Tokyo Denki University Repository (TDU) / 学術リポジトリ

長原, 礼宗

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q23L-02 
課題名（和文） 新規細胞周期停止化合物による新たな難治癌治療法の開発 
課題名（英文） 
Development of novel cell cycle arrest compounds for the treatment of intractable 
cancer 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
理工学部、生命科学系、教授 
氏名 長原 礼宗 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
膵癌細胞株および胆管癌細胞株にピラゾール骨格を有する化合物を作用させたところ、NK-356 と命名した
化合物は濃度依存的に細胞傷害を誘導した。 
上記 NK-356 の細胞傷害機構を詳細に検討した結果、G2/M 期において細胞周期が停止し細胞増殖が抑制され
ることが明らかになり、顕著な細胞死は誘導されなかった。そこで、細胞周期関連タンパク質の発現状態を検
討したところ、M 期マーカーである活性型 Cdk1 の増加や、細胞周期阻害因子 p21 の増加が見られた。したが
って、NK-356 は p21 を増加させ、M 期での細胞周期停止を誘導し、癌細胞の増殖を阻害したと考えられた。 
 
研究成果の概要（英文） 
NK-356, a compound with a pyrazole skeleton, exhibited concentration-dependent cytotoxicity in 
pancreatic and cholangiocarcinoma cell lines. Mechanistic analysis revealed that NK-356 induced G2/M 
phase arrest without significantly increasing cell death. Expression analysis showed elevated levels of 
active Cdk1, an M-phase marker, and the cell cycle inhibitor p21. Thus, NK-356 likely inhibits cancer cell 
proliferation by inducing M-phase arrest through upregulation of p21. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
日本における癌による死者数は、2020 年において
約 38 万人と、死因の 1 位を占めており、抜本的な
対策が急務である。 
癌になりやすい臓器のうち、消化器系臓器は難治
癌になる可能性が高い。膵癌の 5 年相対生存率は約
8%、胆管癌も 5 年相対生存率は約 23%であり、予
後が悪い。その理由として、現在までに高い奏効率
を示す抗癌剤が少ない点が挙げられる。また、膵癌、
胆管癌は炎症を併発しやすく、既存の抗癌剤でも癌
部位以外に傷害を与えてしまいやすいことが問題と
なっている。そこで、新たな作用機序に基づく、効
果的な抗癌剤の開発が求められている。 
通常の抗癌剤は、癌細胞に対して積極的に細胞死
を誘導させる薬理作用をもつ。このような化合物は、
癌細胞傷害効果が強力である反面、正常な細胞にも
傷害を与えてしまう可能性がある。 
細胞周期は一般的に DNA 合成過程（とそれに伴
う内容物の倍化）と、細胞分裂による細胞数倍化の
過程に大別される。現在の難治癌標準治療薬は DNA
合成阻害剤であるため、難治癌の細胞分裂過程を阻
害できる化合物を発見、開発できれば将来的に有力
な抗癌剤の候補創成となり得る。 
2.研究の目的 
膵癌・胆管癌のような予後の悪い癌に、細胞死を
誘導することなく既存薬の薬理作用と異なる、細胞
分裂阻害を誘導する化合物を発見、その誘導機構を
解明し、新たな抗癌アプローチを見つけることがで
きる。よって、既存薬との併用利用により、化合物
作用濃度を減少させながら相乗効果を発揮させるこ
とで、副次的な副作用を抑えられ、難治癌治療法の
新たな提案にもつながる可能性ができる。 
3.研究の方法 
(1) ヒト細胞株の培養 
 本実験にはヒト膵癌細胞株（MIA PaCa-2・
Panc-1）、および胆管癌細胞株（HuH-28）をモデル
細胞として用いた。細胞は 10%ウシ胎児血清を含む
培地で培養し、対数増殖期の細胞を実験に供した。 
(2) MTT法による細胞傷害性評価 
 細胞に化合物を一定濃度で添加し、37℃、5% CO2
下で 24 時間培養させた。測定 1 時間前に各ウェル
に MTT試薬を添加し、1時間反応させることにより
細胞小器官の一種であるミトコンドリア中のエネル
ギー生産に関与する酵素、コハク酸デヒドロゲナー
ゼ活性を、MTT のテトラゾリウム環の開裂に伴う紫
色の呈色反応として、570nm における吸光度を測定
することにより定量した。化合物添加サンプルの吸
光度を未添加コントロールサンプルの吸光度で割っ
た活性変化率を、細胞生存率として算出した。 
(3) ウェスタンブロッティング法によるタンパク質
の解析 
 細胞を PBS で遠心洗浄後、タンパク質可溶化液
(50 mM HEPES, pH7.5, 10% glycerol, 150 mM 
NaCl, 1% Triton X-100, 1 mM EGTA, 1.5 mM 
MgCl2, 1 mM sodium orthovanadate, 0.1% 
proteinase inhibitor cocktail)を用いてタンパク質
を可溶化した。可溶液中のタンパク質濃度は BCA
法を用いて測定し、各サンプルを一定濃度のタンパ
ク質に調整後、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳
動を行った後、PVDF膜に転写した。一次抗体とし
てに結合する抗体を用いてウェスタンブロッティン
グを行い、化学発光法にてタンパク質バンドを検出
した。 
4.研究成果 
膵癌細胞株 MIA PaCa-2, Panc-1、胆管癌細胞株
HuH-28 にピラゾール骨格を有する化合物を作用さ
せ、MTT 法で細胞傷害を評価した。結果、化合物
NK-356 は、濃度依存的に細胞傷害を誘導した。 
NK-356 の細胞傷害を詳細に検討した結果、G2/M
において細胞周期が停止することで細胞増殖が抑制
され、顕著な細胞死は誘導されなかった。そこで、
細胞周期関連タンパク質の発現状態を検討した結
果、M 期マーカーである活性型 Cdk1 の増加や、細
胞周期阻害因子 p21の増加が見られた。したがって、
NK-356 は癌細胞株において p21 を増加させ、M 期
での細胞周期停止を誘導し、癌細胞増殖を阻害した
と考えられた。 


Japanese

新規細胞周期停止化合物による新たな難治癌治療法の開発

佐藤, 元

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24DS-04 
課題名（和文） 物理法則に基づいた深層学習による室内音場の推定 
課題名（英文） Estimation of room sound field using deep learning based on physical laws 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
総合研究所 特任助手 
氏名 佐藤 元 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
音場シミュレーションは室内音場の分析などに利用されるが，大規模な計算時間が必要という課題がある。そ
こで，近年深層学習を用いた高速化手法が検討されている。本研究では，多様な室形状の音場を推定可能な深
層学習手法の確立を目指す。特に，損失関数に物理法則を組み込む深層学習及び，入力に用いる室形状と推定
位置を別々にモデル化する深層学習を用いて，室内音場推定手法の検討を行った。実験から，境界要素法を教
師データに用いた 2 次元室内音場において，一定精度で音場を推定可能なことが明らかとなった。 
 
研究成果の概要（英文） 
Sound field simulation is a fundamental tool in the analysis of room acoustics. However, it typically 
requires a substantial amount of computation time. This study proposes a deep learning-based method for 
estimating sound fields across diverse room geometries. Two approaches were investigated: one 
incorporates the physical laws of sound propagation for the loss function. The other separately models the 
room geometry and sound pressure using the estimation position as input. In the evaluation experiment, 
the training data were generated by the boundary element method in a two-dimensional sound field. The 
experimental results indicate that the sound field can be estimated with consistent accuracy regardless of 
the room shape. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
室内空間の音の伝播をシミュレーションする室内音
場シミュレーションは，コンサートホールや教室な
どの室内音響設計や，VR 空間に対するサウンドレ
ンダリングなど，広く活用されている。一般に，数
値解析手法が用いられているが，計算時間を多く要
するという課題がある。そこで，近年，深層学習を
用いて高速に音場を推定する手法が提案されてい
る。特に，入力座標に対応した音圧を計算する，座
標変換に基づく手法は，3 次元室内音場への拡張や
任意位置の音圧を計算可能な点で注目されている。
一方で，従来研究では，室形状が固定されており，
室形状ごとにモデルを学習する必要があった。 
2.研究の目的 
本研究では，座標変換に基づく深層学習に対して，
新たに室形状情報を入力として用いることで，多様
な室形状に対する音場を高速に推定する手法を検討
する。特に以下の二つの観点に着目し，研究を行う。 
(1)-①, ②：物理法則を損失関数に用いた深層学習モ
デルによって，音伝播の法則性を明示的に学習し，
室形状に対する汎化性能の向上を目指す。 
(1)-③：物理的な条件(室形状)と推定位置は，データ
構造が異なるという仮定から，性質の異なる情報を
別々にモデル化する深層学習手法を適用し，音場推
定の精度改善を目指す。 
3.研究の方法 
教師データとなる室内音場は，境界要素法を用いて
作成した。簡単のため，特定周波数の 2 次元室内音
場をモデル化の対象とした。 
(1)-①, ②：本手法では，深層学習モデルの損失関数
に音伝播の物理法則を示す支配方程式である，
Helmholtz 方程式を用いた。ネットワークには，多
層パーセプトロン（MLP）を用い，入力は推定位置
の 2 次元座標と室形状パラメータとし，出力は入力
に対応した複素音圧の実部と虚部とした。本研究で
は，推定対象を正方形上の室内音場に限定し，正方
形の大きさを室形状パラメータとして用いた。また，
Helmholtz 方程式には，微分項が含まれるため，深
層学習の自動微分を使って，微分項の計算を行った。
さらに，微分の精度を向上させるために，活性化関
数に正弦関数を用いた。 
(1)-③：本研究では，物理的な条件と推定位置座標を
別々にモデル化する Deep Operator Network 
(DeepONet)を用いて音場推定を行った。特に，物理
的な条件として室形状のバイナリ画像を用いた。ま
た，従来の DeepONet では，MLP によって物理的
な条件の学習を行っていたが，本手法では畳み込み
ニューラルネットワーク(CNN)を用いた。室形状は，
長方形を対象として実験を行なった。 
4.研究成果 
(1)-①, ②：2 次元音場シミュレーションの結果から，
Helmholtz 方程式を損失関数に加えることで， 
SNR で平均約 12 dB で正方形音場を推定すること
ができた。しかし，正方形以外の音場に手法を適用
しようとした場合に，推定精度が低下してしまうこ
とが明らかになった。 
(1)-③：DeepONet の適用により，長方形状の音場
に対しても SNR約 24.4 dB と可聴化への利用も可
能な高精度な推定が達成された。さらに，DeepONet
の物理的な条件を計算するネットワークを CNN に
変更したことで精度が約 4.5 dB 改善された。 
5.主な発表論文等 
（研究代表者、共同研究者には下線） 
〔学会発表〕（計 3 件） 
① 佐藤元，池田雄介，“物理法則に基づいた深層学
習による正方形室内音場の推定，” 日本音響学
会 2024 年秋季研究発表会，2024.9，関西大学 
② Gen Sato, Yusuke Ikeda, “Data-Driven 
Physics-Informed Neural Network for Sound 
Field Estimation in Rooms of Arbitrary Size,” 
APSIPA ASC 2024, 2024.12, China Galaxy 
International Convention Center. 
③ 佐藤元，池田雄介， “室形状情報を用いた Deep 
Operator Network による室内音場推定の基礎
的検討，” 人工知能学会，2025.5，大阪府立国
際会議場（発表予定） 
 


物理法則に基づいた深層学習による室内音場の推定

寺田, 真敏

サイバーセキュリティ研究所　年度末報告書

保倉, 明子

所, 雅人

稲本, 舜也

藤原, 弘行

増田, 涼太

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q23E-02 
課題名（和文） 淡水真珠に含まれるマンガンの分布と化学形態の解析 
課題名（英文） 
Distribution and chemical speciation of manganese in freshwater pearls by 
synchrotron radiation X-ray analyses 
研究代表者 
所属（学部，学科・学系・系列，職位） 
東京電機大学工学部応用化学科，教授 
氏名 保倉 明子 
共同研究者 
所属（学部，学科・学系・系列，職位） 
東京電機大学大学院先端科学技術研究科物質生命理工学専攻，博士課程 
氏名 所 雅人 
所属（学部，学科・学系・系列，職位） 
東京電機大学大学院工学研究科物質工学専攻，修士課程 
氏名 稲本 舜也 
所属（学部，学科・学系・系列，職位） 
東京電機大学大学院工学研究科物質工学専攻，修士課程 
氏名 藤原 弘行 
所属（学部，学科・学系・系列，職位） 
東京電機大学工学部応用化学科，学部 4 年 
氏名 増田 涼太 
 
研究成果の概要（和文） 
真珠は炭酸カルシウムの結晶（アラゴナイト）と有機質タンパク質から構成されている。本研究では，淡水
真珠におけるマンガンの分布と化学形態の解明を目的とした。試料には，琵琶湖産および中国産の真珠を用い
た。淡水真珠において，数百～千 ppm のマンガンが含まれていたが，その分布は均一ではなかった。X 線マイ
クロビームの適用により，真珠層におけるマンガンのゾーニングを詳細に可視化することができた。この微量
のマンガンは酸化数が+2 価であることが示された。 
 
研究成果の概要（英文） 
Pearls are composed of calcium carbonate crystals (aragonite) and organic proteins. This study aimed to 
elucidate the distribution and chemical form of manganese in freshwater pearls. Pearls from Lake Biwa 
and China were used as samples. Using an X-ray microbeam, we were able to visualize the manganese 
zoning in the nacreous layer in detail. The trace amount of manganese was found to have an oxidation 
number of +2. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
生物が鉱物を形成する現象は「バイオミネラリゼ
ーション」と呼ばれ，生体有機分子がこの過程で重
要な役割を果たしているとされる。バイオミネラル
は機械強度やしなやかさに優れることが知られてい
る。真珠はその一例である。真珠にはアコヤガイな
どの海水生物由来のものと，イケチョウガイなどの
淡水生物由来のものがある。淡水真珠は海水真珠と
比較してマンガン含有量が高い傾向にあることが報
告されている（和田浩爾ら，宝石学会誌 1988）。真
珠層の主成分である炭酸カルシウムは，熱力学的に
は安定性の低いアラゴナイト相で存在しているが，
通常マンガンはこの相に取り込まれにくい（荒井康
夫ら，石膏と石灰 1990）。このことから，真珠層に
おける高いマンガン濃度は，生体由来の有機物の関
与によるものと推定されている。 
 
2.研究の目的 
本研究は，淡水真珠層形成のメカニズム解明を目
的とし，真珠中のマンガン分布および真珠層の結晶
相に着目した。特に，放射光 X 線マイクロビームを
適用し，マンガンの分布とその化学形態および真珠
の結晶相について詳細な解析を行った。 
 
3.研究の方法 
試料には，琵琶湖産の無核淡水真珠（滋賀県水産
試験場提供）および中国産の無核淡水真珠を使用し
た。マンガン濃度は偏光光学系エネルギー分散型蛍
光 X 線分析装置（Epsilon 5）により定量した。真珠
をエポキシ樹脂で包埋し，ダイヤモンドカッターで
切断・研磨した試料について，走査電子顕微鏡
（JSM-7200F, JEOL）による観察，µ-XRF，顕微ラ
マン分光による分析を行った。放射光施設 Photon 
Factory では，マンガンの K 吸収端の X 線吸収スペ
クトル測定，µ-XRF による元素分布の可視化，
µ-XRD による結晶相の同定を実施した。 
 
4.研究成果 
X 線顕微鏡および放射光 µ-XRF により，淡水真珠
におけるマンガンの詳細なゾーニングを可視化でき
た。琵琶湖産試料（HS-01）では，マンガンが真珠
の中心部から外縁へ縞状に分布し，外側ほど高濃度
であった。マンガンは酸化数が+2 価であることが示
された。 
一部の無核淡水真珠では，中心部の空洞の周囲に
カルサイト，その外側にバテライト，さらに外層に
アラゴナイトが層状に分布していた。無核真珠から
バテライトの報告はある（A. L. Soldati, et al., 
Mineralogical Magazine 2008）が，カルサイトの
検出は極めて稀である。カルサイト相では粒子の凝
集が見られ，マンガン含有量は比較的低かった。 
淡水中ではカルシウム濃度が低いため，無機的な
カルシウム沈着を経てバイオミネラリゼーションが
進行する可能性がある。今後は，有機物とマンガン
を共存下でのアラゴナイト合成実験を行い，形成機
構のさらなる解明を目指す。 
 
5.主な発表論文等 
〔学会発表〕（計 4 件） 
① S. Inamoto, Y. Abe, A. Hokura, et al., 
Distribution and chemical speciation of 
manganese in freshwater pearls by 
synchrotron radiation X-ray analyses ，
Colloquium Spectroscopicum Internationale 
XLIII，2023.06.27，Tokushima, Japan. 
② S. Inamoto, Y. Abe, A. Hokura, et al., 
Synchrotron X-ray Analysis of Manganese in 
Nacreous Layer of Freshwater Pearls, 16th 
Asian Conference on Analytical Sciences, 
2023.10.10, Kuala Lumpur, Malaysia. 
③ 藤原弘行，保倉明子，宮﨑淳，焼成ホタテ貝殻
における蛍光観察および Mn の化学形態分析，
第 84 回分析化学討論会，2024.05.18，京都工
芸繊維大学． 
④ 増田涼太，保倉明子，他，淡水真珠におけるマ
ンガンのゾーニングおよび化学形態分析，第 60
回 X 線分析討論会，2024.10.31，高知城ホール． 


淡水真珠に含まれるマンガンの分布と化学形態の解析

田中, 慶太

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q23L-01 
課題名（和文） ヒトの聞き取りに関連する聴覚情報処理の基礎的検討 
課題名（英文） Basic Study on Auditory Information Processing Related to Speech Perception 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
理工学部 電子情報・生体医工学系 教授 
氏名 田中 慶太 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
通常の聴力検査では異常が認められないにもかかわらず、日常生活における「聞き取り」に困難を抱える人々
が存在する。このような聴覚情報処理の問題に対して、本研究では脳磁図（MEG）を用いた聴覚野の律動的脳
反応（聴性定常応答）を指標として、ヒトの聞き取り機構の神経基盤を解明することを目的とする。言語音知
覚の脳内メカニズムを詳細に検討することで、発達障害との関連性の解明や、近年急速に普及している情報機
器端末が聴覚認知処理に与える影響について、科学的根拠に基づいた考察を提供することが期待される。 
 
研究成果の概要（英文） 
Although standard hearing tests show no abnormalities, some individuals still experience difficulties with 
speech perception in daily life. This study uses magnetoencephalography (MEG) to investigate the neural 
mechanisms of human speech perception, focusing on auditory steady-state responses (ASSRs). The 
findings are expected to clarify links with developmental disorders and shed light on the impact of modern 
information technology devices on auditory processing. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
通常の聴力検査では異常が認められないにもかか
わらず、日常生活において「聞き取り」に困難を抱
える人々が存在する。近年では、こうした聞き取り
困難と発達障害との関連性も指摘されている。聞き
取りに関する障害の機構としては、音情報が蝸牛な
どの末梢部から大脳皮質の左右聴覚野に至るまでの
聴覚情報処理系において、末梢または中枢の機能異
常や機能低下が考えられる。しかし、聴力検査で異
常が認められない場合が多く、主たる要因は中枢レ
ベルにおける処理機能の低下である可能性が高い。 
本研究の目的は、「聞き取り」の神経機構を中枢、
すなわち大脳皮質レベルで解明することである。具
体的には、脳磁図（MEG）を用いて、聴覚野におけ
る律動的な脳反応（聴性定常応答）を指標とし、言
語音の聞き取りに関わる神経基盤の特性を明らかに
することを目指す。 
本研究により、言語音の聞き取り機構の解明が進
むことで、発達障害との関連性の理解が深まり、さ
らに、近年普及が進む情報端末機器の使用に伴う潜
在的な弊害に対する議論にも貢献できると期待され
る。 
2.研究の目的 
本研究の目的は、聴覚機能の中枢的側面を解明す
るために、脳磁図（MEG）を用いて律動的な脳活動
（聴性定常応答）を測定し、「聞き取り」に関わる聴
覚情報処理を定量的に評価することである。これに
より、聴覚情報処理の神経機構を明らかにし、聴き
取り困難の原因解明に資する客観的な指標の確立を
目指す。 
3.研究の方法 
(1) 研究の背景と目的 
① 言語音の聴取においては、両耳から同時に入力さ
れた音声情報が脳内でどのように統合・処理される
かは複雑である。 
② 本研究では、「聞き取り」に関する主観的評価（聞
き取った語を記述する課題）に加えて、客観的な神
経指標として脳律動活動を導入し、聞き取りにおけ
る聴覚情報処理を多面的に評価することを目的とす
る。 
(2) 脳磁図を用いた神経応答の評価手法 
① 聴覚誘発応答は、一般に過渡応答（例：N100）
と定常応答（ASSR）に分類される。 
② 刺激間隔が短い場合、周期的な音刺激により変調
周波数に一致する聴性定常応答（ASSR: Auditory 
Steady-State Response）が誘発される。ASSR は、
被験者の注意状態に応じて振幅が変化することが知
られており、注意機構の神経的指標となる。 
(3) 周波数タグ付け法による左右耳応答の分離 
① 従来の過渡応答指標では、両耳に同時に音声刺激
を提示した際に、それぞれの耳に由来する脳応答を
明確に識別することが困難であった。 
② 本研究では、ASSR の周波数選択性を活用し、左
右の耳に異なる変調周波数（例：35 Hz と 45 Hz）
で変調した言語音を同時提示することで、各耳に対
応する神経応答を識別する周波数タグ付け法
（frequency tagging）を用いる。 
(4) 脳応答と主観的評価との対応分析 
① 周波数タグ付けにより得られた ASSR を解析し、
左右聴覚野における左右耳由来の脳応答の比率を定
量的に算出する。 
② さらに、被験者の主観的評価（書き取り課題の正
答率）と ASSR の振幅との関係を比較・解析するこ
とで、注意配分と聴覚情報処理の神経的関連性を検
討する。 
(5) 聞き取り困難者への応用可能性 
① ASSR は注意の影響を受けるため、正常な注意機
構が働いていれば、神経応答と主観的評価の結果は
一致することが予想される。 
② 一方で、聞き取り困難者では両者の乖離が見られ
る可能性があり、本手法は注意配分や情報選択の神
経基盤の異常を検出する手段として有効であると考
えられる。 
4.研究成果 
(1) 研究の主な成果 
① 本研究では、聴覚機能に異常のない健常な右利き
成人 15 名を対象に、脳磁図（MEG）を用いた両耳
分離聴タスク実験を実施した。すべての参加者から
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
インフォームド・コンセントを取得し、東京電機大
学ヒト生命倫理委員会の承認を得て研究を遂行し
た。 
② 刺激音としては、日本語の二音節語 48 語（例：
「アカ」「イヌ」）を用い、各語を 35 Hz または 45 Hz
で振幅変調（変調度 1.0）し、90 dB で両耳に提示し
た。提示順序は被験者ごとにランダム化し、変調周
波数と言語音の組み合わせによる偏りを最小限に抑
えた。 
③ 実験は「右耳注意条件」と「左耳注意条件」の 2
条件で構成され、各条件下で被験者は指定された耳
からの言語音のみを聞き取り、無音区間に書き取っ
て報告した。 
④ 行動実験の結果、右耳の正答率は 95.2%（SE = 
0.84）、左耳は 92.5%（SE = 1.20）であり、統計的
には有意差は確認されなかった。一方、左耳由来の
音声に対する右聴覚野における 40 Hz ASSR（聴性
定常反応）の平均振幅と正答率の間に有意差は認め
られなかったが、有意傾向が観察された。 
⑤  また、右耳注意条件では正答率が天井近く
（95.2%）であり、ASSR 振幅との相関が検出され
なかった。これは、注意を大きく割かずとも右耳か
らの音声を正確に聞き取れることを示唆している。 
(2) 国内外における位置づけとインパクト 
① 本研究は、聴性定常反応（ASSR）を用いて、耳
ごとの注意配分を定量的に評価可能であることを示
した点において、聴覚認知神経科学の分野に新たな
知見を提供するものである。 
② 特に、注意資源の配分に基づく聴覚処理の違いを
神経生理学的に示す手法は、従来の行動的評価に依
存した研究と比較して、客観性・再現性に優れた方
法論として評価されうる。 
③ この成果は、注意欠如・多動症（ADHD）など、
注意機構に関連する発達障害の神経評価ツールとし
ての応用可能性を示唆し、臨床・教育領域において
も波及効果が期待される。 
(3) 今後の展望 
① 今後は、発達障害者や聞き取り困難者を対象に同
様の周波数タグ付け課題を適用し、ASSR 振幅と行
動指標の乖離の有無を検証することで、注意配分の
神経的特徴をより明確にすることが求められる。 
② また、MEGの空間分解能と時間分解能を活かし、
左右聴覚野間の情報伝達や注意切り替えの動態解析
を行うことで、「聞き取り困難」の中枢機構をより詳
細に理解する基盤となる。 
③ 本手法をさらに発展させることで、臨床診断支援
への応用や、教育現場における注意評価ツールとし
ての実装も視野に入れた展開が期待される。 
5.主な発表論文等 
（研究代表者、共同研究者には下線） 
〔雑誌論文〕（計 1 件） 
① K. Tanaka, A. Tsukahara, H. Miyanaga, S. 
Tsunematsu, T. Kato, Y. Matsubara, H. Sakai: 
Superconducting Self-Shielded and 
Zero-Boil-Off Magnetoencephalogram 
Systems: A Dry Phantom Evaluation, 
Sensors, 24(18), 6044 (2024) 
Doi: https://doi.org/10.3390/s24186044 
〔学会発表〕（計 3 件） 
① R. Yamada, M. Kanamaru, K. Tanaka, 
Neural correlates of selective 
attention during auditory processing, 
BIOMAG 2024, 2024 年 8 月 , Sydney, 
Australia. 
② K. Watanabe, K. Tanaka, A. Tsukahara, 
Evaluation of Brain Activity for 
Right-ear Dominance in Listening, 45th 
Annual International Conference of the 
IEEE Engineering in Medicine and Biology 
Society, 2023 年 7 月, Sydney, Australia. 
③ K. Tanaka, A. Tsukahara, Y. Miyanaga, K. 
Yokoyama, T. Yamaguchi, S. Tsunematsu, 
T. Kato, Y. Matsubara, Evaluation of 
Superconducting Self-Shield and Zero 
Boil-Off Magnetoencephalogram Systems 
Using Dry Phantom, Intermag2023, 2023
年 5 月，仙台，Japan 
 


ヒトの聞き取りに関連する聴覚情報処理の基礎的検討

東, 孝文

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24J-05 
課題名（和文）  ｢自分エージェント｣を利用した先延ばし抑制のためのタスク管理支援に関する研究 
課題名（英文） Task management support to reduce procrastination using "self-agent" 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
システムデザイン工学部デザイン工学科助教(2024 年度当時) 
氏名 東 孝文 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
本研究は，しなければならないタスクのスケジュールがあるにも関わらず，すぐに行わない先延ばしをしてし
まうことでタスクを計画通りできないという課題に対し，ユーザの先延ばしを抑制させることで自身のスケ
ジュールに適切なタスク管理・タスク遂行支援について取り組んだ．大学生の個人特性（自己制御能力，メタ
認知能力）が先延ばしに与える影響を明らかにし，先延ばしをする学生が直面する課題を特定した．目的のタ
スク遂行について，自身で次に取り組むタスクを宣言させるシステムを開発した．結果，システムの効果につ
いて検証し，ユーザのパーソナリティに応じて先延ばし抑制支援が効果的に寄与するクラスタとそうでない
クラスタを特定した． 
 
研究成果の概要（英文） 
This study addressed the issue of not being able to complete tasks as planned due to procrastination, even 
when there is a scheduled task that needs to be completed, by not doing it immediately. It addressed this 
issue by providing support for task management and completion appropriate to one's schedule by curbing 
procrastination. It clarified the impact that the personal characteristics of university students (self-control 
ability, metacognitive ability) have on procrastination, and identified the challenges faced by students who 
procrastinate. It developed a system that allows students to declare the next task they will undertake in 
completing a desired task. As a result, the effectiveness of the system was verified, and it was possible to 
identify clusters in which support for curbing procrastination would be effective depending on the user's 
personality, and clusters in which it would not. 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
  本研究は，大学生に見られる不適応的な先延ば
し行動に対し，心理的負荷の少ない動機づけ支援
を通じてタスク実行を促す方法を検討すること
を目的としている．特に，自己制御能力の低い学
生が課題の重要性を認識しながらも，明確な理由
を持たずに先延ばしに陥ることが分かっている．
こうした問題に対して，従来の外的な強制や報酬
による動機づけでは持続的な効果が期待しにく
く，より内発的な動機づけに基づいた支援手法が
重要と考える． 
  本研究の中心として文献③の「自分エージェン
ト」システムの開発をしている．このシステムは，
計画を立てた時の過去の自分と締切り直前の未
来の自分を擬人化したキャラクタからなるエー
ジェントシステムを通じて，ユーザに「自分自身
に迷惑をかけないよう行動する」という構造を意
識させ，自己内からの動機を引き出すことを目的
として設計している．短期的にはタスク実行率の
向上がみられた一方で，長期利用においては習慣
化の難しさや使用頻度の低下といった課題も確
認した．  
2.研究の目的 
  本研究の目的は，大学生の不適応的先延ばし行
動を抑制するために，ユーザの内発的動機に基づ
いた柔軟な支援手法を設計し，パーソナリティに
応じた適応的介入を実現することである．文献③
で得られた知見を起点として，先延ばし行動に対
する個別最適な支援の在り方をさらに発展させ
ることを目的とし，さらに 2 つの異なる方向性の
派生研究を展開した． 
ひとつは，ユーザ自身の意思決定や内的状態に焦
点を当てた文献①④の「自己内対話的支援」であ
り，もうひとつは，他者（キャラクタ）への共感
や配慮を通じて行動を促す文献②⑤の「利他的動
機づけ支援」である．これらの派生研究を通じて，
先延ばしの原因や克服手段が個々に異なるとい
う前提のもと，多様な動機づけ経路に対応する支
援システムの構築を目指した． 
3.研究の方法 
まず，中心研究である文献③では，大学生の自
己制御能力やメタ認知能力と先延ばし傾向の関
係を質問紙調査により把握し，その上で「未来の
自分」「過去の自分」との対話によって自己の行動
に責任を持たせる「自分エージェント」システム
を実装した．本システムはチャット形式で展開さ
れ，ユーザが未来の自分に対して迷惑をかけたく
ないという感情を喚起することで，内発的にタス
ク実行を選ばせる構造をもつ． 
この研究の成果と限界を踏まえ，文献①および
④では，より直接的な自己との対話の促進を図る
支援を設計した．タスク直前に「実行」か「先延
ばし」をユーザが選択するインタフェースを提示
し，行動の意識化と責任感を喚起した．加えて，
ユーザの内的欲求や気分を可視化し，それをもと
に意思決定を行わせる設計を導入し，より感情
的・合理的な納得に基づく行動選択を支援した． 
一方，文献②および⑤では，ユーザの内発的動機
のなかでも「利他的動機」に着目し，タスクを実
行することがキャラクタの幸福に直結する設計
を導入した．質問紙調査を通じて，大学生の利他
的傾向を因子分析とクラスタ分析により 4 タイプ
に分類し，そのうち「サポート重視型」「積極的親
切型」の対象者を選定して，キャラクタの反応に
よる感情的なフィードバックがタスク実行に与
える影響を評価した． 
4.研究成果 
  文献③では，自己の時間的連続性を擬人化した
「自分エージェント」との対話を通じて，短期的
には自己制御能力の低い学生に対しても実行率
の向上を確認した．特に，未来の自分に対する「迷
惑をかけたくない」という感覚が行動選択に影響
することが示された一方で，長期使用における継
続性の低下が課題として明らかになった． 
これに対し，文献①④の派生研究では，行動の直
前での選択意識や内的欲求の可視化を促すこと
で，ユーザの自律的な意思決定を支援し，納得感
を伴った実行が可能になる効果を確認した．特
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
に，タスクの達成に加えて「選択した結果として
の実行」を意識化できる点が，行動変容の第一歩
となると考える． 
  また，文献②⑤の利他的動機づけ支援では，キ
ャラクタの感情フィードバックによって，タスク
の意味が自己中心的な目標から他者貢献的な意
味へと再構成されることで，対象者の実行意欲が
高まる傾向を確認した．利他性が高いとされるタ
イプのユーザにおいては特にその傾向が強く，支
援の個別化において有効なパラメータとなりう
ると考える． 
これらの成果から，先延ばし行動に対する支援に
は，自己認知・感情・時間的視点・他者志向とい
った多様な要素を組み合わせることが必要であ
るという結論を得た．今後はこれらの支援設計を
統合し，ユーザの特性や状況に応じたハイブリッ
ド型支援環境の構築を進める予定である． 
5.主な発表論文等 
（研究代表者、共同研究者には下線） 
〔学会発表〕（計 4 件） 
① 髙田茉知,武川直樹,東孝文「⼤学⽣の先延ば
しマネジメントシステムの提案」情報処理学
会 HCI 研究会論⽂集 2024(11)1-7,2024 年 8
月 
② 魚谷柚奈,東孝文「ユーザの利他的行動を利用
したタスク遂行支援システムに関する研究」
情報処理学会 HCI 研究会論⽂集 2025(33)1-
6,2025 年 1 月 
③ 有村智帆,東孝文「「明日やろう宣言」 実行支
援システム 自己制御能力低群による「自分
エージェント」利用の継続力について」情報
処理学会 HCI 研究会論⽂集 2025(34)1-
7,2025 年 1 月 
④ 髙田茉知,武川直樹,東孝文「大学生の不適応
先延ばし抑制に向けた本人の欲求を代弁し
意思決定を促すシステムの提案」情報処理学
会 CN 研究会論⽂集 2025(36)1-8,2025 年 1
月   
⑤ 魚谷柚奈,東孝文「利他的行動を促す先延ばし
されやすい重要タスクの実行支援システム
の提案」情報処理学会 HCI 研究会論⽂集
2025(34) 1-8,2025 年 3 月 


｢自分エージェント｣を利用した先延ばし抑制のためのタスク管理支援に関する研究

石原, 美彦

梅田, 孝一

西田, 結理

井口, 祐貴

舛井, 裕輝

吉村, 雅文

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24K-03 
課題名（和文） 大学女子サッカー選手のトレーニング負荷と体力・傷害特性に関する縦断調査 
課題名（英文） 
Longitudinal study on training load, physical fitness, and injury characteristics of 
female university soccer players 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
東京電機大学未来科学部・人間科学系列・助教 
氏名 石原 美彦 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
順天堂大学大学院スポーツ健康科学研究科・博士前期課程 
氏名 梅田 孝一 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
順天堂大学スポーツ健康科学部・4 年 
氏名 西田 結理 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
桃山学院大学法学部・講師 
氏名 井口 祐貴 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
順天堂大学大学院スポーツ健康科学研究科・協力研究員 
氏名 舛井 裕輝 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
順天堂大学スポーツ健康科学研究科・教授 
氏名 吉村 雅文 
 
研究成果の概要（和文） 
本研究は大学女子サッカー選手のトレーニング負荷と体力・傷害特性について縦断的に調査することを目的
とした。その結果、個々の体力特性に加え、傷害特性も考慮すると、HIR15、減速、方向転換をトレーニング
負荷指標とした急性慢性負荷率を用いることは、大学女子サッカー選手の負荷指標として有益である可能性が
示唆された。 
 
研究成果の概要（英文） 
This study aimed to investigate the training load and physical fitness and injury characteristics of 
female university soccer players in a longitudinal study. As a result, considering both individual physical 
characteristics and injury characteristics, it was suggested that using HIR15, deceleration, and change of 
direction as training load indicators and acute-chronic load ratio as a load indicator may be useful for 
female university soccer players. 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
昨今の球技スポーツでは、試合やトレーニング中
の選手個々の身体的負荷を GPS/GNSS・加速度セン
サー内蔵ウェアラブルデバイスと ICTを活用しなが
ら、急性的な負荷 (直近 1 週間のトレーニング負荷
量) と、慢性的な負荷 (直近 1 ヶ月間のトレーニン
グ負荷量) の比率から算出される指数である acute 
chronic work load ratio (以下、ACWR) を評価した
トレーニング負荷管理が導入されている。(Gabbett 
TJ, 2016)。しかしながら、このトレーニング負荷指
標に関する研究は、国外プロレベルや男性選手を対
象にしたものであり、女性選手の ACWR は横断・
縦断的調査ともに行われておらず、体力・傷害特性
を考慮したトレーニング負荷に関する網羅的解析も
前例がない。 
2.研究の目的 
大学女子サッカー選手のトレーニング負荷と体
力・傷害特性について縦断的に調査することを目的
とした。 
3.研究の方法 
大学女子サッカー選手を対象に、慣性センサー内
蔵 GNSS デバイス (Catapult Sports 社製) を用い
て、2023-24 シーズンの全てのトレーニングおよび
試合における身体的負荷量を測定した。トレーニン
グにおいては心拍センサーPolarH10 (Polar 社製) 
を用いて心拍変動も定量した。またタブレット端末
とアプリケーションを用いて、毎試合・トレーニン
グ中の身体的負荷量と心拍変動をリアルタイムで記
録・可視化するとともに、活動をビデオ映像により
記録した。身体的負荷項目として、総移動距離 
(Total distance covered: TD)、15km/h 以上の高強
度での走行距離 (High intensity running: HIR15)、
21km/h 以上の ス プリン ト回数  (Sprinting: 
SP21) 、心拍数 (Heart rate: HR)、Player LoadTM、 
2.0 m/s2以上の加速、減速、方向転換の各回数を分
析対象とした。それらの項目のACWRをMurray, N. 
B. et al., (2017) に基づき、Exponentially Weighted 
Moving Average (ACWR-EWMA) 法にて算出・評
価した。またプレシーズン終盤期に行われた体力測
定、毎月の体組成測定より得られた体力・身体特性、
各試合における出場時間を考慮して分析した。研究
期間中に発生したすべての外傷・障害については、
整形外科医の診断により確定した発生件数、発生率、
発生部位、種類、発生時期、および重症度について
分析した。重症度は FIFA によって推定された定義
を用いて minimal, mid, moderate, severe の 4段階
に分類した。 
4.研究成果 
 ACWR-EWMA について、TD は推奨範囲内の
0.8~1.3 で推移していたが、その他の項目について
は上記範囲を上回るもしくは下回る変動が見られ
た。とりわけHIR15 はシーズン期で 1.3 を上回るこ
とが多く、加速・減速については 0.8 を下回ること
がしばしば見受けられた。外傷・障害の特性は、大
腿部肉離れおよび足関節捻挫が最も多く発生してお
り、長期離脱となる severe は膝前十字靭帯損傷であ
り 1件発生した。肉離れおよび筋系外傷・障害は負
荷指標のうち減速および方向転換との間に関連性が
見られ、足関節捻挫は HIR15 関連性が見られた。こ
のことから、個々の体力特性に加え、傷害特性も考
慮すると、HIR15、減速、方向転換をトレーニング
負荷指標として用いることは、大学女子サッカー選
手のトーレニング負荷管理にとって有益である可能
性が示唆された。 
5.主な発表論文等 
〔学会発表〕（計 2件） 
① 宮島 啓, 廣津 信義, 石原 美彦, 舛井 祐輝, 
吉村 雅文. 大学女子サッカー選手の身体的パ
フォーマンスの予測 -GPSデータと機械学習に
よるデータ分析-.日本体育・スポーツ・健康学
会第74回大会, 2024年8月30日, 福岡大学 (福
岡県福岡市). 
② 西田 結理, 宮森 隆行, 石原 美彦, 岩木 峻平, 
吉村 雅文. 大学女子サッカー選手における２
シーズンの外傷・障害の特徴. 日本フットボー
ル学会 22nd Congress, 2025 年 3 月 9日, 中京
大学 (愛知県豊田市). 
 


大学女子サッカー選手のトレーニング負荷と体力・傷害特性に関する縦断調査

松村, 隆

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24K-04 
課題名（和文） 高齢化による世代間と世代内の異質性が財政政策の有効性に及ぼす影響 
課題名（英文） 
The effect of heterogeneity between and within generations due to the aging of society 
on the effectiveness of fiscal policy. 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
未来科学部 人間科学系列 准教授 
氏名 松村 隆 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
本研究の目的は、若年者層の雇用の異質性が高まると、財政政策の有効性にどの様な影響を及ぼすのか、実際
のデータで検証を行うことである。そこで、非正規雇用比率の高低で都道府県のグループ分割を行い、2 つの
グループに対して、それぞれパネル VARモデルを構築し、IRF分析の結果を比較した。累積財政乗数分析の結
果、長期的には非正規雇用比率が高いと財政政策の効果が高まるという結果が示されたたものの、短期的には、
逆の結果が示された。但し、どちらも統計的に有意な差があるという結果とはならなかった。 
 
研究成果の概要（英文） 
The purpose of this study is to examine, using actual data, how increasing heterogeneity in employment 
affects the effectiveness of fiscal policy. Therefore, I divided prefectures into two groups based on the ratio 
of non-regular employment, and constructed panel VAR models for each of the two groups and compared 
the results of IRF analysis. The results of the cumulative fiscal multiplier analysis showed that, in the long 
term, a high ratio of non-regular employment increased the effectiveness of fiscal policy, but in the short 
term, the opposite result was observed. However, neither showed statistically significant differences. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
財政赤字の拡大により累積債務が増大し、高齢化
も進む日本においては、財政政策の効果検証の重要
性が高まっている。しかし、日本では、若年者が高
齢者を支えるという負担構造を前提として各種財政
政策、社会保障政策等が講じられている。そこには、
若年者は労働市場から所得を得ている高所得者であ
りそれ故に高齢者を支える存在である一方、高齢者
は労働市場から退出しているため十分な所得を有し
ない低所得者であるという前提がある。しかし、実
際は、非正規雇用労働者として働いているため十分
な所得を有していない若年者や、十分な資産がある
ため低所得でも生活に問題のない高齢者が多数存在
している。こうした現状を踏まえずに財政政策の効
果を分析すると、実際よりも、若年者の消費の影響
を過大評価し、逆に、高齢者の消費の影響を過少評
価してしまう可能性が懸念される。そのため、従来
の分析の中心であった若年者と高齢者という世代間
の異質性だけでなく世代内の異質性についても考慮
した枠組みで財政政策の効果の分析を行うことが重
要であると言える。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
 
2.研究の目的 
 本研究では、世代内の異質性として、若年者層の
異質性である雇用格差等を組み込んだ経済モデルを
構築し、世代内異質性を考慮しない経済モデルとの
比較を行う分析と、パネルデータを用いて、若年者
層の雇用の異質性が高まると、財政政策の有効性に
どの様な影響を及ぼすのかといった、実証分析を行
う。 
雇用格差に着目する理由は、日本では、海外と比
較して同一労働同一賃金が十分に進展しておらず、
非正規雇用労働者は正規雇用労働者に比べ低賃金に
陥りやすいためである。また、雇用の流動性も低い
ため、一度、労働者が非正規雇用労働者になると、
正規雇用労働者になることが困難となる傾向にある
ためである。 
 
3.研究の方法 
 若年者層の雇用格差が経済に及ぼしている影響を
実際のデータで確認するために、理論モデル構築に
先んじて実証分析を行った。 
日本の非正規雇用労働者は、海外のパートタイム
労働者とは異なる特性があることから、先進国のパ
ネルデータを用いる国単位の分析ではなく、日本の
データのみを用いて検証する必要があると考えられ
る。一方で、検証には十分なサンプル数を確保する
必要もあることから、本研究では、国単位のデータ
ではなく、都道府県別のパネルデータに着目した。
データ期間は1990年から2020年までの年次データ
で、政府支出、県内 GDPなどを用いた。 
事前に、非正規雇用比率が高い 24 の都道府県グ
ループ(HG) と低い 23 の都道府県グループ(LG) を
抽出し、非正規雇用比率の高低でサンプル分割を行
った。そして各グループでそれぞれパネルデータに
よる Vector Autoregressive Model (パネル VARモ
デル)を推計し、政府支出ショックが GDP に及ぼす
影響について、Impulse Response Function (IRF)
分析の結果比較を行った。 
 
4.研究成果 
IRF 分析の結果、まず、どちらのグループも政府
支出の増加ショックに対して、数年に渡って GDP
を押し上げるという結果が得られた。そして、累積
政府支出乗数の比較では、ショック発生から数年目
まで短期では HGの方が乗数は低いものの、それ以
降となる長期ではHGの方が乗数は高くなるという
という結果が示された。但し、乗数の高低の差異は
小さく、統計的にも信頼区間ベースで有意な差があ
るとの結果にはならなかった。 
 こうした分析結果は、政府支出にいわゆる公共投
資等の政府投資と政府消費といった性質の異なる支
出をまとめて用いていること、都道府県を半数程度
で分割したため、非正規比率の高低の度合いが弱い
都道府県を含んでしまっていること、等の可能性が
考えられる。 
 


高齢化による世代間と世代内の異質性が財政政策の有効性に及ぼす影響

佐々木, 元気

五十嵐, 洋

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24D-01 
課題名（和文） チームワークを汲み取る協調作業支援システムの開発 
課題名（英文） Development of Collaborative Task Assistance System that Captures Teamwork 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
先端科学技術研究科電気電子システム工学専攻 
氏名 佐々木元気 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
工学部電子システム工学科 
氏名 五十嵐洋 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
本研究では協調作業中のチームワークを客観的に評価するために、ヒトの持つ協調技能に注目した。協調技能
はヒトが持つ技能の一つであり、機械などを操作する際に必要な操作技能と比較して、他者と協調するために
必要な技能である。本研究では協調技能によって生ずる操作量の変化に着目し、この変化量を「気づかい」
（Concern For Others: CFO）と定義した。そして、協調作業中のパフォーマンス要因を特定しアシストへ応
用するために、パフォーマンスと「気づかい」の相関を解析した。相関解析によっていくつかのグループの「気
づかい」とパフォーマンスとの間に正の相関があることが認められたが、アシストに応用するためにはより詳
細な解析が求められる。 
 
研究成果の概要（英文） 
This study focuses on human collaborative skills to objectively evaluate teamwork during collaborative 
tasks. Unlike operational skills used for manipulating machines, collaborative skills are essential for 
working with others. We defined the variation in motor behavior caused by these skills as “Concern For 
Others(CFO).” To identify performance-related factors and inform assistive strategies, we analyzed the 
correlation between CFO and performance. While several groups showed a positive correlation, further 
analysis is needed for practical assistive applications. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44 号 (2024 年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
古来よりヒトは他者と協力し合うことで、一人で
はなし得なかった作業を行い、生活を営み、発展さ
せてきた。現在ではヒトの労働力低減や支援を目的
としてロボットが導入されており、ヒトと協調でき
る支援システムの研究が昨今盛んに行われている。
これまでの支援システムでは、 一人のヒトとどのよ
うに協調するかを対象としてきた。ここで、より複
雑な作業や高度な知能・技能が求められる作業の支
援を見据えた際に、ヒト同士の協調作業を支援する
必要がある。しかし、従来の支援システムでは一人
との協調のみを考慮しているため、ヒト同士のチー
ムワークをかえって損ねてしまう可能性があった。 
2.研究の目的 
本研究ではヒトが協調作業中に発揮する他者への
「気づかい」に着目する。本研究が定義する「気づ
かい」は協調作業中に他者を配慮した際に生ずる操
作量の変化である。「気づかい」の仕方は個人によっ
て異なり、協調作業中のチームワークを織りなす上
で重要な要素である。本研究では作業者ごとにフィ
ッティングした操作モデルを使用して協調作業中の 
「気づかい」を推定し協調作業中のパフォーマンス
要因を特定することで、チームの和を乱さない協調
作業の支援システムの構築を目的とする。 
3.研究の方法 
本研究では推定した「気づかい」をもとに協調作
業をリアルタイムに支援し、協調作業中のパフォー
マンスを向上させることを目指す。まず、「気づかい」
からパフォーマンス要因を特定するために相関解析
を行い、支援システムの方略を探す。そして、 力の
フィードバックを用いて、作業対象のダイナミクス
を変化させる支援システムを構築する。 本支援シス
テムはパフォーマンスに関連ある「気づかい」を変
化させることで、パフォーマンスの向上を試みる。
有効性が確認されなかった場合は、操作に直接介入
する支援システムを構築し、検証する。 
4.研究成果 
 本研究では、はじめに協調作業中に得られた各被
験者の「気づかい」を用いてグループの「気づかい」
を計算した。そして、協調作業中のパフォーマンス
の要因としてグループの「気づかい」に関連がある
か解析を行った。最初の解析では線形の相関解析を
行ったが、相関関係を得ることはできなかった。そ
こで、独立変数を各「気づかい」とし、目的変数を
パフォーマンスとしたモデルを作成した。モデルは、
LRM やカーネルリッジ回帰などの非線形回帰モデ
ルを用いて作成したが、どのモデルも予測できなか
った。そこで、本研究では協調作業中のパフォーマ
ンスの測定手法に問題があると考えた。これまでパ
フォーマンスの計算には、各単独操作モデルから推
定されるパフォーマンスの平均値を用いていた。一
方で、最も高いパフォーマンスを発揮する被験者よ
りも協調作業が超えていれば、協調作業の必要性が
出る。そこで、その比較値をパフォーマンスとして
用いて、新たに相関解析した結果、いくつかの「気
づかい」とパフォーマンス間に相関が認められた。
関係を解釈すると、似た者同士の「気づかい」を発
揮する作業者同士の際にパフォーマンスが向上する
ことが確認された。今後はより詳細な解析を行うこ
とで、協調作業のアシストの方略を見つける。 
5.主な発表論文等 
〔学会発表〕（計 5件） 
① G. Sasaki, K. Kobayashi, K. Tozuka, B. Poitrimol and 
H. Igarashi: “Proposal of a High-Precision Predictable 
Human Operation Model for Complex Tasks Using 
Task-Based Recursive Neural Networks,” 
Proceedings of the 11th IEEJ international workshop 
on Sensing, Actuation, Motion Control, and 
Optimization (SAMCON2025), pp. 477-482, Kunibiki 
Messe, Shimane, Japan, Mar 22, 2025. 
② 佐々木 元気, 五十嵐 洋: “pHHI: ヒト同士の物理的な
協調作業における協調作業パフォーマンス推定手法の
提案”, 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演
会’25, , 山形ビッグウイング・やまぎん県民ホール, 山
形県, 2025/6/4.（発表予定） 
③ 佐々木 元気, 小林 航大, 五十嵐 洋: “複雑なタスクに
対するヒトの操作のモデル化手法の提案”, 日本機械学
会 情報・知能・精密機器部門講演会, IIP-F3-4, 山口大
学, 山口県, 2025/3/4. 
④ 佐々木元気, 五十嵐 洋: “リアルタイムチームワーク評
価に向けて：協働作業中の「気づかい」推定手法の提案”, 
日本社会心理学会第 65回大会, P0232, 日本大学, 東京
都, 2024/8/31. 
⑤ 佐々木 元気, 五十嵐 洋: “ヒト同士の協調作業における
動的解析手法の提案 -「気づかい」によるパフォーマン
ス変化の要因の解析-”, 日本機械学会ロボティクス・メ
カトロニクス講演会’24, 1P2-T09, ライトキューブ宇都
宮, 栃木県, 2024/5/30. 
 


チームワークを汲み取る協調作業支援システムの開発

宝田, 悠

高橋, 達二

      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44号 (2024年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
課題番号 Q24D-05 
課題名（和文） ヒトの強化学習は環境の豊かさに応じて学習率を非対称に適応させるか？ 
課題名（英文） 
Does Human Reinforcement Learning Adapt Asymmetric Learning Rates According to 
Environmental Richness? 
研究代表者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
先端科学技術研究科情報学専攻  
氏名 宝田 悠 
共同研究者 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
理工学部理工学科 教授 
氏名 高橋 達二 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
所属（学部、学科・学系・系列、職位） 
 
氏名 
 
研究成果の概要（和文） 
本研究では、オンライン実験を通じてデータ収集と分析を行い、得られた知見をもとに国内学会にて発表を行
った。2024年度には、人工知能学会（The Japanese Society for Artificial Intelligence, JSAI 2024）において
研究成果を発表したほか、日本認知科学会の分科会である P&P研究会において優秀発表賞を受賞し、受賞者講
演の機会を得た。また、現在はこれらの成果を基盤として、論文執筆を進めている。 
 
 
研究成果の概要（英文） 
In this study, data were collected and analyzed through online experiments, and the findings were 
presented at domestic academic conferences. In 2024, the results were presented at the Japanese Society 
for Artificial Intelligence (JSAI 2024). Additionally, the study received the Outstanding Presentation 
Award at the Perception and Psychonomic Modeling (P&P) Workshop, a special interest group of the 
Japanese Cognitive Science Society, where an invited talk was also delivered. Based on these 
achievements, the writing of a research paper is currently underway. 
 
      Annual Report 
東京電機大学           The Research Institute for Science and Technology 
総合研究所年報 44号 (2024年度に終了した研究課題)   No.44 Tokyo Denki University                   
 
1.研究開始当初の背景 
人間を含む動物は、成功や失敗の経験を通じて学
習し、より適切な行動や意思決定を行う能力を持つ。
こうした学習は、正と負の予測報酬誤差に対して異
なる仕組みで行われていることが知られており、計
算論的には強化学習モデルにおいて非対称な学習率
で表現される。 
本研究では、強化学習の枠組みに基づき、人間の
行動データを分析することで「人間は報酬獲得確率
にどのように適応するか」という問いに取り組んだ。
特に、報酬確率の高低による行動の違いに注目して
いる。 
 
2.研究の目的 
本研究の目的は、報酬確率の分布に応じて人間が
どのように行動戦略を調整するのかを明らかにする
ことである。具体的には、平均報酬確率が異なる複
数のタスクにおける行動データを比較・分析するこ
とで、この適応的戦略の特徴を検討する。 
従来は、正負の予測誤差に基づく学習メカニズムに
注目した研究が多く行われてきたが、本研究ではそ
れに加え、多腕バンディット課題を通じて探索行動
そのものの様式やパターンにも焦点を当て、より包
括的な理解を目指した。 
 
3.研究の方法 
本研究では、報酬確率と人間の非対称学習率など
の関係を明らかにすることを目的として、オンライ
ンによる認知実験を実施し、得られた行動データに
基づく分析を行った。課題にはバンディット問題を
用い、参加者は 9 つの選択肢候補から抽出された 5
つの選択肢の中から 1 つを繰り返し選択し、できる
だけ少ない試行回数で所定の報酬を得て終了する形
式とした。これにより、報酬構造に対する探索・活
用戦略の調整が観察可能となる。 
分析では、Q 学習モデルを基盤とした複数の強化
学習モデルを構築し、人間の行動との適合度を評価
した。 
アプローチは以下の 2点で構成される。 
1. パラメータ推定に基づくモデル適合度の比較 
人間の行動から各モデルのパラメータを推定し、
行動の記述精度を比較することで、報酬確率への適
応の仕方をモデルごとに評価した。 
2. 行動確率に基づく類似性の評価 
各モデルによるシミュレーション行動と人間の実
際の行動確率を比較し、行動主体としてのモデルの
妥当性を検討した。 
これらの手法を通じて、人間の行動適応メカニズム
を計算論的に捉えることを試みた。 
 
4.研究成果 
本研究では、報酬確率に対する人間の探索・学習
行動の適応的特性を明らかにするため、オンライン
実験を実施し、得られた行動データを計算論的モデ
ルに基づいて分析した。5 本腕バンディット課題を
用いた設計により、探索と活用のバランス、ならび
に非対称学習率と報酬構造との関係について有意な
知見を得た。 
成果は、2024年の第 38回人工知能学会全国大会
（JSAI2024）にて発表し、また日本認知科学会の分
科会である Perception and Psychonomic Modeling
（P&P）研究会では優秀発表賞を受賞し、受賞者講
演も行った。これらの発表を通じて、近隣分野の研
究者に対して一定の影響を与えることができたと考
えられる。 
現在は、得られた結果をもとに論文執筆を進めてお
り、学術誌への投稿を予定している。 
5.主な発表論文等 
（研究代表者、共同研究者には下線） 
〔学会発表〕（計 1 件） 
① 宝田 悠, 太田 宏之, 樋口 滉規, 高橋 達二,
「ヒトの強化学習の正負非対称学習率と報酬の
疎密の関係性」, 第 38 回 人工知能学会全国大
会（JSAI2024）, 2024/6/11,人工知能学会全国
大 会 論 文 集 , p. 4N1GS104, DOI: 
10.11517/pjsai.JSAI2024.0_4N1GS104 
 


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