に関する構成情報可視化による技術者教育支援を題材として,1で構築した環境を利用した評価実験を行い,機能および性能面から検証を行い,さらなる機能改善・強化を実施した。3.研究成果の公開:上記項目1で構築した実験環境の技術的な新規性,2で実施した応用システムの実験内容と検証結果,および将来に向けての技術課題についてまとめ,IEEE ICCE-TW国際会議(2016年5月),CISIS-2016国際会議(2016年7月) ,NBiS-2016国際会議(2016年9月),情報処理学会IOTSシンポジウム(2016年12月)等,国内外での学会にて成果発表を行い,専門分野の研究者による評価を受けるとともに意見聴取を行った。平成28年度は,前年度に開発した要素技術とそのシステム化の成果に基づき,それらの機能・性能面からの実験評価と分析を行いながら,さらなる改善と拡張を念頭に研究活動を行った。研究実績の概要の項目

1および2に記載したように,基本的な実験ができる環境を整備し,複数の応用システムの開発とそれらの評価実験をとおして,開発した手法や応用システムの有用性を確認することができた。これらの成果については,13編の査読付き学術論文(発表予定6編を含む)として公開するとともに,12編の国内学会・研究会における講演および国際会議招待講演をとおして発表した。特に,応用システムの開発とその実験評価に関する成果発表を行った国際会議(CISIS-2016,NBiS-2016)では,システムの完成度に関して高い外部評価が得られており,これらの成果は当初の計画を上回るものである。一方,評価実験の内容に関しては,一部を次年度へ移行したものもあったため,全体の進捗としては,おおむね順調に進展していると判断した。今後も,これまでの取り組みの継続とさらなる改良および研究内容の高度化を念頭に,目標遂行に向けて鋭意努力する所存である。平成29年度は,平成28年度に開発・評価を行った応用システムの改良と機能拡張,および新たな応用システムの設計・開発を行い,学内外の関連組織と連携して,グローバルかつ専門的な観点から実験と検証を行った。これらの活動に関して,実装方法やシステムの汎用性と実用性,一般利用者への適用可能性について検証し,国際会議および国内の学会で成果発表を行うとともに,国際学術誌へ論文投稿を行い,研究を総括した。主な成果は以下のとおりである。1.応用システムの改良と評価:平成28年度に開発した調和配色デザインおよびネットワーク構造可視化の両応用システムについて,実用的な作品制作や実稼働するネットワーク環境を題材にして総合的な評価実験を行った。実験結果に関して,先行・関連研究と比べた時の機能および性能面での優位性と実用性について検証を行った。2.新規システムの開発と評価:高齢者福祉や自家用車の運転者支援等を題材として,環境や生体をセンシングし,熱中症罹患や不注意による事故の危険性を察知し,本プロジェクトの中で開発してきたメディアを介してフィードバックする新たなシステムを開発し,評価実験を行った。3.研究成果の公開と総括:上記項目1で検証した実験結果の技術的な有意性,2で実施した新規システムの開発および実験内容と検証結果,および研究課題全体をとおした将来に向けての展望と技術課題についてまとめ,IEEE ICCE-TW国際会議(2017年6月),CISIS-2017国際会議(2017年7月) ,BWCCA-2017国際会議(2017年11月),EIDWT-2018国際会議(2018年3月),電気・情報関係学会九州支部連合大会(2017年9月)等,国内外での学会にて成果発表を行うとともに,関連分野の国際学術誌であるInt. J. Space-Based and Situated Computing誌(2017年第3巻に掲載済)に論文投稿を行い,研究を総括した。3Dプリンタ等のものづくり機器の普及により,一般利用者が実物の試作を独力で行える環境が整ってきた。この技術の進展には,少品種大量生産を想定した従来型のものづくりから,個人の特徴や感性を反映した個性的なものづくりを支援する,新たなデザインおよび演出手法の開発が必要である。