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字余りの史的研究

日本の古典的な韻文においては、字余り句は一般に母音連続をその中に含んでいること、また、字余り句の多くは奇数句に見られ、偶数句には相対的に少ないことが知られている。従来、この現象は古典に特有なものと考えられ、その変化は日本語の音節構造や韻文の唱詠法の変化によるものと考えられてきた。本研究は、近現代和歌まで調査範囲を拡大しつつ日本語音韻史の立場から再検討を加え、日本の韻文に通底する4拍子のリズムの観点から、一元的に説明が可能であることを示したものである。24年度は、前年度にひきつづき、従来の研究史を総括するための資料の収集と整理、諸情報のコンピュータ入力を行った。基礎資料となる和歌データベースに関しては、とくに与謝野晶子の初期作品から晩年までの作品を重点的に入力し、さらに与謝野鉄幹・正岡子規等による、所謂「短歌革新運動」の前後の諸作品を選択してテキストファイル化を推進した。また、引き続き学会・研究会において意見交換を積極的に行うとともに資料調査を継続した。以上の作業を通じて以下のような事象を再確認した。すなわち、和歌の字余り句は5音句ならびに結句に多く、結句以外の7音句には相対的に少ないこと(短歌形式にあっては第1句・3句・5句対第2句・4句、旋頭歌にあっては第1句・3句・4句・6句対第2句・5句、長歌にあっては奇数句・結句対偶数句)、その傾向は万葉集から近代初期まで基本的に維持されること、短歌革新運動前後を境にその傾向が消えていること、等である。上記のような分布差は、韻文の持つリズムに由来するものと思われ、またその分布差が消えるのは唱詠から朗読・黙読へといった韻文享受のスタイルの変化と無関係ではなさそうである。従来、主として古典的韻文を中心に調査・分析が進められてきた字余り現象につき、考察対象を近現代の韻文にまで広げ、古今を通じて一貫する部分と、明らかに変化する部分を慎重に見極め、日本語音韻史、韻律論の立場から、立論の基礎固めを行ったところである。最終年度は、与謝野晶子の初期作品から晩年までの作品と、与謝野鉄幹・正岡子規等による、所謂「短歌革新運動」の前後の作品のテキストファイル化を行った。論文公刊に向けて、その基礎資料となる和歌データベースの完成を目指したが、残念ながら完成には至っていない。学会・研究会における意見交換は継続して行っているところである。日本の韻文における字余り句は、5音句ならびに結句に多く、結句以外の7音句には相対的に少ないことが先行研究ですでに明らかにされている。また、字余り句には原則として句中に単独母音音節が含まれていること、その法則性が12世紀中葉を堺に乱れていることも明らかにされている。その分布の要因を古代歌謡の唱詠法に帰し、乱れの要因をシラビームからモーラへという「音節構造」の史的変化に帰するのが日本語史研究の主流である。筆者は考察対象を近現代の韻文にまで広げ、日本語音韻史・韻律論の立場からあらためて調査・考察し、分布については万葉集から近代初期まで基本的に維持されていること、および、短歌革新運動前後を境にその傾向が消えていることを確認した。また、このような分布差が、韻文の持つリズムに由来すること、またその分布差が消えるのは唱詠から朗読・黙読へといった韻文享受のスタイルの変化と密接に関わることも確証を得ている。乱れについては、句中の母音音節のみを対象に調査すれば確かに12世紀中葉頃に変化が見られるものの、撥音の音韻的確立やハ行転呼といった当時の日本語音韻史上の変化を念頭に置けば、必ずしも破調の歌が急激に増えているわけではないことが判明する。なお、与謝野晶子は自作唱詠の音源を残しているが、そのリズムは独特であり、それがいつ頃どのような経緯で獲得されたものであるかは明らかにされていない。これについても資料調査を継続して行っているところである。23年度は、従来の研究史を総括するための資料の収集と整理、諸情報のコンピュータ入力を推進した。既存の改変可能のデータベースを活用しつつ、目的に即したデータベースの構築に着手し、鋭意入力を進行した(現在進行中)。その際、近世から近代に至る膨大な和歌のうち、各時代の特性を最もよく体現しているとみなされるものを先行諸文献に学びつつ選定し、テキストファイル化を行った。近代初期については、とくに与謝野晶子の全歌をテキストファイル化し、データベースの構築をめざした。与謝野晶子の活躍した時代は、研究目的の欄に記した字余り句の偏在が消えるターニングポイントに跨っており、彼女自身も大胆な字余りを多用した初期作品から極端にそれを避ける晩年作品へと興味深い作風の変化を見せるからである。また、全国誌「国語と国文学」2011-08に「音韻史と字余り」と題する論文を掲載した。

従来、主として古典的韻文を中心に調査・分析が進められ、シラビームからモーラへといった「音節構造」の史的変化や、古代的唱詠法との関連が議論されてきた「字余り」現象につき、考察対象を近現代の韻文にまで広げ、古今を通じて一貫する部分と変化する部分を慎重に見極め、日本語音韻史、韻律論の立場から、新たな通史的な研究を推進しようとしたものであり、本科研のテーマに沿ったものである。学内業務に多くの時間を取られ、全体として遅滞気味であることを認めざるを得ないが、資料収集、データベース構築、論旨の再検証は粛々と継続しており、最終年度には予定通りの成果をげるべく努力しているところである。データベース構築の作業の進行が予定を下回ったため。年度当初は論文執筆に力点を置き、データベース入力の準備作業を中断。再開後も入力方針に変更すべき点が見つかったため、予定していた学生アルバイトによる入力が行えなかった。引き続き資料の収集・整理、諸情報のコンピュータ入力を推進するとともに、構築したデータベースを活用して従来の研究に再検討を加え、論文を作成する。当該問題をシラビームからモーラへといった「音節構造」の史的変化に結びつけること、あるいは古代的唱詠法との関連で論じることの妥当性を検証し、日本の韻文に通底するリズムや、唱詠から朗読・黙読へといった和歌享受のスタイルの変化を総合し、字余りの史的ダイナミズムを簡潔に描き出す計画である。また、与謝野晶子の作風の変化はそのターニングポイントと重なっており、そこを軸に、短歌革新運動の前後の変化と不変化を慎重に見極めていく予定である。今後ともひきつづき従来の研究史を総括するための資料の収集と整理、諸情報のコンピュータ入力を推進する。また、既存の改変可能のデータベースを活用しつつ、目的に即したデータベースの構築を鋭意推進する。とくに与謝野鉄幹・正岡子規等による所謂「短歌革新運動」の前後の諸作品のテキストファイル化を推進し、データベースの構築をめざす。その過程で得られた知見に関しては、しかるべき場で随時発表し、批判をもとに再検討を順次行っていく。謝金:学生アルバイトによる入力作業旅費:首都圏への調査旅行および学会・研究会での情報収集物品費:歌論書関係図書の収集謝金:学生アルバイトによる入力作業旅費:首都圏への調査旅行および学会・研究会での情報収集物品費:歌論書関係図書の収集
相互行為としての社会化-叱り方

1.調査の概要(1)目的-子どもの社会化、とくにしつけの局面における親子(父、母、子)の相互行為の実態を明らかにすること。(2)対象-武蔵野市と長野市の小学5年生(271名)、中学2年生(208名)それぞれの親(父母、合計952名)から回答を得た。(3)方法-質問紙によるアンケート調査(一部で投影法を用いた)。2.調査による主な知見(1)親の産育意識-育児の苦労や次の社会を担う世代という意識が強く、今や親の都合や家の存続を前提とした観念は薄くなっている。(2)親の子どもへの期待像、子ども自信の期待像-「やさしい子ども」をあげる回答が最も多いが、親子のズレも多く見られた。(3)子どもの将来の理想像-親子ともに「幸せな家庭生活」をあげるものが最も多い。(4)親の親子観-「子どもを独立した人格」と見なす回答が最も多かったが、父親の親子観が相対的に未分化なのにたいして、母親のそれには依存と干渉、放任と独立というカテゴリーがより明確に意識されている。(5)親子のコミュニケーション関係-子どもは母親に比べて父親に対して、あまり話しかけないし、また、自分の話をきいてくれるとも思わないこと、さらに、相互理解という点でも父親は疎遠な存在である。(6)しつけの担い手-母親が主たる担い手となっている。(7)しつけの重点-父親は「礼儀作法」「勉強」「ものを大切に」、母親は「勉強」「礼儀作法」「家事」の順に多くあげる。(8)叱り方-父親では「怒鳴る」が「よくわかるように説明する」を上廻り、母親では「小言やぐちを言う」を多くあげる傾向がある。(9)叱り言葉-「早くしなさい」が親の言葉として最も多いが、子どものあげる叱られ言葉との間にギャップがある。(10)ほめ言葉-親は子どもの学業成績に関してほめている言葉が目立つ。(11)慰め言葉-親は子どもにリターンマッチをすすめる言葉を多く発する傾向があり、親子のギャップがある。本研究は日本人の行為の規制原理を大きく規定する「社会化」の過程における「しつけ行為」に研究の焦点をあて,とくに「しつけ」を親と子の相互行為とみることによって,その実態を探ろうとするものである.本研究は二年間にわたる継続研究であり,昭和62年度はその一年目として,予備調査を行なった.主たる調査は,東京郊外の五日市市と国立市の小学生高学年,中学生,その父親,母親のセットを対象(五日市市,小学生52セット,中学生71セット,国立市,小学生45セット,中学生24セット,計192セット)とし,アンケート調査によって,昭和62年12月に実施した.その主な知見を次にまとめておく.1.親の子供期待像と子供の志向像.両者ともその一位は「明るい元気な子供」で一致したが,二位は親が「素直な子供」「人に迷惑をかけない子供」をあげ,子供が「仲間に人気のある子供」をあげ,そのズレが見られた.2.子供の將来像.親と子供ともその一位に「幸せな家庭生活をおくる人」をあげ一致したが,親の四位に「広く社会のためにつくす人」があがり,子供の五位に「経済的に豊かな生活をする人」があがって,そのズレがあった.3.しつけの担い手.圧倒的に母親である.4.親子のよい理解関係.母と子の線に強く傾く.5.叱り方.一位は「その場でよく分かるように説明する」,二位「怒鳴る」が親子とも一致. 6,親の叱り言葉.「はやくしなさい」「いいかげんにしなさい」「やる事をやってからしなさい」の順で多い.7.子供の叱られ言葉.父親の場合,「うるさい」「言いわけをするな」など高飛車な言葉が目立つ.8.ほめ言葉.「がんばったね」「やればできるんじゃない」「良くできたね」の順で多い.9.親の子供観.親子一体型と親子別体型に分極化する傾向がある.昭和63年度は細〓研究の二年目にあたり,対象地点を変えて本調査を行う計画である.1.調査の概要(1)目的-子どもの社会化、とくにしつけの局面における親子(父、母、子)の相互行為の実態を明らかにすること。(5)親子のコミュニケーション関係

-子どもは母親に比べて父親に対して、あまり話しかけないし、また、自分の話をきいてくれるとも思わないこと、さらに、相互理解という点でも父親は疎遠な存在である。(6)しつけの担い手-母親が主たる担い手となっている。(7)しつけの重点-父親は「礼儀作法」「勉強」「ものを大切に」、母親は「勉強」「礼儀作法」「家事」の順に多くあげる。(8)叱り方-父親では「怒鳴る」が「よくわかるように説明する」を上廻り、母親では「小言やぐちを言う」を多くあげる傾向がある。(9)叱り言葉-「早くしなさい」が親の言葉として最も多いが、子どものあげる叱られ言葉との間にギャップがある。(10)ほめ言葉-親は子どもの学業成績に関してほめている言葉が目立つ。(11)慰め言葉-親は子どもにリターンマッチをすすめる言葉を多く発する傾向があり、親子のギャップがある。
強相関電子系における多自由度の競合とマルチクリティカリティ

複数の秩序状態が競合して多重臨界点をつくる物質として、Ba^<1-x> Sr^xV^<13>O^<18>、La^5M^<o4> O^<16>を新たに見出し、その多重臨界点付近において、特徴的な物性を見いだした。さらに、MnV^2O^4の磁場下熱伝導度測定の結果から、転移点付近でスピン揺らぎと軌道揺らぎがともに臨界的に増大している振舞いを明らかにした。また、ぺロブスカイト型マンガン酸化物における電子相分離について、ローレンツ顕微鏡法を含めた電子線回折実験によって明らかにした。Ba1-xSrxV13018の電荷/軌道整列とマルチクリティカリティAV13018(A=Ba, Sr)は、Vと0がNaCl構造から規則的に欠損した構造をとる。すなわちVは規則的に欠損したfcc構造をとる。この物質の多結晶試料を作製し、その電気抵抗と帯磁率を測定したところ、SrV13018では270Kで、BaV13018では210Kで、それぞれ異常が起こることが明らかになった。しかし、低温の構造解析の結果、この2つの低温相は全く異なることが分かった。SrV13018もBaV13018も高温では、中心Vの周りをV四量体(三量体2つが辺でつながったもの)6つ(2つずつが等価)が取り囲む構造をしている。すなわち、13個のVが中心V1つと3つの非等価な四量体に分かれる。SrV13018の低温相では、放射光x線粉末回折実験より、中心Vと2つの四量体から1個ずつのVによって新たに1つの三量体が形成され、V1個をとられた2つの四量体は2つの三量体へ変わり、1つの四量体が残るという、「3つの三量体と1つの四量体」という状態となることが分かった。一方、BaV13018では、放射光x線粉末回折実験では転移温度の上下で大きな変化は見られなかったが、電子線散乱実験の結果、0 1/2 1/2の超格子が現れることが明らかになった。その詳細は明らかではないものの、なんらかの電荷整列相転移であることが予想される。さらに、この2つの混晶系Ba1-xSrxV13018を作製した結果、この2つの相はx=0.3あたりで競合し、SrV13018の相がBaV13018の相よりも低温相として張り出した相図をとることが分かった。特に、相境界付近の物質は、帯磁率の相転移での減少が大きい等、相境界特有の振る舞いを示すことが分かった。(1)Ba1-xSrxV13018の電荷整列/三量体相転移とマルチクリティカリティV三量体相転移を起こすSrV13018と電荷整列相転移を起こすBaV13018の混晶系を作製して、2つの相転移のマルチクリティカリティに関しての研究を行った。その結果、三量体相が電荷整列相の低温側に潜りこんだ相図をとることを見いだした。また磁化率において、2相が競合する領域で、電荷整列によって一度上昇した磁化率が、三量体相転移とともに大きく減少する様子を観測した。さらに、熱起電力は高温相では負の値をとり、電荷整列で絶対値が上昇し、三量体相転移では逆に符号が正に変化すること、2相が競合する領域では、熱起電力が温度とともに負の大きな値から正の値へ激しく変化することを見いだした。(2)Ba1-xSrxV10015の軌道/スピン整列とマルチクリティカリティBaV1015は130K付近で軌道整列を伴うV三量体相転移を起こし、40Kで反強磁性相転移を起こすが、SrV10015は三量体相転移を起こさず、30K付近で反強磁性秩序らしい相転移が磁化率やNMRで観測されている。この混晶系を作製した結果、x=0.07付近で三量体相転移が消失することを見いだした。また、相境界付近で電気抵抗の温度依存性に奇妙な履歴現象を見いだし、相転移に伴って試料内部に不均一な構造が発生するモデルを考察した。(3)MnV2-xAlxO4の軌道/スピン整列とマルチクリティカリティMnV204は57Kで軌道整列とスピン整列が同時に起こるが、VサイトをAlで置換するとスピン整列はそのままで軌道整列のみが消失することが知られている。この物質の熱伝導度を測定した結果、MnV204で観測された転移温度以下での熱伝導度の増大が、Alドープした試料では消えることが分かった。

このことは、熱伝導度が軌道揺らぎ/整列によって支配されていることを示している。MnV2-xAlxO4の軌道/スピン整列とマルチクリティカリティMnV2O4は57Kで軌道整列とスピン整列が瞬時に起こるが、VサイトをAlで置換するとスピン整列はそのままで軌道整列のみが消失することが知られている。これらの物質の磁場下で熱伝導を測定した結果、軌道整列の転移温度の直上で熱抵抗率が磁場とともに上昇、すなわち正の磁気熱抵抗が起こるが、転移温度以下で負の磁気熱抵抗に変化することを見いだした。またこの結果が、スピンと軌道が双二次で結合したランダウモデルを考慮することにより、軌道感受率の磁場による増大として記述できることを明らかにした。以上の研究から、スピン揺らぎと軌道揺らぎの臨界点付近での振舞いが、実験的・理論的に明らかになった。La5Mo4-xCoxO16の面間強磁性-反強磁性のマルチクリティカリティLa5Mo4O16では、Mo4+(4d2,S=1)とMo5+(4d1,S=1/2)が正方格子上をチェッカーボードに配列している。190Kで、これらのスピンが正方格子面上でフェリ磁性に整列し、その面内のモーメントが面間では反強磁性的に整列すること、さらに温度を下げると70Kで面間方向が強磁性配列に相転移することを見いだした。また、反強磁性相で磁場を印加すると0.5T程度で強磁性配列に転移すること、それに伴う特徴的な磁気抵抗を見いだした。さらに、このMoの一部をCoに置換すると、反強磁性相での磁気抵抗に数100秒程度の緩和現象が起こることを見いだした。これは、強磁性秩序と反強磁性秩序が競合していて、磁化が有限の状態から基底状態磁化ゼロの状態へ戻る際に、様々な磁化ゼロ状態を経由して最終的な基底状態へ落ち着くことに由来すると解釈される。この現象は、強磁性と反強磁性の臨海点付近での新奇な物性であると考えられる。
軟骨細胞/アルギン酸ファイバーによる3次元編み構造培養軟骨の創製技術の開発

広範囲の軟骨欠損修復のために,欠損に合わせた培養軟骨の成型を可能とし,また軟骨組織特有の網目構造組織の形成を促す技術が求められる.そのため,ファイバー化させた軟骨細胞/アルギン酸複合体を編み構造として集積する装置を開発する.作製した軟骨細胞/アルギン酸3次元編み構造体に対する多光子励起顕微鏡によるコラーゲン構造解析と細胞外基質量の生化学分析により,編み構造体の作製条件の最適化を行う.また,培養した編み構造体の力学特性を評価し,細胞外基質構造と力学特性との関連を評価する.広範囲の軟骨欠損修復のために,欠損に合わせた培養軟骨の成型を可能とし,また軟骨組織特有の網目構造組織の形成を促す技術が求められる.そのため,ファイバー化させた軟骨細胞/アルギン酸複合体を編み構造として集積する装置を開発する.作製した軟骨細胞/アルギン酸3次元編み構造体に対する多光子励起顕微鏡によるコラーゲン構造解析と細胞外基質量の生化学分析により,編み構造体の作製条件の最適化を行う.また,培養した編み構造体の力学特性を評価し,細胞外基質構造と力学特性との関連を評価する.
ErbBファミリー輸送分解分子群による乳がん悪性化機構の解明

予後不良乳癌ではErbB2およびErbB3からなるヘテロダイマーの発現が頻繁に認められ、乳がん悪性化形質発現に機能している。ヘテロダイマーを分解しシグナル停止する受容体輸送・分解系の不活性化が乳がんの悪性化に関与する可能性を調べた。ヘテロダイマー発現細胞を構築し、定常状態およびNRG1β刺激下におけるErbB3の分解経路について、プロテアソーム系またはリソソーム系のいずれかによって分解されるか検討した。ErbB3の分解は、定常状態ではプロテアソーム系およびリソソーム系の双方が、NRG1β刺激ではプロテアソーム系で分解をうけた。分解酵素候補遺伝子について、多数のユビキチン化酵素(E3)の関与を検討した。Nrdp1に加えて、さらに2種のE3の関与が判明した。一方、ErbB3の各種変異体を多数作成したところ、細胞質内でチロシンキナーゼ部位よりC末側の約100アミノ酸が分解に必要であることがわかった。予後不良の乳癌では、ErbB2およびErbB3からなるヘテロダイマーの発現が頻繁に認められ、乳がん悪性化形質発現に機能している。ヘテロダイマーを分解しシグナル停止する「受容体輸送・分解系」の不活性化が乳がんの悪性化に関与する可能性を調べた。Her2/ErbB3ヘテロダイマーを発現するMCF7細胞を構築した。定常状態およびNRG1β刺激下におけるErbB3の分解経路についての解析を行った。プロテアソーム系またはリソソーム系のいずれかによって分解される可能性を想定し、特異的阻害剤であるEpoxomicin(Epx)およびE-64-d/Pepを用いて検討を行った。定常状態でのErbB3の分解は、プロテアソーム系とリソソーム系の双方による分解の可能性が、NRG1β刺激条件下ではプロテアソーム系依存性の分解をうけることが示唆された。Her2/ErbB3分解酵素候補遺伝子(各種E3およびVPS4B等のESCRT蛋白)を導入した。HECT型、RING型のE3ユビキチン化酵素(E3)から、C-cbl, Cbl-b, Hakai, NEDD4-1, NEDD4-2, Itch, MARCH, Nrdp1, Triad3等を検討した。その結果、Nrdp1に加えて新たに2種のE3がErbB3を分解することが判明した。一方、ErbB3の各種変異体を多数作成し、同分子の分解に必要な部位を検討した。その結果、ErbB3の細胞質内領域中央のチロシンキナーゼ活性部位よりC末側の約100アミノ酸が分解に必要であることがわかった。予後不良の乳癌では、ErbB2およびErbB3からなるヘテロダイマーの発現が頻繁に認められ、乳がん悪性化形質発現に機能していると考えられる。「ErbB2/ErbB3」2量体(ダイマー)由来のシグナルは悪性化誘導能が非常に高い。一方、このヘテロダイマーを分解しシグナル停止する「受容体輸送・分解系」の不活性化が乳がんの悪性化に関与する可能性が想定される。本研究ではErbB2およびErbB3を不活化する輸送分解系と発がん・悪性化形質制御を明らかにし、乳がん制御の新たな分子基盤を解明することで、新しい分子標的の同定と特異的治療薬開発に道筋をつけることを目的とする。ヒト乳がん細胞株MCF7を用いて、ErbB3のリガンドであるNRG1β刺激をしたところErbB3は刺激によって分解が促進した。さらに刺激によるErbB3分解は、プロテアソーム系であることが示唆された。また、ErbB3の分解にはErbB3細胞質内領域の一部(アミノ酸部位1054-1153)が重要であることが分かった。ErbB3には、Grb2 binding siteが2か所存在(アミノ酸部位1199,1262)することら、この結合と分解の関連を検索した。結合に必要なチロシン(Y)をフェニルアラニン(F)に置換した変異体を作成したことろ、Grb2 bindig siteとはErbB3の分解調節に関与しないことが明らかとなった。

293T細胞を用いてユビキチン化アッセイを行ったところ、ErbB3をユビキチン化するE3ライゲースとして既知のNrdp1以外に、新たにNedd4,Aip4によってもErbB3のユビキチン化が引き起こされていることが判明した。従って、ErbB3の過剰発現には複数のE3の機能不全が関与する可能性があることが示唆された。
海水準上昇による侵食面およびラグ堆積物の形成過程-地球温暖化のアナロジーとして

水槽実験貝殻の堆積過程を明らかにするために,茨城県霞ヶ浦周辺地域に分布する上部更新統下総層群木下層から採取した海進ラグ堆積物を構成している貝殻化石(Glycymeris,Asonomarocardia,Protothaca,Tresus,Mactra,Mercenaria,Gomphina,Donax)を使用して,2次元造波水槽で堆積実験を行った.村越・上村(1997)が求めたラグ堆積物形成波浪条件を参考に,周期12秒,波高48cmの波を発生させた2次元造波水槽に貝殻化石を投入して埋積過程を観察したところ,埋没姿勢に関して,(1)貝殻の長径は流れに対して70%が直交する(2)波の進行方向に対してわずかに(23゚)インブリケートする,という特徴がみられた.X線CT画像の解析とファブリックCT画像から3次元画像を作成し,貝殻化石のファブリックを計測した.Allen(1988)や水槽実験で得られた結果を加えて解析した.外洋環境でのラグ堆積物を構成している化石貝殻層は4層認められ,それらのファブリックのデータからは下位から,潮汐流→2種類の振動流→潮汐流+上げ潮流→潮汐流+沿岸流,と変化したことがわかった.貝殻層の形成に伴って若干深海化したことが示唆される.湾側環境のラグ堆積物からは,潮汐流+下げ潮流の影響がみられた.これらの結果から,貝殻化石のファブリックはラグ堆積物が形成された海進時の堆積環境の営力の変遷をよく反映していると考えられる.シークェンスとの対応海進に伴って形成されるラグ堆積物中の貝殻のファブリックは,バリア島の外洋側と湾側とでは流れの違いを反映して異なる.とくに外洋側で営力に違いがみられ,それは海面上昇に伴って堆積環境が変化するというシークェンスの枠組みに整合的であった.野外調査およびサンプリング茨城県南部の行方台地に分布する上部更新統下総層群木下層中にみられる海進面の直上に発達する,貝殻を含んだラグ堆積物を露頭からブロックで採取した(各サンプルは約20cm立方).サンプル採取地点はそれぞれ,外洋側・潮流口の古環境を示す.露頭での観察により,これまで1枚のラグ堆積物と考えられていた堆積物が,何枚かのラグ堆積物の集合体であり,さらにそれぞれに含まれる貝化石の組成やオリエンテーションが異なっていることがわかった.したがって,ラグ堆積物の形成には何回かの侵食・堆積イヴェントが関与したと推定される.水槽実験既存の2次元水路に造波器を新たに制作し,波を起こせるようにした.これを用いて,Spisulaspp., Glycymeris sp.など代表的な貝殻を用いて振動流中での動きと停止姿勢について基礎的な実験を行ったが,定量化に至っていない.実験では波の波長や周期との関連を主に観察したが,貝の形が流れに影響を及ぼすので,局所流速などを測定する必要がある.資料調査採取したサンプルブロックに含まれる貝化石のオリエンテーションを3次元でかつ非破壊で調べるために,地質調査所所有のX線CT装置を使用して画像データとしてデータ化した.今後,これをもとにして画像処理を行い.貝殻の種類と形そのオリエンテーションから,堆積時の環境と営力を復元する.水槽実験貝殻の堆積過程を明らかにするために,茨城県霞ヶ浦周辺地域に分布する上部更新統下総層群木下層から採取した海進ラグ堆積物を構成している貝殻化石(Glycymeris,Asonomarocardia,Protothaca,Tresus,Mactra,Mercenaria,Gomphina,Donax)を使用して,2次元造波水槽で堆積実験を行った.村越・上村(1997)が求めたラグ堆積物形成波浪条件を参考に,周期12秒,波高48cmの波を発生させた2次元造波水槽に貝殻化石を投入して埋積過程を観察したところ,埋没姿勢に関して,(1)貝殻の長径は流れに対して70%が直交する(2)波の進行方向に対してわずかに(23゚)インブリケートする,という特徴がみられた.X線CT画像の解析とファブリックCT画像から3次元画像を作成し,貝殻化石のファブリックを計測した.Allen(1988)や水槽実験で得られた結果を加えて解析した.外洋環境でのラグ堆積物を構成している化石貝殻層は4層認められ,それらのファブリックのデータからは下位から,潮汐流→2種類の振動流→潮汐流+上げ潮流→潮汐流+沿岸流,と変化したことがわかった.貝殻層の形成に伴って若干深海化したことが示唆される.湾側環境のラグ堆積物からは,潮汐流+下げ潮流の影響がみられた.これらの結果から,貝殻化石のファブリックはラグ堆積物が形成された海進時の堆積環境の営力の変遷をよく反映していると考えられる.シークェンスとの対応海進に伴って形成されるラグ堆積物中の貝殻のファブリックは,バリア島の外洋側と湾側とでは流れの違いを反映して異なる.とくに外洋側で営力に違いがみられ,それは海面上昇に伴って堆積環境が変化するというシークェンスの枠組みに整合的であった.
e-Learningにおける学力評価モデルの標準化に関する研究

本研究の目的は、多肢選択式・穴埋め式・自由記述式等、性格や採点方法の異なるテストについて、教師や学習者で共有できる評価基準を明確にすることにある。そこで本研究においては、全ての出題形式のテストの学力評価を、知識の"広さ"を示す知識量と知識の"深さ"を示す理解度という2つのパラメータを用いて行うものとし、テストの解答から知識量・理解度・学習達成度を計算する学力評価モデルを定義した。多肢選択式問題については偶然の正答による加点の排除、穴埋め式問題については異なる観点からの出題による深い理解のチェック、自由記述式問題については文章中のキーワードや関連語句の登場頻度に基づいたモデルを構築したことが特徴である。これにより、出題形式で異なる評価結果の解釈の差異が吸収され、学習者や教員はテストの出題形式に依らない学力評価結果を得ることができる。特にe-Learningのような学習環境においては、教員が不在のケースも多々想定されるため、学習者が学力を自身で正確に判定できることが重要であり、本研究でそのための一方法を提案できた意義は大きい。また、多肢選択式問題の学力評価モデルをMoodleを用いて実装し、初級システムアドミニストレータ試験を対象としたシステム評価を行った。利用者は不特定多数の約200人で、アクセスログを解析することにより評価を行った。その結果、多肢選択式問題の特徴である偶然の正答による加点をある程度排除でき、本評価モデルによる学力評価の有効性を示すことができた。1.多肢選択問題学力評価モデルの実装知識の広さ(知識量)及び深さ(理解度)の観点から考案した学力評価モデルの実装を行った。プラットフォームにはCourse Manage Softwareの1つである"Moodle"を用いた。MoodleはLinux(OS)、Apache(Webサーバ)、MySQL(データベース)、PHP(インタプリタ)の環境で動作するGPL準拠のフリーソフトウェアであり、既に多肢選択問題の出題及び採点評価を行うためのモジュールが実装されている。この採点評価方式は配点の合計を求めるという従前の方法によるものであるため、このプログラムを我々が開発した方式に置き換えることにより学力評価モデルの実装を行った。2.情報処理コンテンツ開発多肢選択問題のコンテンツとして初級システムアドミニストレータ試験を取り上げ、同試験の午前問題5回分(平成14年秋季平成16年秋季約400問)の実装を行った。実装はやはりMoodle上で行い、上述のサーバで公開している。システムは登録すれば誰でも自由に利用できる形式にしており、現在40名強のユーザが登録を行っている。利用者数と利用実績が増加した段階で学習状況の分析を行う予定である。3.今後の計画研究開始当初は穴埋め問題、自由記述問題の学力評価モデルを本年度に開発し平成18年度に実装を行う予定であったが、Moodleを用いたシステム開発の実現可能性が不明だったため、平成18年度に予定していたシステム実装を多肢選択問題についてのみ前倒しし、実現性を先行して確認することにした。平成18年度は、穴埋め問題及び自由記述問題の学力評価モデルを考案し、実装を行う予定である。本年度は、多肢選択式問題と並び客観テストによく用いられる問題形式である穴埋め問題を対象とした学力評価モデルの検討を行った。穴埋め問題は用語等の意味理解を問うためにしばしば用いられる問題形式である。一方、用語の学習は名称等を単に丸暗記しても学習効果は薄く、用語の定義や性質・効果、他の用語との関連等を包括的に捉えることが肝要である。そこで本研究では、単なる正否による採点評価ではなく、知識量・理解度という2つのパラメータを定義し、習得した知識を広さ・深さの観点から測定する数理モデルを開発した。本モデルは、特定の用語を含む問題の正答数と、同じ用語を形式の異なる問題で問うた場合の正答数の情報を用いることを特徴とし、これにより多くの知識が深く定着しているか否かを測定する方法を示した。このモデルの詳細について、別紙に示す2件の発表を行った。

なお、研究計画では多肢選択式・穴埋め式の学力評価モデルを本年度に一括して実装する予定であったが、多肢選択式の学力評価モデルの実装を前倒ししたため、本年度は穴埋め問題の学力評価モデルの提案にとどまった。平成19年度は、穴埋め問題の学力評価モデルをMoodleに実装する予定である。また、自由記述式問題の採点評価モデルも実装し、モデルの正当性の評価を行う予定である。本年度は、自由記述式問題を対象とした学力評価モデルの検討、及びシステム評価(学力評価モデルの検証)を行った。本研究の特徴は、多肢選択式問題や穴埋め式問題など、異なる出題形式を持つテストに対し、知識量・理解度という共通のパラメータを用いた学力評価方法を提唱することにある。本年度は、自由記述式問題を対象とした知識量・理解度の計算方法を定義した。ここでは知識の広さや深さを、解答に現れる用語を用いて測定することとし、重要語句であるキーワードが文章に使用されたか否かを用いた。知識量は、問題文中で指定したキーワードそのものの登場頻度、理解度はキーワードと意味的に関連する用語の登場頻度を基に定義した。このことにより、既に学力評価モデルを定義した多肢選択式問題や穴埋め式問題と同様のパラメータを用いて学力評価を行うことが可能になることを示した。また、初級システムアドミニストレータ試験を対象としたシステム評価を行った。評価内容は、多肢選択式問題を用いた学力評価モデルの検証であり、CMSの1つであるMoodleの一部を書き換えたプログラムをサーバに載せ、不特定多数のアクセスログを解析することにより評価を行った。利用者は約200人であったが、多肢選択式問題の特徴である偶然の正答による加点をある程度排除でき、本評価モデルによる学力評価の有効性を示すことができた。
ナノスケールで構造を制御した高次元磁性フォトニック結晶の形成と線形・非線形光機能

本研究は1次元から3次元ナノスケール構造を人為的に形成した磁性構造体について,そのスピン依存線形・非線形光学特性を総合的に解明することで,3年間の研究期間内にスピン制御可能な新たな光材料の創製とそのマイクロ光磁気デバイスへの基礎的性質を探求しようとしたものである.(1)1次元磁性フォトニック結晶の形成とその線形・非線形磁気光学効果の測定昨年度までに,磁性体欠陥層を1層だけを加えた1次元磁性フォトニック結晶を作製し,その線形および非線形磁気光学効果の測定を行なった.今年度は,磁性体2層から成る構造の磁性フォトニック結晶を作製し,その線形の透過光スペクトルの測定,そして光パラメトリック発振による波長400nmから1800nmまでのレーザ光を利用し,第2次高調波発生と第3次高調波発生の非線形磁気光学効果の測定を行なった.その結果,光のバンドギャップの幅を可変できることを確認した.次に,2種類の誘電体薄膜の一方に磁性体ガーネット薄膜を使用した構造の結晶について調べた.この結晶では,フォトニック・バンドギャップのエッジ付近で大きなファラデー回転が起ること,非線形磁気光学カー効果のコントラストがほとんど1になることがわかった.(2)2次元磁性フォトニック結晶の形成自己組織化した陽極酸化ポーラスアルミナテンプレートを用い,ガーネット薄膜をArイオンスパッタすることで,逆構造2次元磁性フォトニック結晶を作製した.さらに完全な2次元配列を得るために,電子ビーム露光装置を使用してポーラスアルミナテンプレートを作製した.現在,この2次元磁性フォトニック結晶の線形・非線形磁気学効果の測定を行なっている.(3)3次元磁性フォトニック結晶の形成微粒子沈降法によるオパール構造の作製法を用いて,3次元磁性フォトニック結晶の形成を行った.沈降するシリカ球に磁性体のフェライトをメッキする方法の開発,そしてシリカ球で形成したオパール構造体の中にフェライトの材料となる溶液を浸漬させてから,フェライトを内部に充填する方法の開発を行なった.実験の結果,反応溶液の種類,濃度,PH値などを調整することによって,シリカ球にフェライトをコートすることが可能であり,そしてオパール構造の中に,フェライトやTb_3Ga_5O_<12>などの充填が可能になった.これら2種類の方法による3次元磁性フォトニック結晶の作製を進め,線形光学特性の測定を行なっている.本研究は1次元から3次元ナノスケール構造を人為的に形成した磁性構造体について,そのスピン依存線形・非線形光学特性を総合的に解明することで,3年間の研究期間内にスピン制御可能な新たな光材料の創製とそのマイクロ光磁気デバイスへの基礎的性質を探求しようとしたものである.(1)1次元磁性フォトニック結晶の形成とその線形・非線形磁気光学効果の測定昨年度までに,磁性体欠陥層を1層だけを加えた1次元磁性フォトニック結晶を作製し,その線形および非線形磁気光学効果の測定を行なった.今年度は,磁性体2層から成る構造の磁性フォトニック結晶を作製し,その線形の透過光スペクトルの測定,そして光パラメトリック発振による波長400nmから1800nmまでのレーザ光を利用し,第2次高調波発生と第3次高調波発生の非線形磁気光学効果の測定を行なった.その結果,光のバンドギャップの幅を可変できることを確認した.次に,2種類の誘電体薄膜の一方に磁性体ガーネット薄膜を使用した構造の結晶について調べた.この結晶では,フォトニック・バンドギャップのエッジ付近で大きなファラデー回転が起ること,非線形磁気光学カー効果のコントラストがほとんど1になることがわかった.(2)2次元磁性フォトニック結晶の形成自己組織化した陽極酸化ポーラスアルミナテンプレートを用い,ガーネット薄膜をArイオンスパッタすることで,逆構造2次元磁性フォトニック結晶を作製した.さらに完全な2次元配列を得るために,電子ビーム露光装置を使用してポーラスアルミナテンプレートを作製した.現在,この2次元磁性フォトニック結晶の線形・非線形磁気学効果の測定を行なっている.(3)3次元磁性フォトニック結晶の形成微粒子沈降法によるオパール構造の作製法を用いて,3次元磁性フォトニック結晶の形成を行った.沈降するシリカ球に磁性体のフェライトをメッキする方法の開発,そしてシリカ球で形成したオパール構造体の中にフェライトの材料となる溶液を浸漬させてから,フェライトを内部に充填する方法の開発を行なった.実験の結果,反応溶液の種類,濃度,PH値などを調整することによって,シリカ球にフェライトをコートすることが可能であり,そしてオパール構造の中に,フェライトやTb_3Ga_5O_<12>などの充填が可能になった.これら2種類の方法による3次元磁性フォトニック結晶の作製を進め,線形光学特性の測定を行なっている.高次元磁性フォトニック結晶の形成とその線形・非線形磁気光学効果の測定成果を以下に列挙する。(1)1次元磁性フォトニック結晶の形成とその線形・非線形磁気光学効果の測定局在波長911nmの1次元磁性フォトニシク結晶をrfマグネトロンスパッタ装置により作製した。局在波長でのファラデー回転角は、1.47°を示した。非線形光学効果の測定は、Nd : YAGパルスレーザを光源とし、光パラメトリツク発振器により波長を400nmから1800nmまで連続に変調可能なレーザ光を利用し、第2次高調波の発生と非線形磁気光学効果の観測を試みた。

この試料の横カー配置の磁化の変化においては非線形磁気光学カー効果(NOMOKE)コントラストの光の強弱が見られ、その変化量は0.3と大きな値を示した。縦カー配置の磁化の変化においてはNOMOKE回転の偏光面の回転が見られ、その回転角は38゚と線形に比べ一桁大きな値を示した。(2)2次元磁性フォトニック結晶の形成水溶液プロセスでの自己組織化法によって作製した陽極酸化ポーラスアルミナテンプレートを用いて、ガーネットプレカーサを充填する方法を試みた。SEM像からは、柱状のガーネットプレカーサを確認できたが、中空なものや完全に充填されていないものも観測された。そのため,このテンプレートをマスクに用いた逆構造2次元磁性ガーネットのフォトニック結晶の作製を試みている。(3)3次元磁性フォトニック結晶の形成微粒子沈降法を用いたオパール構造による3D-MPCの形成について行った。三次元周期構造を形成する手法として電子ビームや半導体プロセスによる微細加工技術が上げられるが、大がかりな装置を必要とし生産性も低い。そのため生産性に優れた微粒子沈降法による三次元周期構造の形成に注目した。この構造をビスマス置換イットリウム鉄ガーネット(Bi : YIG)のような透光性が高い磁性材料による微粒子を用いて構成する事により3D-MPCを形成できる。まず,尿素分解法・フェライトメッキ法を,用いて、核となる粒子の表面に磁性体層を形成するhollow構造微粒子を積層する方法、SiO_2球やLATEX球の周期構造体をテンプレートにガーネットプレカーサを充填する方法を試みている。現在引き続き2次元、3次元磁性フォトニック結晶の形成を試みると共に、1次元磁性フォトニック結晶で得られた非線形磁気光学効果を2次元,3次元においても測定することを試みる。(1)1次元磁性フォトニック結晶の形成とその線形・非線形磁気光学効果の測定昨年度までに,磁性体欠陥層を1層だけを加えた1次元磁性フォトニック結晶を作製し,その線形および非線形磁気光学効果の測定を行なった.今年度は,磁性体2層から成る構造の磁性フォトニック結晶を作製し,その線形の透過光スペクトルの測定,そして光パラメトリック発振による波長400nmから1800nmまでのレーザ光を利用し,第2次高調波発生と第3次高調波発生の非線形磁気光学効果の測定を行なった.その結果,光のバンドギャップの幅を可変できることを確認した.次に,2種類の誘電体薄膜の一方に磁性体ガーネット薄膜を使用した構造の結晶について調べた.この結晶では,フォトニック・バンドギャップのエッジ付近で大きなファラデー回転が起ること,非線形磁気光学カー効果のコントラストがほとんど1になることがわかった.(2)2次元磁性フォトニック結晶の形成自己組織化した陽極酸化ポーラスアルミナテンプレートを用い,ガーネット薄膜をArイオンスパッタすることで,逆構造2次元磁性フォトニック結晶を作製した.さらに完全な2次元配列を得るために,電子ビーム露光装置を使用してポーラスアルミナテンプレートを作製した.現在,この2次元磁性フォトニック結晶の線形・非線形磁気光学効果の測定を行なっている.(3)3次元磁性フォトニック結晶の形成微粒子沈降法によるオパール構造の作製法を用いて,3次元磁性フォトニック結晶の形成を行った.
自己と他者の動作データからの内部モデルの構築と行動則の獲得

ヒトの身体やヒューマノイドロボットのような高次元・多自由度の系に対して行動則を導出するには、身体モデルを用いた運動学習のアプローチを用いることが有望であると考えられる。そこで前年度までは、脳の運動表現を参考にした身体モデルに対して力学的な階層表現を導出し、その階層性を用いた効率的な行動則の計算手法を提案した。本年度はさらに、提案手法の実ロボットを用いた検証を進めた。具体的には、構造のシンプルな実アクチュエータシステムに対して実時間制御が可能であるかを確認するための実装を進めた。空気圧人工筋と電動モーターのハイブリッドアクチュエータに対して階層的な力学表現を導出することで、身体モデルを用いた実時間運動制御が可能であることを実証した。さらには、その階層性を用いない場合との性能比較を行うことにより、脳の運動表現を参考にした階層表現を用いることが有効であることを確認した。加えて、深層学習モデルと動的な方策表現を結合することにより、画像入力から動作生成を可能とするEnd-to-endの方策学習モデルの提案を行った。動的な方策表現としては脳における運動基底表現を模した運動プリミティブモデルを用いた。この運動プリミティブ表現は適応的な動作生成を可能とするモデルとして広くロボティクス分野で活用されてきたが、深層ニューラルネットワークとの接続方法に関してはこれまで議論されてこなかった。そこで、この提案する運動プリミティブ表現を運動方策の基礎とした自己動作モデルを実ヒューマノイドロボットに実装し検証を進めた。その結果、ヒューマノイドロボットにおいて認識した画像入力からの精緻な手先運動出力を実現した。前年度までに提案したロボットシステムの階層的な力学表現を用いることによる実時間制御手法の検証が実ロボットにおいて完了した。具体的には、ハイブリッドアクチュエータシステムに対して、階層的な力学表現を導出することで、その階層表現を用いない場合と比べてより高い計算効率でより高い制御性能を達成できることを実証した。この成果は英文学術論文誌に採択された。さらに、深層学習モデルと動的な方策表現を結合することにより、画像入力から動作生成を可能とするEnd-to-endの方策学習モデルの提案とヒューマノイドロボットによる実環境での検証が完了した。本年度において、身体モデルの力学的階層表現が実環境におけるロボット制御に有用であることが実証されたため、今後は多自由度ヒューマノイドロボットにおいて、実環境での提案手法の実装を行う。ヒューマノイドロボットのような高次元の状態空間を持つシステムに対して実時間で逐次的に方策を導出する方法論は、これまで望まれてきたもののその実環境における実装は困難とされてきた。脳の運動制御手法に学んだ階層的運動生成モデルを用いることでこれまで困難とされてきた実システムの制御が可能であることを示す。加えて、画像入力から動作生成を可能とするEnd-to-endの方策学習モデルについては、画像入力に関わる深層ネットワークを改善することにより、さらに頑健に画像入力からの動的方策表現の調整を可能とするようなモデルの導出を進める。自己と他者の動作データからの内部モデルの構築と行動則の獲得に向けて、ヒューマノイドロボットの動力学的特性の理論的解析を通じた階層構造の導出を行った。また、その階層性とモデルベースの強化学習手法を組み合わせることにより、効率的な行動則の獲得が可能であることを、シミュレータを用いた検証を通じて確認した。具体的には、多自由度のヒューマノイドモデルにおいて、歩行、走行などの周期運動に加えて、座る、立つ、ジャンプなどの離散運動を実時間で生成可能であることを、シミュレーション実験を通じて示した。モデルベース強化学習の考えを基礎としたオンラインの方策導出のアプローチは、多自由度のロボットの制御に有用であると考えられてきた一方で、計算量の問題で実時間制御は困難であると考えられてきた。そこで、本研究ではヒューマノイドロボットモデルの動力学的階層構造を導出し、階層ごとに異なるモデル予測の時間的な長さおよび、異なる制御周期を導入することにより、多自由度のヒューマノイドモデルにおいても実時間での運動制御出力の導出が可能となった。さらに、動作の動的表現を用いたヒューマノイドロボットの自己動作の生成手法についても研究が進捗した。一方で、他者動作データの利用については、逆強化学習の枠組みを用いたヒト動作データからの動作目的関数の推定とそれを用いたヒューマノイドロボットモデルの動作生成を行った。具体的には、歩行動作とジャンプ動作についてヒトの動作データをモーションキャプチャーシステムにより取得し、そのデータに基づいて動作目的関数を導出した。ここで、あらたに上述のヒューマノイドロボットモデルの階層構造に対応した逆強化学習手法を提案し、シームレスに推定した動作目的関数をヒューマノイドロボットモデルのオンライン動作生成に応用可能とした。加えて、ヒューマノイドロボットの実験プラットフォームの整備を進めた。ヒューマノイドロボットの動力学的特性の理論的解析を通じた階層構造の導出を行った。これらの成果について国際会議において発表を行った。さらに、動作の動的表現を用いたヒューマノイドロボットの自己動作の生成手法について国際共同研究により進捗し、国際会議において成果発表を行った。一方で、他者動作データの利用については、逆強化学習の枠組みを用いたヒト動作データからの動作目的関数の推定とそれを用いたヒューマノイドロボットモデルの動作生成に成功した。加えて、ヒューマノイドロボットの実験プラットフォームの整備も順調に進めることができた。

ヒトの身体やヒューマノイドロボットのような高次元・多自由度の系に対して行動則を導出するには、身体モデルを用いた運動学習のアプローチを用いることが有望であると考えられる。そこで前年度までは、脳の運動表現を参考にした身体モデルに対して力学的な階層表現を導出し、その階層性を用いた効率的な行動則の計算手法を提案した。本年度はさらに、提案手法の実ロボットを用いた検証を進めた。具体的には、構造のシンプルな実アクチュエータシステムに対して実時間制御が可能であるかを確認するための実装を進めた。空気圧人工筋と電動モーターのハイブリッドアクチュエータに対して階層的な力学表現を導出することで、身体モデルを用いた実時間運動制御が可能であることを実証した。さらには、その階層性を用いない場合との性能比較を行うことにより、脳の運動表現を参考にした階層表現を用いることが有効であることを確認した。加えて、深層学習モデルと動的な方策表現を結合することにより、画像入力から動作生成を可能とするEnd-to-endの方策学習モデルの提案を行った。動的な方策表現としては脳における運動基底表現を模した運動プリミティブモデルを用いた。この運動プリミティブ表現は適応的な動作生成を可能とするモデルとして広くロボティクス分野で活用されてきたが、深層ニューラルネットワークとの接続方法に関してはこれまで議論されてこなかった。そこで、この提案する運動プリミティブ表現を運動方策の基礎とした自己動作モデルを実ヒューマノイドロボットに実装し検証を進めた。その結果、ヒューマノイドロボットにおいて認識した画像入力からの精緻な手先運動出力を実現した。前年度までに提案したロボットシステムの階層的な力学表現を用いることによる実時間制御手法の検証が実ロボットにおいて完了した。具体的には、ハイブリッドアクチュエータシステムに対して、階層的な力学表現を導出することで、その階層表現を用いない場合と比べてより高い計算効率でより高い制御性能を達成できることを実証した。この成果は英文学術論文誌に採択された。さらに、深層学習モデルと動的な方策表現を結合することにより、画像入力から動作生成を可能とするEnd-to-endの方策学習モデルの提案とヒューマノイドロボットによる実環境での検証が完了した。そこで、現在までは、身体モデルに対して力学的な階層表現を導出し、その階層性を用いた効率的な行動則の計算手法を提案した。今後はさらに、提案手法の実ロボットを用いた検証を進める。まずは、比較的構造のシンプルな実アクチュエータシステムに対して実時間制御が可能であるかを確認するための実装を進める。
女性泌尿器科手術における術中三次元リアルタイムナビゲーション法の開発

昨年度は、新しいソフトウエアを開発中であった。具体的には2次元超音波診断装置の経直腸的プローブに装着した位置センサー(磁場受信装置)により空間的位置情報をワークステーションに送り、つぎにワークステーション内で、あらかじめ所得しておいた同一患者のMRIの3Dデータと超音波プローブのポジショニングをおこなうことで、超音波像と同一のMRIの3D画像をリアルタイムに同期表示させる技術である。さらに位置センサーを備えた穿刺針を用いることで、3D画像上に穿刺針がリアルタイムに表示されるようにする。これによりTARGETに対して正確な穿刺が可能となる。この新しいソフトウエアは、ほぼ完成した。さらに、以前我々が開発し、報告した、術野にかざしたタブレット上体内の3次元情報がリアルタイムにモニタリングされる方法(BJU Int. 101(6):707-11.2008)を発展させ、Headmountを使用したVR (virtual reality)とAR (augmented reality)の利用を開始している。Headmount上でMRIから構築した3次元モデルを見ると同時に現実の術野も重ね合わせて視認可能である。これにより、術者のみならず、助手も、ゴールとなるVR/AR画像を、それぞれがかぶるHeadmountでシェアリングできることで、より容易で正確な手術ナビゲーションが可能になると考える。Headmountには、カメラのみならず、3次元センサーが装備されているので、ゴールとなる穿刺部位にむかっていくプロセスにおいて、穿刺ラインの針先の方向性に、術者自身が、ミクロ決死隊のように小さくなって、その方向性を決定できるような画像を、目の前にみることが経験できる。もともと存在した術中に術者の指の動きにあわせて指の触診部位周辺の空間情報を、術前に獲得してあった医用画像であるMRIなどからコンピュータ処理し、リアルタイムに呼び出して提示する方法に、新たにリアルタイムの超音波情報を組み合わせて、3次元解剖情報に2次元リアルタイム情報がAugmented reality(重畳表示)できる新システムの開発は、ほぼ完了しているため。女性骨盤底ファントムを用いて、この新しいナビゲーションシステムで、坐骨棘から仙骨を結ぶ仙棘靭帯の坐骨棘から2cm正中側(この点が血管誤穿刺のリスクが少なく安全と報告されている)をTARGETとして穿刺し、穿刺後の画像検査および解剖にて精度を確認し、穿刺精度を高める必要がある。臨床的に使用可能なレベルになるには数mm以内の誤差での穿刺が必要であるため、ソフトウエアの改善を行う。さらに成果について学会発表論文発表を行う。[次年度使用額が生じた理由]研究の進行状況に応じて必要となる機器に係る使用額が、当初の計画に比べ少額で済んだため。[翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画]申請時の使用計画に従い、実験用試薬・消耗品及び旅費・論文投稿料・学会参加費等に使用する予定である。