同性婚が合法化されていない日本では、各自治体が独自に同性カップルのパートナーシップ証明制度を導入しています。インターネットによる全国調査のデータを分析した結果、同制度のある自治体に居住することは、性的マイノリティの人々の精神的健康の向上とは関連していないことが示されました。　性的マイノリティ（sexual gender minority; SGM）の人々は、スティグマ等の社会的なストレス因子により、シスジェンダー異性愛者（出生時に割り当てられた性別と自分で認識する性別が一致している人）より精神的健康の不調が多いという先行研究が海外にはあります。また、同性婚が合法化された国では、合法...

mpact-shear-induced millisecond clustering during shear melting of colloidal crystals（衝撃せん断によってコロイド結晶のせん断融解中に生じるミリ秒クラスタリング）...

クロール泳においてバタ足が生み出す水の流れを可視化し、バタ足がどのように水中を進む力を生み、姿勢を安定させているのかを分析しました。その結果、左右の足が作る上下方向の渦が、前進を助けるだけでなく、体のぐらつきを抑えていることも確認され、バタ足の役割が科学的に示されました。　水の中を速く泳ぐためには、手だけでなく足の動きも大きな役割を果たします。バタフライ泳で使われる「ドルフィンキック」については多くの研究が行われており、足の動きによって三次元的な渦が生じ、それが推進力につながることが知られています。しかしながら、クロール泳で使われる「バタ足」は、左右の足を交互に動かすために水の流れ...

拡散光トモグラフィは、近赤外線を用いて生体内部の異常部位を非侵襲的に診断する新しい医療技術です。この診断を高精度に行うための光輸送シミュレーションを、従来の100万倍以上の速さ（約2ミリ秒）で実行するAI（人工知能）モデルの開発に成功し、リアルタイム診断への道を切り拓きました。　近赤外線を使った「拡散光トモグラフィ」は、脳出血や悪性腫瘍などの疾患において、生体内部の異常部位を発見する診断技術として近年用いられています。この手法では、体を傷つけたり放射線を使うことなく、光を生体組織に照射して体内の異常を検出することができます。しかし、高精度な診断を行うには、光の伝わり方を記述する「光...

Luminescent Donor-Acceptor Radical with Propeller Chirality: Bright and Photostable Red Circularly Polarized Luminescence and Whispering Gallery Mode Resonance...

Anomaly Detection of Fermi Surface Morphology in Co2MnGaxGe1-x via Interpretable Machine Learning...

人間系綾部 早穂（あやべ さほ）教授PROFILE筑波大学第二学群人間学類卒業後、高砂香料工業（株）総合研究所での勤務を経て、筑波大学大学院心理学研究科に進学。 その後、米国の Philip Morris USA 感覚研究所にて研究経験を重ね、現在はにおいの知覚、記憶、感情、個人差、コミュニケーションに関する心理学研究を展開している。 産学官連携を含む国内外の研究経験を活かし、においの言語化や経験による知覚変容、経験共有をテーマに、嗅覚を通して人のこころを探究している。 ...

Explainable analysis of the complex maze magnetic domain structure through extension of the Landau free energy model by adding an entropy feature...

インスタグラム上の日本語広告を対象に、広告文に含まれる言語表現の特徴とクリック率の関係を調べました。その結果、サプリメント広告では、健康上のリスクや現状と理想のずれを示す表現が、化粧品広告では、視覚・見た目、肯定的感情、動き・行動に関する表現が、高いクリック率と関連していました。　SNS広告では、画像や動画、配信アルゴリズムに関する研究が進んできた一方で、広告文そのものが広告効果にどう関わるかは、特に日本語のような非英語圏では十分に調べられていませんでした。また、商品のカテゴリによって、同じ言語表現でも広告の受け止め方が異なる可能性があります。　本研究では、2021年7...

先天性心疾患患者において、小児期の身体活動が活発なほど、成人期の座位時間が短く身体活動時間も長くなる傾向を見いだしました。この知見は、先天性心疾患患者に対する個別最適化された生活習慣改善プログラムの構築に貢献すると期待されます。　心臓疾患の管理と外科手術技術の進歩により、先天性心疾患（CHD）患者の約90%が成人期まで生存できるようになりました。一方、成人を迎えたCHD患者は後天的な心血管疾患や精神的な不調のリスクが高いことが知られています。座位行動を減らして身体活動を増やすことは、CHD患者の健康増進に貢献すると考えられますが、これを客観的に評価した研究は少ないのが現状です。そこ...

私たち人間は、自らの意志によって行動している個々の存在です。ところが、個々の人間が集まった組織や社会などでは、SNSの「バズる」「炎上」といった特定の情報が急速に拡散されていく現象のように、集団が一つの意志を持ったようにブームが生まれ、一斉に同じような行動をとることがあります。このような人間社会の動きの背景にある、基本法則・原理を読み解き、記述する学問分野が「社会経済物理学」です。 　システム情報系社会工学域の佐野幸恵准教授は、ブログやソーシャルメディアなどインターネット上に存在する膨大なデジタルデータを解析し、人間集団のふるまいを数理モデル化する研究に取り組んでいます。さらに...

新型コロナウイルス流行下でも、がんリテラシーがあり、自分のリスクを認識し、周囲に勧められている人は胃がん検診の受診意欲が高く、実際の受診にもつながっていました。一方で、ウイルスへの恐怖は短期的に受診意欲を高めましたが、時間がたつと受診行動を抑える可能性が示されました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行により、多くの国でがん検診を受ける人が減りました。本研究チームは、そのような状況における人々の心理が、胃がん検診の受診行動にどのように影響するかを調べました。　調査は、新型コロナウイルスの感染が続きながらも社会経済活動の再起が模索され始めた2022年に実施...

全国の訪問看護ステーションのデータを用いた分析を行いました。その結果、高齢者に対して週あたりの訪問リハビリ時間をより多く行った群で、6ヶ月後の日常生活動作の改善との関連が見られることを明らかにしました。十分なリハビリ時間を確保することの重要性を示唆する成果です。　高齢化が進む中、住み慣れた自宅で自立した生活を送り続けるための訪問リハビリテーション（以下、訪問リハビリ）の重要性が高まっています。訪問リハビリは、外出が困難な高齢者の日常生活動作（Activities of Daily Living : ADL）の維持・改善に寄与することが知られていますが、具体的な量（週あたりの訪問リハ...

近年、若者を中心に関心が高まっている水タバコに関連した症例報告を世界中から集めて、特徴を整理したところ、屋外など換気が良い環境で水タバコを使用した人や、屋内で水タバコを使用している人の周りにいるだけであっても、一酸化炭素中毒を起こした事例が報告されていることが分かりました。　水タバコ（シーシャ、フーカーなどとも呼ばれる）は、炭火で加熱したタバコ葉の煙を水に通してから吸引する喫煙方法で、中世末期ごろの中東が起源とされています。2000年代初頭から欧米で広がり始め、日本国内でも近年、若者を中心に水タバコへの関心が急速に高まっています。しかし、炭の不完全燃焼に伴う一酸化炭素（CO）中毒な...

生物の目の仕組みから着想をえた「イベントカメラ」を用いた非接触の振動計測手法を開発しました。得られたデータを幾何学的に解析し、従来困難だった振動の再構成に成功しました。レーザー光などを使う従来法より手軽で安価に計測可能です。複数の音源を分離して同時に記録できることも確認しました。　非接触での振動計測は、建物や橋などの構造物や飛行機、電車などの安全性を確認するために重要です。レーザー光を用いる手法もありますが、装置は高価で、計器の配置など計測のための準備作業が複雑です。安価な方法として、カメラを用いた振動計測が注目されています。普通のカメラは、一定の時間をかけて光をためてから画像を記...

創造のためのシミュレーション老朽化した高層ビルなどの発破解体計画や、地震や災害に強い建築物の構造を考えるには、 建物が倒壊する時のメカニズムを理解することが重要です。 そのために独自の計算手法を開発し、多くのシミュレーション研究を行ってきました。 その応用範囲は、ロボット機構の制御といった、意外な分野へも柔軟に広がっています。 倒壊シミュレーションを現実の建物で...

飲食店などを原則屋内禁煙とする法律（改正健康増進法）が2020年4月に全面施行されたことにより、禁煙飲食店の割合がやや増加したことが確認されました。また、東京都と千葉市による条例（受動喫煙防止条例）により、禁煙飲食店の割合がさらに増加していたことが確認されました。　受動喫煙（他人のタバコの煙にさらされること）による健康への悪影響を減らすため、2020年4月に飲食店などを原則屋内禁煙とする法律（改正健康増進法）が全国で全面施行されました。しかし、この法律は、既存の小規模飲食店に、20歳未満の子どもをタバコの煙にさらさないなどの条件を満たせば、喫煙しながら飲食できる設備の設置を一時的な...

空中超⾳波フェーズドアレイが⽣み出す⾳響流は、触覚提⽰、匂いの輸送、⾳響浮揚といった超⾳波技術の性能を左右する重要な要素です。本研究では、粒⼦画像流速計測と三次元⾳場・流体数値解析を統合し、フェーズドアレイにおける⾳響流の挙動予測モデルを初めて構築し、その性能を実証しました。　空中超⾳波フェーズドアレイは、超⾳波を空中の特定の場所に集めたり⽅向を制御する装置で、⾮接触での触覚提⽰、匂いの輸送、⾳響浮揚などへの応⽤が検討されています。しかしながら、強⼒な超⾳波に伴って発⽣する⾳響流（⾳のエネルギーによって液体や気体などの媒質に⽣じる流れ）は、触覚の印象や物体の⾮接触操作の安定性に...

映画・アニメ・文学・ゲームなどのフィクション作品に描かれてきた人工知能（AI）の位置付けを分析しました。その結果、AIは単なる道具的存在としてではなく、人間を支援する存在、共に行動する仲間、さらには対等なパートナーへと、関係性を変化させながら描かれてきたことが分かりました。　人間と人工知能（AI）の関係は、生成AIや対話型AIの普及により、単なる道具としての利用を超えたものとして社会の中に広がりつつあります。AIと対話し、助言を受ける経験を通じて、人はAIを機能的なシステムとしてだけでなく、何らかの役割や立場を持つ存在として捉えるようになっています。しかし、人とAIの共生がどのよう...

報酬学習と嫌悪学習の両方において、細胞外でヘパラン硫酸（さまざまな生理機能を調節する糖鎖）の硫酸基を除去する酵素「スルファターゼ1（Sulf1）」が必要なこと、また、これらの学習に重要なドーパミン神経回路をSulf1が調節していることを、マウスを用いた行動実験により明らかにしました。　ある行動の結果として報酬（好ましい結果）や嫌悪（好ましくない結果）が得られることを学習し、その行動を強化する報酬学習や嫌悪学習には、大脳基底核の一部である側坐核が関与しています。一方、細胞外スルファターゼ（Sulf1とSulf2）は、ヘパラン硫酸糖鎖の硫酸基を分解することによりさまざまな細胞機能を調節...

VR実験により、歩行者の「立ち止まる」「視線を向ける」といった行動が、後ろを歩く人の「つられ注視」を生み、公共ディスプレイへの気付きを大きく高めることが分かりました。ただし一瞬の注視では内容理解にはつながりにくく、また、文化的背景による違いは確認されませんでした。　街中のデジタル看板（公共ディスプレイ）は、便利な情報発信の手段ですが、多くの人は気付かずに通り過ぎてしまいます。一方で、誰かが画面を見て立ち止まると、周囲の人もつられて視線を向けることがあり、こうした現象を活用すれば、より多くの人に情報を届けられる可能性があります。　本研究では、VR（仮想現実）に実際の街並み...

競馬ではムチ使用の強度や回数に制限がありますが、その確認はレース後に手作業で行われます。本研究では、高音質録音とAIとの組み合わせにより、ムチ使用音を自動検出する技術を開発しました。高周波成分の分析で精度が向上したことで、リアルタイム判定の実現可能性が高まりました。　競馬では、馬のスピードを上げたり集中させたりするためにムチが使われます。しかし、強すぎる使い方や規定回数を超えた使用はルール違反となり、動物福祉の観点やレースの公平性の観点からも重視されています。現在は審判員がレース後に映像を見ながら手作業で確認していますが、このプロセスには時間がかかり、見落としの可能性もあることか...

睡眠に関するスマートフォンアプリの利用者約8万人の大規模データから、睡眠の特徴と労働生産性との関連を調査しました。その結果、「社会的時差ぼけ型」や「不眠傾向型」は労働生産性が低い可能性が示唆されました。　睡眠不足や睡眠リズムの乱れが集中力や生産性に及ぼす影響に関する研究は、これまで、多くが自己申告の睡眠アンケートや小規模な調査に基づいていました。　本研究では、睡眠行動を客観的かつ大規模に把握するため、日本においてスマートフォンの睡眠アプリを利用している就業者の男女約8万人を対象に、アプリの利用記録から、総睡眠時間、寝つきまでの時間（入眠潜時）、夜間の中途覚醒の割合、体...

株式会社Double Feather PartnersCEO（最高経営責任者）武藤 康平（むとう こうへい） さんPROFILE2013年筑波大学卒業。外資系投資銀行と国際機関に勤務後、2017年にルワンダに移住し株式会社Double Feather Partnersを設立...

競泳選⼿における⽔中ドルフィンキックの動作が2種類の協調パターンで構成されていることを⾒いだしました。また、速く泳ぐ選⼿では、腕・体幹・⼤腿の協調パターンが特徴的であり、⼤腿の動きに対して肩関節や体幹下部を⼤きく動かして上半⾝を⽔平に保っていることが分かりました。　⽔中ドルフィンキックは下肢のキック動作のみで進む潜⽔泳法で、⿂類や⽔棲哺乳類のように⾝体を滑らかにうねらせることで泳ぐ速度を効率よく⾼めることができます。しかし、⼈間の⾝体構造はこのようなうねり動作に適応していないため、⽔中ドルフィンキックのパフォーマンスを向上させるには⾼度な運動技能を獲得することが必要です。...

理工情報生命学術院 生命地球科学研究群 生物学学位プログラム（博士前期課程）2年次ベイリッツ亜里咲マリー さんPROFILE2002年生まれアメリカ育ち2020年筑波大学生命環境学群生物学類に入学し、植物の体の仕組みや生物多様性について学ぶ。その後理工情報生命学術院生命地球科学研究群に進学し、生命環境系の蓑田 歩 助教のもとで現在藻類のストレス耐性についての修士論文執筆に励んでいる。 　藻類の研究に取り組みながら、大学の内外で環境や社会の課題に向き合ってきたベイリッツさん。研究室の中だけにとどまらず、学生としての...

二次元空間上のマルチエージェント・シミュレーションにより、環境変動と個体の移動が人類の協力行動の進化を促進しうることを示しました。また、その背景には、環境変動と移動の相互作用が非協力的な集団の持続を妨げ、協力的な集団の形成を促すメカニズムが働いていることが分かりました。　協力行動は人間社会の基本的な特徴の一つです。本研究では、中期旧石器時代のアフリカにおける環境変動の激化が、人類の行動進化に影響を与えたという仮説に基づき、環境変動と個体の移動が協力行動の進化に及ぼす影響を検証しました。　本研究で用いたマルチエージェント・シミュレーション（人間など複数のエージェントの自律...

SC'25: Proceedings of The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis...

視覚情報と運動とを結びつけて覚える「連合学習」が行われる神経メカニズムとして、小脳の持続的な視覚応答が増強されることによって、行動の目的に関連した情報が増幅され、視覚刺激と行動の対応関係を区別しやすくしていることが分かりました。　「車の運転中に赤信号を見たらブレーキを踏む」「スマートフォンの通知を見てアプリを開く」といった習慣的で円滑な行動は、特定の感覚刺激とそれに対応する運動を結びつけて覚える「連合学習」によって形成されています。近年、このような連合学習に小脳が関与している事が示唆されていますが、具体的な神経メカニズムは分かっていませんでした。　そこで本研究では、ニホ...

ランナーは経済的に走るために脂肪量を削ぎ落としていますが、その下肢は軽さほどには振りやすくないことを発見しました。この知見は、運動に従事しないヒトでも体脂肪は体の中心近くに蓄積するため、重くなっても下肢が振りにくくならないという優れた基本特性をヒトが有することを示唆します。　ヒトは動物の中でも長距離走が得意な種ですが、体形や身体組成は個々人で異なり、普段の運動タスクに適応するように特徴づけられます。「走る」動作には、蹴り出した下肢を前後に振り戻す段階があります。付け根が重く末端が軽い"先細り"な下肢の方が振りやすいため、エネルギー消費を抑える上で有利です。それでは、日常的なランニン...

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）ワクチン普及後の追加接種期においても、接種プログラム初期と同様に、インターネット上の情報がワクチンの接種意図に影響を与えること、接種意図の高まりがその後の情報収集を方向づける「循環的影響」を生じさせることを明らかにしました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のワクチン接種プログラムは、日本では2021年に2回接種を基本として始まり、急速に普及しました。その後、変異株の拡大などに伴い、ブースター接種（追加接種）が推奨されました。しかし、それまでに接種を経験した人々が、どのような情報から影響を受け、ブースター接種に対する意図を形成...

文章の読みやすさには「理解しやすさ」と「処理しやすさ（読解に要する労力）」の側面があります。本研究では、日本語を母語とする英語学習者の視線計測データをもとに、文章の処理しやすさが、単語や文の長さといったシンプルな要因だけで効率的に予測できることを明らかにしました。　読解教育では、学習者のレベルに合った教材を選ぶために、文章の読みやすさを客観的に評価することが重要です。とりわけ英語の文章については、長年にわたり多くの研究者がさまざまな指標を提案してきましたが、それらの大半は内容の「理解しやすさ」を測るものであり、実際の読解に要する時間や労力、すなわち「処理しやすさ」を測定する指標はほ...

ハロ（光輪）と呼ばれる偽像の発生を抑制できる外部アポダイズド位相差顕微鏡を用い、核やミトコンドリアなどの細胞小器官を高精細に観察し、その動きや配置、形の制御が高い安定性をもつことを解明しました。また、構成成分が未解明の生体分子凝縮体様構造体を非標識で観察することにも成功しました。　細胞の中には、遺伝情報を蓄える核や、生命活動に必要なエネルギーを生み出すミトコンドリアなど、さまざまな構造体（オルガネラ）が存在しています。これらのうち、核やミトコンドリアは脂質膜に包まれた「膜性オルガネラ」ですが、膜を持たず分子の集合によって形成される「非膜性オルガネラ」も知られています。こうした「細胞...

脊椎動物では骨にカルシウムが蓄えられていますが、ショウジョウバエを用いた研究により、骨を持たない動物においても、カルシウム貯蔵に特化した器官が存在すること、そしてカルシウムが不足した際にホルモンを介してカルシウムを放出する内分泌システムが存在することを見いだしました。　カルシウムは、筋収縮や神経活動など、動物の生存にとって不可欠な生理機能を担うミネラルです。脊椎動物では、副甲状腺ホルモン（PTH）をはじめとするホルモンが、カルシウム貯蔵庫である骨からのカルシウム放出を制御し、血中カルシウム濃度を維持しています。しかし、昆虫など骨を持たない無脊椎動物の体内でのカルシウム濃度調節の仕組...

PROFILE 筑波大学芸術系教授、筑波大学芸術系長。 筑波大学芸術専門学群卒業、筑波大学大学院修士課程芸術研究科修了、グラフ株式会社グラフィックデザイナー、岡山県立大学デザイン学部講師等を経て現職。 2015年博士（デザイン学）取得。 主な著書は「PowerPointによる理系学生·研究者のためのビジュアルデザイン入門」（講談社、2013）。 サイエンス・ビジュアリゼーションの力 仕事や学校でプレゼンテーションをする人は多いでしょう。そのための資料を作成するソフ...

太陽光発電は天候に左右されやすく、計画通りの発電ができない場合、電力市場では「インバランス料金」と呼ばれる罰則的費用が発生します。本研究では、人工知能（AI）を用いて太陽光発電と蓄電池の運用を最適化する手法を開発し、従来に比べ最大47％のインバランス料金の削減を実現しました。　再生可能エネルギーの普及に伴い、太陽光発電と蓄電池を組み合わせた電力供給システムの活用が重要性を増しています。電力市場では、発電事業者は翌日に供給する電力量を「計画発電量」として提出し、これに基づいて取引を行います。しかし、太陽光による発電量は天候に左右されやすく、計画と実際の供給量にずれが生じると市場全体の...

6種の細菌を195種類の培地で増殖させた様子を網羅的に計測し、得られた増殖パターンが、これらの細菌の進化的系統や地理生態的特徴に一致することを発見しました。本研究成果は、制御された実験室内においても自然生態系の再現や進化や生態に関する法則を発見できる可能性を示唆しています。　本研究では、厳密的に制御された実験室内環境下での細菌の網羅的増殖解析を通じて、自然界における生態的ニッチ（生態系内での地位）や進化的関係性を明らかにする新たなアプローチを提案しました。　6種類の細菌を195種類の栄養環境（培地）下で培養し、それぞれの増殖プロファイリングを⾏い、増殖の速さおよび集団サ...

顕微鏡画像上で重なり合って見える細胞膜を、AI技術を用いて個別に識別し、その形状を正確に定量する新たな手法「DeMemSeg」を開発しました。本手法はこれまで困難であった細胞形態の定量的解析を自動化・高速化するもので、細胞の仕組みの解明や関連疾患の研究を加速させることが期待されます。　細胞やその内部にある細胞小器官（オルガネラ）の「形」は、その機能と密接に関連しており、生命現象を解明する上で形の変化を正確に捉えることは極めて重要です。そのための手法として、3次元蛍光顕微鏡で得られたデータを2次元画像に投影した分析がしばしば行われますが、この過程で、立体的に分離している構造同士が画像...

全国約2万人を対象にしたインターネット調査により、転職を経験した人は、頭痛や倦怠感、不眠といった症状を感じやすいことが分かりました。転職は心機一転のチャンスではありますが、心身のストレス要因にもなる可能性も指摘されており、働く人を支える仕組みの見直しが求められます。　転職はキャリアアップの手段として広く行われていますが、その健康への影響については、これまでほとんど注目されてきませんでした。本研究では、全国約2万人を対象にしたインターネット調査のデータを分析し、「転職」と「健康上の自覚症状」の関係を明らかにしました。　その結果、過去1年以内に転職した人は、していない人に比...

電子デバイスなどの材料に用いる鉄酸化物薄膜の作製において、反応性スパッタ中に生じるプラズマ発光スペクトルの全波長データを機械学習で解析し、生成する薄膜の価数状態と成長速度をリアルタイムに推定する方法を開発しました。本技術は、成膜プロセスの高精度な制御につながると期待されます。　金属の酸化物や窒化物の薄膜は、電子デバイスやエネルギー材料として広く利用されています。その作製方法の一つである反応性スパッタ法は、ターゲット金属と酸素や窒素などのガスを反応させて薄膜を堆積する汎用的な手法ですが、ターゲット表面が金属状態と化合物状態の間を移行するため、膜の成長速度や組成が大きく変動し、同じ条件...

半導体の微細構造の計測に使われていた光波散乱計測を神経細胞の計測に応用することに世界で初めて成功しました。試料に照射した光の回折パターンから形状を読み取る精度を機械学習で高めるなどした成果で、従来の光学顕微鏡に比べて分解能と計測速度が10倍以上になりました。　脳は多数の神経細胞を基本単位として構成され、その一つひとつが情報処理の基盤となっています。しかし、その働きはいまだ十分には理解されていません。特に記憶のメカニズムは脳科学の重要な未解決問題で、その発現原理や情報処理機構は不明です。この問題を解く一つの手法として、単一神経細胞の形態や内部構造の動態を、非侵襲かつ高分解能で計測する...

英文を読んでいる際、特定の単語につまずいたり、読み戻ったりすることがあります。本研究では、英文読解中の視線計測データを利用して、単語の長さ、頻度、予測しやすさのうち、どれが英文読解中の単語処理において最も重要となるのかを明らかにしました。　文章を読んでいると、ある単語で読みが止まったり、後から読み戻ったりすることがあります。読解中の眼球運動を記録する視線計測を用いた研究では、単語の「長さ」「頻度」「文脈からの予測しやすさ」が英文読解中の単語処理に影響を与える三大要因であるとされてきました。これらの要因は英語を母語としない読み手にも影響を与えることが知られていますが、そのうちどれが最...

筋肉への電気刺激と低周波振動を組み合わせた携帯型の静音サブウーファーを開発し、VR（仮想現実）や日常の音楽体験で深い低音の身体感覚を実現しました。騒音を抑えつつ、没入感やリズム認知で従来のスピーカーと同等の効果が得られ、音響没入体験の新たな可能性を示しました。　VR（ヴァーチャルリアリティー＝仮想現実）やオンラインライブの普及により、自宅でも臨場感ある重低音体験が求められるようになりました。それに伴い近年は、音だけでなく、振動や体への感覚を組み合わせて、よりリアルな体験をつくる技術が進んでいます。　本研究チームはこれらの技術の中でも、筋肉に微弱な電気を流すことで収縮を引...

中国の動画プラットフォーム「bilibili」の弾幕コメントを分析した結果、リアルタイムに表示される感情が視聴者の行動と関連することが示唆されました。肯定的な感情は購買意欲や、他者のコメントを真似る模倣行動とも強く関連しており、オンライン空間で感情の伝播が生じている可能性が確認されました。　ソーシャルメディアの普及により、ユーザー間のリアルタイムな交流が可能になり、感情が人々の行動に与える影響はより速く、複雑になっています。しかし、特に動画配信と視聴者のコメントが同期する環境において、感情がどのように伝わり、視聴者の行動と関連するのか、その具体的な仕組みは十分に解明されていませんで...

非接触センサーとAIを組み合わせた感情認識技術により、患者の感情を高精度に推定し、医師の共感的対応を支援できる可能性を示しました。医師が患者の感情を客観的に把握できると同時に共感疲れの軽減にもつながり、医療現場における医師の新たな支援手段になると期待されます。　医療現場では、患者の感情を正しく理解し、適切に対応することが、治療効果や患者満足度の向上に大きく関わるとされています。本研究では、患者の音声や医師との会話内容、生理的反応など複数の情報を組み合わせた「マルチモーダル感情認識」技術を非接触で実現する、新しいフレームワークを開発しました。　この技術は、患者の身体に触れ...

High-definition topographic archiving and educational applications in regions affected by the 2024 Noto Peninsula Earthquake...

自然言語インタラクションにより聴覚VRを生成するシステムを開発し、PTSD患者へのエクスポージャー療法への応用可能性を検証しました。臨床専門家の評価で、専門知識がなくても短時間で高品質な音響シナリオを作成でき、治療に十分な有効性と実用性があることが確認されました。　心的外傷後ストレス障害（PTSD）は、事故や災害、暴力などによる強いトラウマ体験が原因で起こる精神障害です。その治療法の一つがエクスポージャー療法で、高い効果があることが科学的に示されています。このエクスポージャー療法では、患者が恐怖の対象となる状況に段階的に触れていくことで、不安や回避反応を和らげていきます。...

AI（人工知能）による機械学習を用いた培地最適化において、生物学的変動を学習したモデルを開発しました。このモデルを活用し、市販品と比較して約1.6倍の細胞濃度を達成する高性能な無血清培地の作成に成功しました。　細胞培養は、医薬品製造、再生医療、食品、素材など、多様な分野で活用される基盤技術です。この細胞培養の良し悪しを決める重要な因子は培地（さまざまな栄養成分で構成される溶液）です。そのため、培養の目的に応じた培地の最適化が不可欠です。近年、効率的な培地最適化のために、AI（人工知能）による機械学習が用いられています。しかしながら、学習データとなる細胞培養における実験データには、細...

日々の睡眠・活動リズムが規則正しい人は、認知機能が良好な状態にあることが分かりました。一方、認知症と関連のある血液中マーカーは、睡眠・活動リズムが「適度に規則正しい」時に最も髙値を示し、不規則または極端に規則的な場合には低値を示すという逆Ｕ字関係にあることも明らかになりました。　睡眠と身体活動は、私たちの心身の健康を支える重要な要素です。これまでの研究では、睡眠時間や運動量の多さなど量的な側面が注目されていましたが、近年、「リズムの規則性」という質的な側面への関心が高まっており、規則正しい睡眠・活動リズムは、心血管リスクの低下や死亡率の低下、さらには認知症の抑制効果のあることが報告...

同じ時代、地域に生きていても、自分が見ている世界と他人が見ているそれは、同じではありません。その違いは、一人ひとりの経験や知識に起因します。世界中で起こっているさまざまな衝突や紛争も、根本的な原因はそこにあり、互いの背景や知識を知れば、避けられることは多いはずです。つまり、私たちは、自分に見えている範囲でしか思考できず、思考の自由度は持っている知識量に比例するのです。 　この世界には、個人の知識があり、社会や人類全体の知識があり、また、図書館や博物館、文書館には膨大なアーカイブ（記憶資源）があり、さらには、まだ発見されていない知識もどこかに眠っています。そのうち検索エンジンで見つけられるのはごくわずか。しかも、検索には知識に応じたバイアスがかかっており、見たい情報しか探し出すことはできません。人が持つ知識、社会が持つ知識、そして記録された知識を有機的に連結させて取り出せるようにすることが、知識情報学の大きな命題です。...

Automated identification of the origin of energy loss in nonoriented electrical steel by feature extended Ginzburg-Landau free energy framework...

神経疾患の治療における歩行検査では、AIによる定量的解析が検討されていますが、学習用データセットの制約上、適用できる疾患や計測条件は限られていました。今回、生成AIと筋骨格シミュレーションを組み合わせた人工歩行データを活用し、より汎用的で精度の高い歩行解析モデルを実現しました。　歩行検査は、神経疾患の診断・予後・治療方針の決定において重要な役割を果たします。従来は目視による主観的な評価が主流でしたが、近年、AI技術の進展により、カメラなどの簡便なセンサを用いた定量的解析が可能になりつつあります。しかし、動画や健康データの性質上、AIモデルの学習に使えるデータは極めて限られており、解...

発症率の高い血液がんである濾胞性リンパ腫において、新たな特徴を有するT細胞を複数同定しました。さらに、それらが腫瘍の進展を制御し、患者予後にも深く関与することが明らかとなりました。これにより、悪性リンパ腫の病態理解や臨床的マネジメントが向上することが期待されます。　濾胞性リンパ腫は発症率が高く、再発の多い悪性リンパ腫です。T細胞（リンパ球の一種）の病態への関与が示唆されていましたが、腫瘍性濾胞構造（がん細胞により形成された構造）に存在し、腫瘍細胞との関わりが深い濾胞T細胞の多様性や役割については明らかにされていませんでした。　本研究では、単一細胞レベルでの高解像度の遺伝...

家具材などに用いられる重要樹種チークの天然分布域とインドネシアの植林木の遺伝的多様性を調査し、遺伝的多様性が気温と強く関係していることが分かりました。また、気候変動下における各集団の適応性を調べたところ、インド南部の集団の適応性が高いことを見いだしました。　気温の上昇や降水パターンの変動、極端気象の頻発など気候変動の顕在化は、森林生態系にも深刻な影響を及ぼしています。特に熱帯林は気候変動に対して脆弱であり、林業もその影響を大きく受けると考えられます。樹木は長寿かつ固着性で、植林から収穫まで何十年もの期間を要するためです。そこで、樹種や樹木集団の気温など外的環境への適応性を知り、早い...

無人航空機（UAV）のフライトシミュレーターを活用し、仮想的な環境で録画した映像データを用いて、UAV映像監視システムの正確な品質評価を実現する手法 SPADE を開発しました。実システムを利用できない開発初期段階において異なる品質指標のトレードオフを解析して設計を支援します。　計算機を搭載した無人航空機（Uncrewed Aerial Vehicle, UAV）映像監視システムは、人が直接侵入することが難しい場所などの状況をリアルタイムにモニタリングすることができます。しかしながら、計算機、UAV、ネットワーク、監視ソフトウェアを適切に統合し、高品質で信頼性の高い映像監視システム...

人工知能（AI）の物体認識技術を応用したスポーツのパフォーマンス分析法を開発しました。この方法を2名のテニスのサービス動作に対して用いたところ、一定の精度で、動作の類似性や相違性を判定できることが確認されました。　スポーツにおける動作の分析（パフォーマンス分析）は、選手や指導者が目視で行うことができますが、このような分析結果は、主観や経験に左右される可能性があります。そこで本研究グループは、人工知能（AI）の物体認識技術の応用を着想しました。近年、動画上の人の動作の奥行まで推定できる技術が開発されています。これにより動作間の類似、相違点を抽出し、コーチングに役立つ情報をフィードバッ...

ホヤの幼生は岩などに固着したあと、数十分経過してから変態を開始し、幼生から成体へと変化します。この時ホヤは、固着から変態開始までの時間を、細胞内の情報伝達を担う環状アデノシン-リン酸（cAMP）という物質の蓄積によって計っていることを明らかにしました。　ホヤは、オタマジャクシ型で活発に遊泳する幼生から、固着性で動かない成体へと変態します。ホヤの変態は幼生が岩などに固着することが引き金となって開始されますが、固着してから数十分経過してから変態を開始することが分かっています。これは固着が強固であることを保証する仕組みだと考えられていますが、ホヤ幼生がこれに必要な時間を計る仕組みは分かっ...

知的発達症や自閉スペクトラム症などの神経発達症のある児童・生徒が運動する際に、体育館の床全面に児童・生徒のペースに応じた「動くペースメーカー」を投影すると、道順の理解や走るペースが改善できることを見いだしました。これにより、認知特性に応じた運動サポートの新たな可能性を示しました。　シャトルラン（往復持久走）は、一定の距離を行き来して体力を測るテストで、文部科学省の新体力テストとしても採用され、多くの学校で体力づくりの一環として行われています。しかし、神経発達症（知的発達症や自閉スペクトラム症）のある生徒にとっては、「どこまで走ればいいか」「いつ折り返せばいいか」「自分のペースをどう...

Experimental demonstration of tractor millimeter wave beam propulsion...

介護保険サービスを利用し始めた65歳以上の新規要介護認定者を、心身機能のパターンによって五つの集団に分類し、各集団の特徴や予後を明らかにしました。要介護者本人やケア関係者が要介護者の特徴を意識し、集団ごとに最適な医療・介護サービスの検証と提供につながる成果です。　要介護高齢者は複数の障害を抱えていることが多く、その組み合わせも多様なため、単一の障害に焦点を当てた介入には限界があることが指摘されています。適切な介入の検討には、あらかじめ要介護高齢者の複合的な心身機能の状態を把握しておくことが求められます。　本研究では、日本の2市（茨城県つくば市、千葉県柏市）で新たに介護保...

データ可視化は意思決定を支援する強力なツールです。過去16年間にわたる主要なデータ可視化の研究論文を体系的にレビューし、多次元意思決定フレームワークを用いて、支援範囲の分析を行ったところ、データ可視化は、主に組織やコミュニティレベルの意思決定を支援していることが分かりました。　近年、データ可視化は、ビジネス、医療、科学研究など多岐にわたる分野で、データに基づく意思決定を支援する強力なツールとして活用されています。しかし、データ可視化がどのような種類の意思決定問題を支援し、その支援範囲がどのように変化してきたのかについての包括的な分析は、これまで行われていませんでした。　...

脳内の神経活動を解析する新しい手法により、自然に活動する動物脳内の神経活動を99日間以上追跡することが可能になりました。この技術は、撮影のセッションをまたぐデータを高精度に解析できます。記憶の仕組みや神経疾患の進行解明に役立つ重要な研究ツールとして期待されます。　自由に行動し、自然な睡眠を取るマウスの脳内神経活動を可視化するための手法として、超小型顕微鏡によるカルシウムイメージングが広く用いられています。しかし、この手法は、複数のイメージングセッションをまたぐ神経細胞集団の分析において、セッション毎に変化する撮影視野や脳組織の微細な変形を扱うことができず、集団内の同一の細胞を正確に...

(Image by Iggy Nyx/Shutterstock)　マグマに含まれている気泡の割合が変化すると、その中を伝播する地震波の速度などが変化します。本研究では、マグマ中における地震波のP波の伝播を表現する方程式を数学的に導出し、気泡だけでなく、結晶の割合の増加がP波の伝播速度と波形変...

オンラインチャットでは、会話の内容が本来のトピックから逸脱し、個人攻撃に発展することがあります。本研究では、このような会話脱線現象を予測する手法として、大規模言語モデルとゼロショット予測を用い、プラットフォームごとに学習を行わなくても十分な精度で予測可能なことを示しました。　SNSや電子掲示板で行われるオンラインチャット上の会話には、ユーザーの有害なふるまいがしばしば観察されます。そこで、オンラインチャット上の会話が本来の会話トピックの内容から逸脱し、個人攻撃へと発展する「会話脱線現象」について、会話脱線を検出し、モデレーションするための予測アルゴリズムの開発が行われてきました。し...

睡眠計測ゲームアプリと食事・体重管理アプリを同時に利用する2,063人のデータを解析しました。その結果、睡眠計測ゲームアプリ利用開始後の90日間で、総睡眠時間が平均0.8時間長くなっており、また睡眠潜時などの睡眠指標が改善した人は、BMIがより低下していることが明らかになりました。　近年、健康に関する生活習慣を記録できる携帯アプリケーション（以下、アプリ）が開発されており、その中には、ゲーム要素を持たせて継続率や効果を高めるアプリも登場しています。　本研究では、睡眠計測ゲームアプリ「Pokémon Sleep」および株式会社asken（あすけん）の食事・体重管理アプリ「...

(Image by Shutterstock AIジェネレーター/Shutterstock) 　進化ゲーム理論にもとづくシミュレーションによって、環境変動の激化が協力の進化を促進しうることを示しました。この結果は、中期旧石器時代アフリカの激しい環境変動が人類の認知能力の向上につながったとする...

PROFILE1993年筑波大学附属駒場高等学校卒業。1997年京都大学理学部卒業。2002年京都大学大学院理学研究科博士課程修了。京都大学、東京大学、イェール大学（米国）での博士研究員を経て、2008年大学院生命環境科学研究科助教として筑波大学に着任。2012年生命環境系准教授を経て、2019年生存ダイ...

血液がんの一種であるT濾胞ヘルパー細胞リンパ腫について、ゲノム異常に基づく分子分類、および、RNAシーケンス解析による腫瘍微小環境分類を行いました。また、それぞれの分類ごとに、臨床的特徴や予後が異なることが明らかになりました。これにより、治療の最適化につながると期待されます。　T濾胞ヘルパー細胞リンパ腫（TFHリンパ腫）は血液がんの一亜群ですが、標準的な治療が確立されておらず、一般に予後は不良です。特定の遺伝子変異が高頻度に認められるものの、これまでゲノム異常と臨床的特徴・予後の関連は明らかではありませんでした。　本研究では、TFHリンパ腫94例とその類縁疾患である末梢...

オスマウスにおいて、性行動中に順序だって現れる各行動成分を制御する神経基盤を解明しました。側坐核内の腹側シェル領域に投射するドパミン神経にアセチルコリン神経が作用して、各行動の表出が制御されており、アセチルコリン神経を性行動中に刺激すると、射精が誘発されることが分かりました。 　オスマウスは、発情メスに対峙してから射精に至るまでの性行動中に、匂い嗅ぎ、マウント（後ろから覆い被さる）、イントロミッション（挿入・腰振り）、そして射精と、さまざまな行動を順序だって表出します。これは繁殖の成功に重要であると考えられますが、一連の行動をつかさどる脳部位は特定さ...

　物理空間とサイバー空間とを行き来するサイバニクス空間において稼働する人協調型ロボットを開発しました。人の運動意思が反映された生体信号により、アームハンドシステムとIoTシステムを操作し、身体的・空間的な制約を受けずに日常生活での動作を支援することが可能です。 　加齢や疾患に起因する運動機能や認知機能の低下は、日常生活やコミュニケーションを困難にし、不安やうつ状態をもたらすこともあります。このような状況に柔軟に対応しながら、日常生活の自立度を向上させるための一つの手段として、人の運動意思を反映できる人協調型ロボットの開発があります。 　本研究では、神経難病患者や高齢...

　頭を使う認知活動と体を使う身体活動を組み合わせた、いわゆるマルチタスク運動は、女性高齢者に対して、運動後の前頭前野の活性化を介して睡眠の質を改善させることを見いだしました。この知見は、高齢者の睡眠改善を目的とした運動プログラムの開発に資すると考えられます。　深い睡眠中には脳波の振幅が大きくなり、客観的な睡眠の質を定量的に表す指標となる「δ（デルタ）パワー」が観察され、深い睡眠ほどデルタパワーの出現量が増加します。デルタパワーは、日中に体を動かすことや、頭を使う認知活動によって増加することが知られています。従って、身体活動と認知活動を組み合わせた、いわゆるマルチタスク運動が睡眠改...

マルハナバチなどの訪花昆虫は、さまざまな花が咲くお花畑でも、しばしば1種類の花だけを連続して訪れる習性を示します。これは「定花性」と呼ばれています。ダーウィンは定花性を、異なる花の特徴を思い出す手間を避ける受動的な反応だと考えました。しかし本研究では、この定説が「記憶の制約」という視点に偏った不完全な見方であり、実際の定花性は、記憶の呼び出し時間と移動時間のバランスでダイナミックに調整された最適戦略の結果であることを明らかにしました。　本研究では、植物種の空間的な混在度に着目して、訪花昆虫の行動予測を立てました。異なる植物種が混じる環境では、1種類の花に固執すると近くの他種を飛び越...

ヘビを見ると、怖いと感じる人が多いでしょう。ですが、澤田さんはこう言います。「ヘビを見かけたら、その場所は、多様な生物がいる豊かな環境があるのだと喜んでほしい」。ヘビは食物連鎖の上位に位置する捕食者で、餌となるさまざまな生き物を支える自然環境がなければ、生存することができないからです。 　では、多種類のヘビはどのようにすみ分けているのでしょうか。澤田さんは、佐渡島（新潟県）でのフィールド調査の末、その仕組みを明らかにしました。ヘビ類では、対象とする餌を重ならないようにすることが多種の共存に重要だとされてきましたが、活動場所や活動時間・時期の違いも、多種共...

世界有数のコンサルティングファーム、アクセンチュアで、人材育成や組織改革のコンサルタントとして活躍する本徳亜矢子さん。筑波大学在学中は、文化人類学を専攻し、クジラの研究をしていました。どんな大学生活を送っていたのか、そして、当時の経験や指導教官の言葉が、今の仕事や生き方にどのように影響を与えているのか...本徳さんに、お話を伺いました。...