Tohoku University Repository (TOUR) / 東北大学機関リポジトリ

卯, 博源

  
氏 名 
学 位 の 種 類 
学 位 記 番 号 
学位授与年月日 
学位授与の要件 
研 究 科 ， 専 攻 
 
 
 
論 文 題 目 
 
 
 
 
博士論文審査委員 
 まお ぼうゆえん 
卯 博源 MAO BOYUAN 
博士（生命科学） 
生博第 517 号 
２０２５年９月２５日 
学位規則第４条第１項該当 
東北大学大学院生命科学研究科 
（博士課程）生態発生適応科学専攻 
 
 
Diversity of Root Hydrotropism in Arabidopsis 
Nartural Variants (シロイヌナズナの自然変異体の根の
水分屈性の多様性に関する研究)  
 
 
（主査）藤井 伸治 
東谷 篤志 
寺西 美佳  
 
 
 
 
  
論文内容の要旨 
 
 
Roots are central for absorbing water and nutrients from the soil. To adapt to their environment, plants have 
evolutionally developed tropism, a directional growth response. Hydrotropism is the directional growth of roots 
toward areas of higher moisture. Different plant species have been studied to understand hydrotropism. Under 
stationary conditions, pea and cucumber roots do not show hydrotropism because of gravitropism interference, but 
Arabidopsis, Lotus, and rice roots can express hydrotropism. Recent research has also found differences in hydrotropic 
responses among Arabidopsis natural variants. Namely, root hydrotropism of C24 exhibits weaker than that of Col-0, 
while that of Wassilewskija (WS) exhibits stronger than that of Col-0 bending. These findings imply that natural 
variants of Arabidopsis also differ in hydrotropism, though previous studies have examined only a few natural variants. 
This study aims to characterize root hydrotropism among natural variants of Arabidopsis, to investigate molecular 
mechanisms underlying differences in root hydrotropism among the natural variants and to explore the biological 
significance of the mechanisms in environmental 
adaptation and evolution. Firstly, hydrotropism in 217 
Arabidopsis natural variants under stationary conditions 
was analyzed. The results showed a wide range of 
hydrotropic curvature. Some variants bent more than Col-
0 and WS, while others bent less than C24 (Fig. 1A), 
indicating that root hydrotropism exhibits significant 
diversity among Arabidopsis natural variants. To explore 
the genetic basis, I conducted a GWAS, which identified 
several significant nonsynonymous single-nucleotide 
polymorphisms (non-SNPs) (Fig. 1B). Two candidate 
genes containing the non-SNPs were selected for detailed 
analysis: MYB52 on chromosome 1 and another gene on 
chromosome 3, which is named RKR gene. 
If these non-SNPs influence root hydrotropism, T-DNA 
knockout mutants of the genes are also expected to show 
altered hydrotropic responses. The results show that under 
stationary conditions, root hydrotropism in myb52 and rkr 
mutants was similar to that of Col-0 (Wild type). However, 
under clinorotation, which reduces gravitropic 
interference, both mutants showed significantly greater 
bending than Col-0 (Fig. 2), suggesting that MYB52 and 
RKR reduce hydrotropic responses. These results also 
Figure 1. Diversity of root hydrotropism natural variants of 
Arabidopsis. A) Hydrotropic curvature of 217 natural variants under 
stationary conditions. B) Manhattan plot of GWAS results of root 
hydrotropism. The arrow indicates the position of a gene that contains 
significant nonsynonymous polymorphisms and that was examined in 
this study. 
A 
B 
Figure 2. Root hydrotropic curvatures of Col-0, myb52 and rkr 
mutant seedlings were measured after exposure to hydrosimulation 
in stationary conditions or under clinorotation for 24 h. 
suggested that these non-SNPs may reduce the activity of the corresponding gene products because natural variants 
carrying these non-SNPs in MYB52 or RKR also exhibited enhanced root hydrotropism. 
MYB52 is known to induce the expression of several pectin methylesterase inhibitor (PMEI) genes. Since pectin is 
a major component of the cell wall, changes may affect root mechanical properties. Results showed myb52 mutants 
consistently had higher root extensibility, especially after hydrostimulation under clinorotation. Applying the chemical 
PMEI epigallocatechin gallate decreased both extensibility and hydrotropic bending in myb52 roots, supporting the 
idea that root mechanical properties affect hydrotropism. Since brassinosteroid (BR) signaling is known to be activated 
by PME inhibition and has been possibly implicated in hydrotropism, its role was also examined. BR treatment 
increased root extensibility and hydrotropic curvature in both Col-0 and myb52, while brassinazole, a BR biosynthesis 
inhibitor, had the opposite effect. Similarly, BAK1 (bri1-associated receptor kinase 1), as a co-receptor for BR 
signaling, its mutant also showed a decrease in both root hydrotropism and extensibility. Additionally, miz1 and miz2 
mutants (known to be defective in hydrotropism) did not show increased root extensibility after hydrostimulation. 
These results suggest that MYB52 and BR signaling regulate hydrotropism by affecting root extensibility. 
The second GWAS candidate gene RKR encodes a short 55-amino-acid peptide, suggesting it may be a peptide-like 
hormone. Genetic knockdown and knockout lines of RKR (via T-DNA and CRISPR/Cas9, respectively) consistently 
showed enhanced root hydrotropism, while RKR overexpression lines exhibited the opposite phenotype. Applying a 
synthetic peptide beginning with the amino acid sequence RKR and comprising 13 hydrophilic amino acids (RKR 
peptide) suppressed hydrotropic bending in rkr mutants. GWAS identified the significant non-SNP (R41S) in RKR 
peptide. In addition, another non-SNP (P50Q) was found in the RKR peptide among Arabidopsis natural variants. To 
investigate their effects, RKRWT, RKRP50Q and RKRR41S_P50Q peptides were synthesized. Their inhibitory activity on 
hydrotropism followed this order: RKRWT > RKRP50Q > RKRR41S_P50Q, suggesting that the non-SNPs influence the 
peptide activities. GUS staining of RKR promoter:GUS transgenic plants revealed RKR promoter is expressed in aerial 
tissues but not in roots. Its expression decreases under hydrostimulation and drought conditions, indicating that 
drought stress reduces RKR expression. These results suggest the possibility that under normal conditions, the RKR 
expressed in the aerial parts is transported from the aerial parts to the roots to reduce root hydrotropism, while under 
water stress conditions, the suppression of the RKR expression facilitates root hydrotropism.  
The ecological importance of MYB52 and RKR was examined. Comparison of vapor pressure deficit (VPD), an 
indicator of atmospheric dryness where higher values correspond to drier conditions, revealed that summer VPD was 
lower in the habitats of natural variants carrying non-SNP alleles of the MYB52 and RKR genes than in those carrying 
wild-type (Col-0) alleles. This suggests that wild-type alleles may contribute to adaptation to high-VPD environments. 
To confirm this conclusion, the effects of the drought treatment on mature myb52 and rkr plants (30-d-old plants) were 
examined. However, the result was contrary to the prediction: myb25 and rkr plants exhibited greater drought tolerance 
than the wild type. In contrast, the inhibitory effects of osmotic stress treatment on germination rates of wild-type 
seeds were less than those of myb52 and rkr mutant seeds, suggesting that both wild-type genes promote germination 
under drought conditions. These results suggested that wild-type alleles of MYB52 and RKR gene evolutionarily 
contribute to adaptation to high-VPD environments by promoting germination under drought conditions. 
  
論文審査結果の要旨 
 
植物の根の水分屈性は、水分の獲得に機能するため、植物体の生育に重要である。しかしなが
ら、水分屈性の発現の変化が、植物体の生育に及ぼす影響や、進化の過程で環境適応に果たした役
割は未解明であった。本研究では、まず、シロイヌナズナの 217 種類の自然変異体の根の水分屈性
の発現を比較し、シロイヌナズナの自然変異体間では、根の水分屈性の屈曲角度は大きく異なるこ
とが明らかになった。さらに、GWAS により、根の水分屈性の発現を促進する非同義置換として
MYB52 遺伝子の多型 (P227R) と RKR 遺伝子の多型 (R41S) を同定した。 
MYB52 遺伝子の T-DNA 挿入変異体 (myb52 変異体) の根では野生型 Col-0 に比べて、根の伸展
性が高まることにより、根の水分屈性が促進されることを明らかにした。RKR 遺伝子については、
T-DNA 挿入変異体 (rkr 変異体) に加えて、CRISPR/Cas9 で作出した 2 系統の変異体でも根の水分屈
性の発現が増加し、強制発現体では根の水分屈性の発現が低下した。これらの結果から、MYB52 遺
伝子と RKR 遺伝子は根の水分屈性を抑制していることが示唆された。 
さらに、myb52 変異体と rkr 変異体の 30 日齢の成熟した植物体での乾燥抵抗性を解析した結
果、これらの変異体では、野生型に比べて、強い乾燥抵抗性を示した。一方、水分屈性を欠損した
mizu-kussei1 (miz1) 変異体と miz2 変異体では、野生型に比べて弱い乾燥抵抗性を示した。本解析
結果から、根の水分屈性を促進する遺伝的変異は、植物体の乾燥抵抗性を強化することが示され
た。 
水分屈性は水分環境への適応反応であるため、Vapor Pressure Deficit (VPD; 飽和水蒸気圧
と実際の蒸気圧との差) に注目し解析を行った。MYB52 遺伝子、RKR 遺伝子とも、多型アリルを保持
する自然変異体に比べて、野生型アリルを保持する自然変異体は、より大気中に水分が少ない地域
に分布する傾向が認められた。従って、MYB52 遺伝子と RKR 遺伝子は、大気中の水分に対する適応
進化に機能した可能性が考えられた。 
以上の研究成果を得たことから、卯博源が自立して研究活動を行うに必要な高度の研究能力と学識
を有することを示している。したがって，卯博源の提出の論文は，博士（生命科学）の博士論文と
して合格と認める。 
  


English

Diversity of Root Hydrotropism in Arabidopsis Nartural Variants

Charoenpitaks, Korawat

 
 1 
 
氏 名  Korawat
コ ラ ワ ッ ト
 CHAROENPITAKS
チ ャ ロ エ ン ピ タ ク
 
学 位 の 種 類  博 士（情報科学） 
学 位 記 番 号  情 博 第 ８５１ 号 
学位授与年月日  ２０２５年 ３月２５日 
学位授与の要件  学位規則第４条第１項該当 
研究科、専攻  東北大学大学院情報科学研究科（博士課程）システム情報科学専攻 
学位論文題目    Exploring the Potential of Multi-modal Language Models for 
Autonomous Driving and Driver Assistance 
論文審査委員  （主査）東北大学教 授 岡谷 貴之 
             東北大学教 授 滝沢 寛之  東北大学教 授 昆陽 雅司 
             東北大学教 授 鏡 慎吾 
 
論 文 内 容 の 要 旨 / Abstract of Dissertation 
 
 
第１章 / Chapter 1 
 
Recently, Autonomous Driving (AD) and Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) have 
gained significant attention due to their practical impact on the general public. With 
advancements in related technologies—such as machine learning, computer vision, and 
computational power combined with sensor applications—the field is increasingly exploring 
autonomous driving solutions. 
 
In this dissertation, we aim to develop and enhance driving applications using vision and 
language models with advanced understanding and reasoning capabilities to improve their 
real-world applicability, particularly focusing on understanding and interpretability. This effort 
seeks to address the critical issues of transparency and trust, which are essential for the mass 
adoption of these technologies. Specifically, our research focuses on three distinct topics: driving 
hazard prediction, spatiotemporal understanding of traffic behavior, and critical scenario 
planning and reasoning in autonomous driving. 
 
The first part of this work explores driving hazard prediction, formulating the problem based on 
visual abductive reasoning, which involves ``making the best guess based on what we can 
observe'' or ``inference to the best explanation.'' This approach addresses specific types of driving 
accidents using knowledge and reasoning for inference, unlike existing tasks that primarily rely 
on physics-based or machine-learning models of the environment. Known as the ``traffic accident 
prediction'' task, this formulation uniquely focuses on predicting whether an accident will occur 
 
 2 
without providing explicit reasoning. 
 
This novel task introduces the need to identify hazardous scenarios, environmental settings, 
hazardous objects, and their hazard inference with plain-text explanations grounded in previous 
context. It demands advanced vision and language capabilities to process free-text formats and 
complex visual representations from dashcam scenes. To achieve this, we propose a task 
evaluation framework encompassing image and text retrieval as well as image captioning, with 
the ultimate goal of inferring potential hazards for real-world use cases. 
 
Additionally, we introduce a spatial contextual framework for driving hazard inference, 
incorporating color-opaque bounding boxes on images to enable finer-grained contextual 
reasoning based on object location. This framework learns contextual inference through training. 
Our contributions include creating this novel task, annotating data, and establishing benchmarks 
with a baseline that utilizes contextual information via color boxes to enable more specific hazard 
reasoning. The results demonstrate how our approach integrates accident prediction, reasoning, 
and uncertainty handling in complex environments, adding a new dimension to autonomous 
driving research. 
 
The second part of this work examines the widely adopted autonomous driving (AD) framework of 
``perception, prediction, and planning,'' where sequential modules depend on the output of 
preceding modules. Early identification of weaknesses, particularly in the perception module, is 
vital to preventing compounded errors. From the perspective of Multi-modal Large Language 
Models (MLLMs), pre-trained components from various modalities, such as image encoders, are 
typically utilized. We address the key question: ``Which stages should MLLMs handle?'' 
Specifically, we explore at which module or stage MLLMs should begin training. Higher-level 
understanding often requires information representations tailored for MLLMs in text form. We 
propose involving MLLMs starting from the perception stage and introduce a benchmark to fill 
the gap in comprehensive traffic perception evaluation. This benchmark assesses MLLMs across 
eight key perception tasks essential for analyzing traffic behavior. Additionally, we contribute a 
training dataset on traffic behavior, demonstrating significant improvements over the baseline, 
with accuracy surpassing zero-shot GPT-4 by nearly 50%. 
 
The final part of this work investigates critical scenarios where the ego-vehicle and another 
vehicle are on a collision course in half the cases, with the remainder involving near-miss 
accidents. We extensively test MLLMs across all modules—perception, prediction, and 
planning—within controlled large-scale critical scenarios collected from the CARLA simulator. 
Unlike standard driving tasks, which can often be addressed using ego information such as 
current speed and previous position, critical scenarios require proactive reasoning to prevent 
accidents. This challenges the reasoning capabilities of MLLMs. 
 
 
 3 
The evaluation framework uses a multi-turn Vision Question Answering (VQA) format to assess 
the model's capabilities in a conversational manner while retaining contextual consistency across 
interactions. This approach enables collective evaluation of all three modules, as well as focused 
testing of individual modules by providing the ground truth of earlier stages (oracle scenarios) 
when necessary. Furthermore, the training set aligns with the benchmark, offering a large-scale 
dataset of accidents and near-misses with multi-frame, multi-question descriptions, and 
reasoning annotations. These contributions make it easier for general MLLM models to be 
applied to AD applications, providing a foundation for advancing the field. 
論 文 審 査 結 果 の 要 旨 
 
近年、視覚機能を言語モデルに追加して構成されたマルチモーダル言語モデル（以下 MLLM）が登
場している。これにより、人間にしかできなかった多様な作業や問題解決への応用が検討されてい
る。本論文では、MLLM の自動運転および先進運転支援システムへの適用を議論している。従来の自
動運転システムには、人間が持つ常識や世界の包括的な理解が欠如しているため、見慣れない交通状
況に対応する能力に明確な限界が存在している。本論文は、MLLM が持つ人間に匹敵する常識や推論
能力を活用することで、自動運転および先進運転支援システムの理解力および推論力の向上を目指し
ており、全編 5 章からなる。 
第 1 章は序論であり、本研究の目的と背景を述べている。 
第 2 章では、運転危険予測の課題に取り組んでいる。車載カメラが撮影する車両前方の映像をもと
に、MLLM が危険を予測し、それを自然言語で説明する手法を提案している。学習および評価用のデ
ータセットを構築し、これを用いた実験を行うことで、MLLM が運転中の多様な危険を事前に予測可
能であることを示している。この成果は重要である。 
第 3 章では、自動運転の標準的な処理である認識、予測、計画の 3 段階のうち、認識段階に焦点を
当て、MLLM が時空間情報をどのように認識できるかを検討している。学習および評価用のデータセ
ットを構築して実験を実施し、MLLM が交通シーンの時空間情報を認識し、それを言語的に説明でき
ることを示している。この成果は重要である。 
第 4 章では、自動運転処理の最終段階である計画段階に焦点を当てている。車両同士の衝突のよう
な重要事象を対象に、運転計画の問題を複数ターンの視覚質問応答に帰着している。動画像とその言
語的記述からなる大規模なデータセットを構築し、これを用いた実験によって、自動運転の計画段階
における MLLM の有用性を確認している。この成果は重要である。 
第 5 章は結論であり、本論文を総括している。 
以上要するに、本論文は視覚と言語モデルを活用した運転アプリケーションの高度化において、危
険予測、交通認識、重要シナリオの計画と推論に関する複数の方法を提案しており、それらの成果は
システム情報科学およびイメージ解析学の発展に寄与するところが少なくない。 
よって、本論文は博士（情報科学）の学位論文として合格と認める。 
 
 


自動運転および運転支援におけるマルチモーダル言語モデルの可能性の探求

三橋, 勇太

 
 1 
 
氏 名  三橋
みつはし
 勇太
ゆ う た
 
学 位 の 種 類  博 士（情報科学） 
学 位 記 番 号  情 博 第  ８５８  号 
学位授与年月日  令和７年 ３月２５日 
学位授与の要件  学位規則第４条第１項該当 
研究科，専攻  東北大学大学院情報科学研究科（博士課程）人間社会情報科学専攻 
学位論文題目  若者における観光行動の意思決定過程 
―新型コロナウイルス感染症の影響を踏まえて― 
論文審査委員  （主査）東北大学准教授 和田裕一 
             東北大学教 授 森一郎    東北大学教 授 徳川直人 
           石巻専修大学教 授 庄子真岐   東北大学准教授 坂田邦子 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
第１章 序論 
本研究は，個人特性が観光意思決定に及ぼす影響を解明することを目的とし，観光動機や阻害要因
を心理学的観点から検討するものである．近年，インターネットや SNS の普及により，個人の嗜好
に基づく旅行形態が主流となり，「ニューツーリズム」として多様な旅行スタイルが確立されている．
このような背景を踏まえ，観光行動の意思決定要因を探ることが本研究の出発点となった．「観光」は，
日本の観光政策では「日常生活圏を離れた環境での経験や休養を目的とする行動」と定義されており，
自己成長や創造力育成の要素も含まれている．2003 年の「観光立国宣言」を契機に政府の観光政策が
強化され，訪日観光促進や観光を通じた地域活性化が進められてきた．その後，2006 年の「観光立国
推進基本法」において，観光の社会的意義が明文化され，観光が国際理解や地域経済活性化に寄与す
ることが強調された．一方，新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は観光業に甚大な影響を及ぼ
した．移動制限や外出自粛により観光需要は大幅に低下し，宿泊業や旅行業は深刻な経済的打撃を受
けた．しかし，2022 年以降，国内観光市場は回復基調にあり，若年層を中心に旅行需要が回復しつつ
あるものの，海外旅行市場の回復は依然として遅れている．この動向は，円安や世界的な物価高など
の経済的要因の影響を受けている． 
観光研究は，多様な学問領域からのアプローチが可能であり，Jafari and Ritchie（1991）は観光
研究を「ツーリズム社会科学」として 10 の学問領域に分類している．本研究では，観光意思決定の
要因を探るために心理学的視点を採用し，観光行動論に基づいて展開する．特に，観光動機や観光阻
害要因といった心理的要素に着目し，個人特性が観光行動に及ぼす影響を分析することで，観光意思
決定プロセスの解明を目指す． 
 
第２章 観光旅行の心理・行動 
本章では，観光意思決定のモデル構築に関する先行研究を整理し，「観光動機」「観光阻害要因」「観
光経験」「個人特性」「COVID-19 と観光行動」「年齢と観光」の 6 つの視点から論じる．観光動機は，
 
 2 
push 要因（発動要因） と pull 要因（誘引要因） の 2 つに分類される．前者は旅行を促す内的動機，
後者は目的地選定に関与する外的要因である．先行研究では観光動機の多次元性が示されており，「逃
避」「新奇性」「自己拡大」「社会的交流」などが主要な因子として確認されている．観光阻害要因は，
「個人内阻害要因」「対人的阻害要因」「構造的阻害要因」の 3 つに分類され，旅行計画の煩雑さ，言
語不安，時間や経済的制約が観光行動に影響を及ぼすことが指摘されている．観光経験については，
旅行頻度や過去の経験が観光動機に与える影響が大きく，特に自己成長や知識探求の傾向を強めるこ
とが示されている．個人特性と観光行動の関連では，性格特性や価値観が観光行動に影響を与え，特
に外向性や開放性の高い個人ほど積極的に観光行動をとる傾向があることが明らかになっている．
COVID-19 の流行は観光行動に大きな影響を及ぼした．感染リスクの認識や行動意図の変化が確認さ
れ，特に感染不安が観光阻害要因として強く作用した．年齢と観光の関係では，ライフコースに応じ
た旅行形態の変化がみられる．若年層は冒険性を重視する傾向があり，高齢者は文化的・教育的要素
を重視することが示唆されている．以上の先行研究を踏まえ，本研究では 若年層の個人特性と観光意
思決定の関係 を明らかにし，COVID-19 による影響を考察することを目的とする． 
 
第３章 観光経験と観光動機との関係性 
本章では，若年期の観光経験が現在の観光動機に与える影響を明らかにすることを目的とする．過
去の研究では，幼少期に旅行経験が豊富な個人ほど，成人後も旅行頻度が高く，観光行動が積極的に
なることが指摘されている．本研究では，日本全国の 1,100 名を対象に調査を実施し，観光経験を「自
然・歴史・文化」「温泉・健康」「スポーツ・レクリエーション」「都市型観光」に分類し，ライフステ
ージごとの観光経験頻度を分析した．クラスター分析の結果，対象者は「高観光経験レベル（若年層
中心）」と「低観光経験レベル（高齢層中心）」の 2 グループに分類された．観光動機の因子分析では，
「逃避・リラックス」「目的地優先」「現地交流」「自己拡大」「自由性」の 5 因子が抽出され，観光経
験が豊富なグループではすべての動機因子が高くなる傾向が確認された．性別による違いもみられ，
女性は「逃避・リラックス」「目的地優先」「自己拡大」の得点が高く，男性は「自由性」の得点が高
かった．本研究の結果から，若年期の観光経験が成人後の観光動機に大きく影響を及ぼすことが示さ
れた．また，デジタル技術の進展が若年層の観光行動を促進する要因となっている可能性が示唆され
た． 
 
第４章 コロナウイルス流行前後の観光特性の構造把握 
本章では，COVID-19 流行前後の観光動機および観光阻害要因の変化を検討した．日本人大学生を
対象にレトロスペクティブ調査を実施し，流行前と流行下の観光行動を比較した．その結果，
COVID-19 流行前の観光動機は「非日常体験」「現地交流」「自然体感」「自由性」の 4 因子で構成さ
れていたが，流行下では「自然体感」が「自己拡大」に変化した．これは，流行による屋外活動制限
が影響し，自己成長への意識が高まったことを示唆する． 
観光阻害要因に関しては，流行前は「滞在不安」「対人的阻害要因」「金銭不足」の 3 因子であった
が，流行下では「旅行不安」「計画負担」「感染不安」「時間不足」の 4 因子に変化した．特に「感染
不安」が独立した因子となり，感染リスクへの懸念が旅行意欲を阻害する主要因となった．一方，「金
銭不足」因子は消失し，政府の旅行支援政策が経済的負担を軽減した可能性が示唆された．また，観
光動機には性差が見られなかったが，観光阻害要因には男女差が確認された．男性は同行者不在を，
女性は旅行計画の負担を阻害要因として強く意識していた．本研究の知見は，With コロナ・After コ
 
 3 
ロナ時代における観光振興策の策定に寄与することが期待される． 
 
第５章 コロナウイルス流行前後の個人特性と観光特性の構造モデリング 
本研究は，COVID-19 流行前後の観光動機および観光阻害要因を考慮し，個人特性（性格特性・価
値観特性）が観光意思決定に与える影響を明らかにすることを目的とした．日本人大学生を対象に調
査を実施し，観光動機・阻害要因と個人特性の関連性を分析した．分析の結果，「外向性」「協調性」
「開放性」は観光動機を促進し，「神経症傾向」「勤勉性」は観光阻害要因を増幅させる傾向が確認さ
れた．また，「個人内価値観」は観光動機を強化し，「社会的価値観」は観光阻害要因を高める影響を
示した．COVID-19 流行下では，「感染不安」「計画負担」が観光意思決定に顕著な負の影響を与えた
一方，「非日常体験」や「現地交流」への動機は依然として有効であった．性別による影響の違いも確
認され，女性は社会的交流を重視し，不安要因の影響を受けやすい一方，男性は新奇性を求め，リス
ク管理を重視する傾向が示唆された．本研究は，個人特性に基づく観光意思決定プロセスを明確化し，
観光行動の理論的理解および観光産業の持続的発展に向けた視座を提供する． 
 
第６章 総合考察 
本研究は，個人特性が観光意思決定に及ぼす影響を解明することを目的とし，観光動機や阻害要因
の心理的メカニズムを分析した．特に，若者を対象に観光経験が観光動機に与える影響を検証し，
COVID-19 流行による観光動機の変化について考察した． 
第 3 章では，若年層と高齢層の観光経験の差異が観光動機に与える影響を分析した．その結果，観
光経験が豊富な若年層は「逃避・リラックス」や「自己拡大」などの動機を強く意識し，過去の経験
が観光意欲を高める要因であることが示された．一方で，観光経験が少ない高齢層では観光動機の高
まりが限定的であり，経験の蓄積が観光行動を促進する要素であることが確認された．また，性別に
よる違いも見られ，女性はリラクゼーションや自己拡大を重視し，男性は自律性を重視する傾向があ
ることが明らかとなった． 
第 4 章では，COVID-19 流行による観光動機と阻害要因の変化を分析した．観光動機の因子構造は
流行前後で変化し，「自然体感」が「自己拡大」に置き換わる形で動機の変容が確認された．これは，
社会的制約による内省の促進が自己成長への欲求を高めたためと考えられる．一方で，「非日常体験」
「現地交流」「自由性」といった動機は流行前後で安定しており，環境の変化に左右されない観光動機
の軸となることが示唆された．阻害要因に関しては，流行前は「滞在不安」「対人的阻害要因」「金銭
不足」の 3 因子が存在していたが，流行下では「感染不安」「計画負担」「時間不足」などの新たな阻
害要因が確認された．特に「感染不安」は，個人の感染リスクだけでなく，周囲への影響も含む形で
観光行動の主要な阻害要因となった． 
第5章では，COVID-19流行前後の個人特性と観光意思決定プロセスの関連を分析した．その結果，
外向性や開放性，協調性が観光動機を強化する一方で，神経症傾向や勤勉性は観光阻害要因を増幅す
ることが示された．また，個人内価値観は「非日常体験」や「自由性」に影響を与え，社会的価値観
は「現地交流」や「自然体感」に寄与することが明らかとなった．これらの結果は，個人の価値観が
観光行動の促進と阻害の両面で重要な役割を担っていることを示している．さらに，性別による違い
も明確となり，女性は「現地交流」を重視し，計画負担が阻害要因となる傾向がある一方で，男性は
「感染不安」による行動抑制が顕著であることが確認された． 
本研究の知見は，観光政策や観光促進策の立案に有用である．例えば，大学生を対象とした観光促
 
 4 
進策では，観光動機の強化だけでなく，計画負担の軽減など阻害要因を取り除く施策が求められる．
また，SNS を活用した情報発信や，デジタル技術を活用した観光計画支援システムの導入も観光促進
に寄与する可能性がある． 
今後の課題として，本研究は国内旅行を対象としているため，海外旅行との比較や文化的要因の影
響を考慮する必要がある．また，観光経験の影響をより精緻に把握するために，縦断的調査の導入が
望まれる．加えて，SNS を通じた情報発信の影響や，デジタル技術が観光行動に及ぼす影響について
もさらなる研究が必要である．本研究の観光意思決定モデルを拡張し，pull 要因を組み込むことで，
より現代的な観光行動の解明が期待される． 
本研究は，観光行動の心理的プロセスを多角的に検討し，観光動機と阻害要因がどのように観光意
思および行動に影響を与えるのかを明らかにした．今後は，調査対象の拡大や新たな分析手法の導入
を通じて，より包括的な観光意思決定モデルの構築が求められる． 
 
論 文 審 査 結 果 の 要 旨 
個人の嗜好やニーズが多様化した現代においては，旅行者が観光に求めるニーズが多様化し，それ
に伴う観光行動も多様な様相を示している．観光行動に関する既往研究には，観光動機や観光阻害要
因，旅行者の個人特性（観光経験や価値観）の影響を個別に扱った研究は散見されるものの，これら
の要因を総合的に捉えて観光行動を理解しようとする取り組みはほとんどみられない．本論文は，主
たる調査対象として若者世代に焦点を絞り，新型コロナウイルス感染症（以下，COVID-19）の流行
の影響を加味した上で，上述の観点から観光行動の意思決定過程を検討したものであり，全編 6 章か
らなる． 
第 1 章は，研究の背景，問題の所在，研究の意義で構成される． 
第 2 章は，観光旅行の心理および行動に関係する既往研究を概観し，研究目的を述べている． 
第 3 章は，幅広い年代の 1,100 名を対象とした質問紙調査を実施し，観光経験と観光動機との関係
性を分析している．その結果，若年層かつ旅行経験が豊富な者が高い観光動機を有することや，女性
は「逃避・リラックス」「目的地優先」「自己拡大」の観光動機が高いのに対して男性は「自由性」の
観光動機が高いことを見出しており， 観光動機の形成に観光経験や性差がどのように影響するかに
ついて多角的な視点から分析・考察を行っている． 
第 4 章は，COVID-19 流行前後で旅行者の観光動機および観光阻害要因の構造がどのように変化し
たのかを⽐較分析し，観光動機および観光阻害要因を構成する因子内容および因子数が COVID-19 流
行前後で変容することを見出している。この結果は COVID-19 の流行が観光行動のどういった側面に
影響を及ぼすかを実証した貴重な知見である． 
第 5 章は，第 4 章で検討された観光要因（観光動機・観光阻害要因）を介在変数として個人特性か
ら観光行動に至る意思決定過程のプロセスをモデル化しており，重要な成果である． 
第 6 章は，本研究で得られた成果ならびに今後の課題および展望が示されている． 
以上要するに本論文は，若者の観光行動を対象に，COVID-19 流行下での観光行動の変容を明らか
にするとともに，観光行動における意思決定過程を説明する理論的枠組みを提供するものであり，人
間社会情報科学の発展に寄与するところが少なくない． 
よって，本論文は，博士（情報科学）の学位論文として合格と認める． 


Japanese

若者における観光行動の意思決定過程―新型コロナウイルス感染症の影響を踏まえて―

稲垣, 和哉

 
 1 
 
氏 名  稲垣
いながき
 和哉
か ず や
 
学 位 の 種 類  博 士（情報科学） 
学 位 記 番 号  情 博 第 ８６４ 号 
学位授与年月日  令和７年 ３月２５日 
学位授与の要件  学位規則第４条第１項該当 
研究科、専攻  東北大学大学院情報科学研究科（博士課程）人間社会情報科学専攻 
学位論文題目  集合知が需要主体・供給主体の意思決定過程に与える影響に基づく過学習
型劣位均衡形成メカニズムの解明 
論文審査委員  （主査）東北大学准教授 原 祐輔 
             東北大学教 授 赤松 隆  東北大学教 授 井料 隆雅 
             東北大学准教授 藤原 直哉 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
都市には，多くの人にとって利便性が高い機能的な地区から，特定の層に支持される個性的な地区
まで，多様な地区が存在し，それらは新規店舗の出現や集積，衰退などの新陳代謝のサイクルを通じ
て変化している．この新陳代謝は，1) 各主体（個人や店舗）のマイクロな相互作用を通じて個性的な
店舗が生まれ育つ「固有化」，2) それらの特徴が多くの人々に受け入れられ，他の地区へと展開され
る「一般化」という相反するプロセスによって構成され，都市が社会の変化に適応するうえで重要な
役割を果たしている． 
近年，Web サービスや SNS の普及によって，地理空間上だけでなく，嗜好や価値観といった多次
元的な特徴量に基づく選好空間上でも，個人や店舗の意思決定が行われるようになった．大量の情報
が集合知として蓄積・集約され，ランキングやレコメンデーションなどの意思決定支援サービスを通
じて各主体の意思決定を大きく影響を及ぼしている．一見公平かつ中立的に見えるこれらのサービス
は，多くの人々に高く評価されたものを優先して提示する性質を持ち，情報過多の状況下での各主体
の限定合理性やリスク回避性の影響も相まって，未知の価値や潜在的な魅力が埋もれさせる可能性を
持つ． 
結果として，新しい店舗やサービスが選択される機会が減り，都市が本来持つ固有化のプロセスが
失われる恐れがある．その現れとして「チェーン店が増えた」「エリアの均質化が進んだ」という現象
が観測されるが，その背後には，成功事例や客観的なデータに基づいて設定された評価指標が固定化
されることで，未知の価値や潜在的な魅力を正しく捉えられないという構造が潜んでいる．こうした
一般化のプロセスが過度に進行すると，新陳代謝は縮小再生産へと陥り，社会の変化に柔軟に対応で
きない都市へと変容してしまうことが懸念される． 
本研究では，これを行政による公共施設の整備や民間による再開発など単体の都市活動によるもの
ではなく，各主体の意思決定とその相互作用が長期にわたって蓄積されることで引き起こされる社会
システムの問題と捉える．そして，このような集合知を介した都市内の各主体の意思決定の蓄積によ
って形成される悪い状態を，機械学習における過学習になぞらえ，「過学習型劣位均衡」という新たな
 
 2 
概念を導入する．「過学習型劣位均衡」は，不完全情報である集合知をあたかも完全情報のように捉え
てしまい（i.e.,過学習），相互の意思決定の繰り返しが選択肢を狭めることで，個人店舗間にミスマッ
チを引き起こし，集合知を利用しない時よりも社会が悪くなっている状態（i.e., 劣位均衡）のことで
ある． 
この過学習型劣位均衡を生み出す重要なメカニズムは，集合知を利用した意思決定によって生じる
優先的選択により，1) 個人は自身にとって望ましい店舗が見つけにくくなる，2) 店舗も自身にとっ
て望ましい顧客が見つけにくくなり変化してしまう，ことを通じて，個人と店舗間のミスマッチが起
きることにある．このように，本研究では個人の店舗選択による個人と店舗間のマッチングだけでな
く，店舗の変化による個人と店舗間のミスマッチが起こる状況を考える． 
本研究は，このような過度な一般化をいかにして抑制し，都市の固有化と一般化が共存し得る新陳
代謝を計画的に誘導・調整できるのかという問題意識に基づいている．その中で，過学習型劣位均衡
の形成メカニズムを明らかにすることを目的に，本研究全体の Research Question として，「消費者
が異質性な場合，集合知に基づく消費者と店舗の意思決定の繰り返しにおいて，4 つの駆動力が過学
習型劣位均衡を形成しているのではないか」という問いを設定する．本研究では，集合知及び消費者
の異質性の存在を前提条件とし，各主体の行動の集積力・分散力を地理空間及び選好空間の両面から
統一的に捉え，以下の 4 つの駆動力を設定する．そして，各駆動力に基づいたシミュレショーンモデ
ルや理論モデルを構築し，過学習型劣位均衡の発生条件及びメカニズムを明らかにする． 
• 分散力：駆動力 1（スイッチングコスト） 
• 集積力：駆動力 2（消費者の優先的選択） 
• 集積力：駆動力 3（選好空間を考慮した店舗の優先的選択） 
• 分散力：駆動力 4（選好空間を考慮した店舗間の競争） 
本論文は全 6 章から構成される．各章の内容を以下に要約する． 
第 1 章では，本研究における問題意識，新たに導入する概念である過学習型劣位均衡の定義，本研
究を通したResearch Question と目的について述べている． 
第 2 章では，過学習型劣位均衡の概念に関する既往研究を都市交通分野に限らず，分野横断的に整
理し，本研究の位置付けを明確化している．具体的には，駆動力 1（スイッチングコスト），駆動力 2
（消費者の優先的選択）の存在，駆動力 3（選好空間を考慮した店舗の優先的選択），駆動力 4（選好
空間を考慮した店舗間の競争）の存在を示唆する知見を整理している． 
第 3，4，5 章は「過学習型劣位均衡の発生条件とメカニズムの解明」という点では互いに関連する
内容であるが，着目点や分析のアプローチが異なるため，それぞれ独立した結果を示している．具体
的には，第 3 章では，店舗の地理空間上における立地行動は，選好空間に影響を受けていること，具
体的には駆動力 3（選好空間を考慮した店舗の優先的選択）及び駆動力 4（選好空間を考慮した店舗
間の競争）を実証的に明らかにし，過学習型劣位均衡を生み出すと考えている 4 つの駆動力の存在を
確認している． 
第 4，5 章では，選好空間上における集合知の形成と集合知を介した意思決定の再帰的な構造に着
目し，選好空間上の集合知を介した個人（需要主体）と店舗（供給主体）の意思決定プロセスにおい
て，4 つの駆動力を考慮したエージェントモデル，理論モデルを構築し，過学習型劣位均衡が発生し
得ることを示すとともに，その発生条件及びそのメカニズムをシミュレーション及び理論モデルから
明らかにすることを目的としている． 
第 3 章では，店舗間の相乗効果，補完性は，商業地区において店舗を集積させ，地区の特徴を生み
 
 3 
出す主要なメカニズムであるとの考えのもと，地理空間上の店舗間の空間的な共起関係から，選好空
間の潜在的な構造及びその構成要素である店舗の潜在属性を推定した．推定された店舗の潜在属性は，
一般に用いられる業種分類よりも説明力が高く，店舗の新たな分類軸としての有用性が示唆された．
また，国内の主要な商業地区間の比較から，共通する潜在属性の共起パターンを発見し，商業地区の
選好空間における普遍的な構造を明らかにした．これらの結果から，1) 地理空間上における店舗間の
マイクロな共起が，店舗の集積パターンのみならず選好空間上の構造も生み出す駆動力となっている
こと，2) 両空間は相互に影響し合っていることが示唆された．これらの結果は，各店舗を業種の高次
元な選好空間ではなく，低次元な選好空間に埋め込むことが可能であることを示している．店舗は低
次元な選好空間を認識した上で立地（共起・非共起）しており，駆動力 3（選好空間を考慮した店舗
の優先的選択）及び駆動力 4（選好空間を考慮した店舗間の競争）の存在を間接的に示すものとして
解釈することが示唆された． 
第 4 章では，駆動力 1（スイッチングコスト）, 駆動力 2（消費者の優先的選択），駆動力 3（選
好空間を考慮した店舗の優先的選択）を考慮したエージェントモデルを構築し，数値実験を通じて過
学習型劣位均衡の発生メカニズムを明らかにした．第 4 章で得られた主な知見は，駆動力 2（消費者
の優先的選択），駆動力 3（選好空間を考慮した店舗の優先的選択）による集積力が過学習型劣位均衡
を生み出す主要因であることである．店舗ランキングの公開により，駆動力 2（消費者の優先的選択）
が作用し，個人の選択行動の集積力が発生する．同様に店舗ランキングの公開により，駆動力 3（選
好空間を考慮した店舗の優先的選択）が作用し，店舗行動の集積力が発生することで，店舗の行動は
模倣に偏る．ここで，個人が異質な場合，駆動力 2（消費者の優先的選択）と駆動力 3（選好空間を
考慮した店舗の優先的選択）が組み合わさることによって，店舗の行動が多数派に合わせた模倣に偏
り，少数派にとって望ましい店舗が消失してしまい，過学習型劣位均衡を引き起こす．この結果は，
店舗の自身の利潤を高めるための個々の合理的な行動は，社会システムの効率性を必ずしも高めない
ということを示している．また，情報プラットフォーマーは観測した情報を隠さず全て公開している，
つまり，中立的な立場であり，社会システムをある状態に誘導しようという意図が無いにも関わらず，
ランキングを介した両主体の行動によって，社会システムの効率性は低下することを示している．こ
のように，都市内の各主体の行動だけでなく，社会システム自体に過学習型劣位均衡を生み出すメカ
ニズムが内包されていることが示唆される． 
第 5 章では，すべての駆動力を考慮した理論モデルを構築し，過学習型劣位均衡が起きる条件及び
その形成メカニズムを解析的に明らかにした．第 5 章で得られた結果は第 4 章の結果を再現すること
ができている．その上で第 5 章で得られた新たな知見は，駆動力 1（スイッチングコスト），駆動力 4
（選好空間を考慮した店舗間の競争）による分散力により，過学習型劣位均衡の形成が抑制されるこ
とである．過学習型劣位均衡を抜け出す，あるいは回避するためのパラメータ設定への示唆が得られ
たことにより，各主体に対する政策的介入やインセンティブ設計などを具体的に検討するにあたって，
有用な知見になると考えられる． 
第 6 章では，第 3，4，5 章で述べた結果を整理し，それらを踏まえて本研究の結論を示している． 
 
 
論 文 審 査 結 果 の 要 旨 
 
都市における新陳代謝は個人及び企業や店舗による相互依存的なプロセスであるが，近年，Web 
サービスや SNS の普及によって，情報プラットフォーマーが都市空間に与える影響が注目されて 
いる．特に，情報プラットフォーマーによる情報提供が中立的であったとしても，情報が個人や店 
舗の意思決定に影響を与えることで，探索空間を狭める「過学習型劣位均衡」と定義する社会的状 
態が起きうるのではないかという問題設定を提示する． 
第 1 章は序論であり，本研究における問題意識，新たに導入する概念である過学習型劣位均衡の 
定義，本研究の目的を概説している． 
第 2 章では，過学習型劣位均衡の概念に関する既往研究を都市交通分野に限らず，経済学や計算 
社会科学など分野横断的に整理し，本研究の位置付けを明確化している． 
第 3 章では，店舗間の相乗効果，補完性は地区の特徴を生み出す主要なメカニズムであるとの考 
えのもと，地理空間上の店舗間の空間的な共起関係から，選好空間の潜在的な構造及びその構成要 
素である店舗の潜在属性を推定している．この実証的な研究から，地理空間上における店舗間のマ 
イクロな共起が選好空間上の構造も生み出す駆動力となりうることを示唆している． 
第 4 章では，都市の各主体（個人，店舗，情報プラットフォーマー），集合知としてランキングを 
考慮したエージェントモデルを構築し，数値実験を通して，過学習型劣位均衡が起こり得ることと 
その発生条件とメカニズムについて考察する．個人が異質で，店舗が個人の需要に応じて変化する 
場合，過学習型劣位均衡に陥りやすいことを示している． 
第 5 章では，選好空間上における個人と店舗の意思決定における集積力と分散力の影響を考慮し 
た理論モデルを構築し，過学習型劣位均衡が起きる条件及びその形成メカニズムを解析的に明らか 
にしている． 
第 6 章は結論である． 
以上要するに，本論文は，都市空間と情報空間が個人及び店舗行動に与える影響を解析し，社会 
にとって望ましくない状況を発生させる過学習型劣位均衡の発生メカニズムを考察することで，都 
市・交通分野及び人間社会情報科学の発展に寄与するものである． 
よって，本論文は博士（情報科学）の学位論文として合格と認める．__ 


集合知が需要主体・供給主体の意思決定過程に与える影響に基づく過学習型劣位均衡形成メカニズムの解明

紀要類（bulletin）departmental bulletin pape

中村, 崇志

中世興福寺の声聞師編成

博士学位論文の要旨及び審査結果の要旨 (Summary of Thesis(DR))othe

呉, 暁艶

1 
 
博士論文要旨 
一発話内修復の構造と機能 
東北大学大学院文学研究科 言語科学専攻 
国語学専攻分野 呉暁艶 
 
本研究は、「一発話内修復」、すなわち「修復」の中でも「自己開始・自己修復」の同一発話
を対象として以下の 3 点を明らかにしたものである。すなわち、第一に、一発話内修復にはど
のようなものがあるか、具体的には、どのような構造を持っているかという視点からどのよう
に分類できるのか。第二に、この一発話内修復の各類は、それぞれどのような機能を果たして
いるのか。第三に、修復が行われる際に、どのような言語表現が使用されるのか、それらの言
語表現の使用にはどのような特徴があるのか。  
日本語における修復に関する研究は、かなり広い範囲で修復を捉えており、個々の現象を精
緻に分析することが難しい、あるいは、特定の修復を個別的に見ることにとどまるという問題
があった。また、修復の構造と機能に対する検討は十分とは言えない。さらに、修復が行われ
る際に使用される言語表現の特徴は十分考察されているわけではない。 
 そこで本論では、修復を体系的に精緻に考察することを目指す。詳しく言えば、まず、一発
話内修復に範囲を絞り、それをどのような構造を持っているかという視点から分類する。また、
構造によって分類した上で、話し手は何のために修復を行うのか、すなわち、修復の機能を考
察する。さらに、各類の構造の修復には、それぞれの中断区間にどのような言語表現が現れる
か、それらの言語表現は、修復の構造と機能とどのように関わるのかを考察する。本論文では、
具体的に次の目的を設定した。 
Ⅰ.一発話内修復には、どのようなものがあるか。具体的には、どのような構造を持っている
かという視点から、一発話内修復を分類する。 
Ⅱ.上記のⅠで分類された一発話内修復は、それぞれどのような機能を果たしているか。 
Ⅲ.修復が行われる際に、どのような言語表現が使用されるのか、それらの言語表現の使用に
どのような特徴があるのか。具体的には、修復によって生まれる中断区間に具体的にどの
ような言語表現が現れるのか、それらの言語表現は、上記の修復の構造（Ⅰ）と機能（Ⅱ）
と、どのように関わっているのかという視点から、中断区間に現れる言語表現の使用特徴
を考察する。 
 
 以上のような目的を達するために、本論は、次のように考察を進めた。 
 まず、「序論」の第 1章～第 3章では、非流暢性現象の一種である修復の姿を把握し、従来、
2 
 
修復と考えるべきであるが、修復として扱われていないものがあるという問題を指摘した。そ
して、これまでの修復の研究を概観した。その上で、日本語における修復の研究の問題点を示
し、本研究での解決方法と目的、「一発話内修復」の定義、調査の対象と方法について論述した。 
次に、第 2 部の第 4 章では、一発話内修復がどのような構造を持っているか、という視点か
ら修復を分類した。その結果、大きく置換タイプ（A）、付加タイプ（B）、仕切り直しタイプ
（C）の 3 タイプに分けられることが明らかになった。その構造を下位分類とともに示すと、
次の表 1のようになる。 
 
また、第 3 部の第 5 章～第 7 章では、第 4 章で構造によって分類された、置換タイプ、付加
タイプ、仕切り直しタイプは、それぞれどのような機能を果たすのか、またその機能と構造は
どのように関わるのかを考察した。その結果は以下の表 2～表 4 にまとめられる。表 2 が置換
タイプ、表 3が付加タイプ、表 4が仕切り直しタイプである。 
表 2 置換タイプの機能と置換の形式の関係、置換タイプの機能の特徴 
置換の形式 置換の機能 機能の特徴 
【A1】同じレベルの異な
る意味を表す別の
表現への置換 
①間違った発話内容を正しいものに訂正する 
 
 
訂正 
 
 
 
聞き手目当
て 
【A2】発話断片を完成し
たものにする置換 ②不完全な形式を正しい形にして確定させる 
【A3】同じ意味を表す別
の表現への置換 ③同義の分かりやすい言い方に改める 
 
 
補正 【A4】修飾要素を追加す
る置換 ④足りない情報を補足し詳しくする 
 ⑤いったん言ったもとの内容に戻す  
 
発話の構
成・準備 
 
聞き手目当
てではない
（話し手目
当て） 
【A5】同じ言語形式の繰
り返しの置換 ⑥確信のない発話内容を確定させる 
 ⑦次の発話内容を考え整えるための時間を稼ぐ 
 ⑧念を押す 
 
3 
 
表 3 付加タイプの機能と付加の形式の関係 
付加の形式 付加の機能 
【B1】情報内容の付加 
Aa言及内容に付随の情報を付け足す 
Ab言及内容に前提の情報を付け足す 
Ac言及内容の言い換えの情報を付け足す 
Ad言及内容に評価を付け足す 
 Ba言及の仕方についてコメントする 
 
【B2】メタ的コメントの付加 Bb言及の位置についてコメントする 
 Bc言及の根拠についてコメントする 
 C言及内容の訂正についてコメントする 
 D言及内容についての確認のコメントをする 
 E言及内容の知識状況についてコメントする 
 
表 4 仕切り直しタイプの機能と仕切り直しの形式の関係 
仕切り直しの形式 仕切り直しの機能 仕切り直す際によく用いられる表現 
【C1】発話した内容を再利
用する仕切り直し 
  
  
  
【説明】情報を加え実際に表したかったこ
とを説明することで継続する 
「それ」 
「と言うか」 
【要約】発話し続きにくい長く発話された
内容を要約することで継続する 
「その」/「それ」/「そち
ら」/範囲を明確化しない
指示表現（「そういう」、
「そういった」） 
【表現効果の高め】発話した内容を短くし
後部発話の表現効果を高め継続する 
「…は、これは（が）」 
後部のピッチが高い 
【ぼかし】不適切なところをぼかし満たす
ことで継続する 
範囲を明確化しない指示
表現（「そのような」、「そ
ういう」、「そんな」、「そ
ういった」） 
「と言うか」  
【C2】発話した内容を再利
用しない仕切り直し 
【方針の変更】これまでの発話の方針を放
棄し異なる方針で言うことで継続する 「と言うか」  
 
さらに、第 4部の第 8章～第 10章では、上記の第 4章～第 7章で考察した構造と機能を踏ま
え、置換タイプ、付加タイプ、仕切り直しタイプについて、これらの中断区間にそれぞれどの
ような言語表現が現れるのか、また、それらの言語表現の使用にどのような特徴があるかを考
察した。 
最後に、第 11章では、研究の結論をまとめた上で、本論の意義及び今後の課題を述べた。 
 
 
論文審査結果の要旨および担当者 
提  出  者 呉 暁艶 
論文審査担当者 
（主査）教授  大木一夫 
教授  甲田直美
准教授 中西太郎 
教授  嶋﨑啓
論  文  名   一発話内修復の構造と機能 
 本論は、話しことばにみられる、話し手が発話上のトラブルに対処しようとして生じた非流暢現象
としての修復について、それが一発話内でおこなわれるものを対象として、そこにどのような言語構
造があるのか、また、それがどのような機能をもつのかを明らかにしようとしたものである。全体は
5部、全 11章からなる。 
 序論としての第 1部においては、話しことばにおける非流暢現象としての修復を概観し（第 1章）、
修復に関する従来の研究を整理したうえで（第 2 章）、それらをもとに、本研究の目的・対象・方法
を提示する（第 3章）。 
 次に第 2部では、ここでの議論の基盤として、一発話内におこなわれる修復が言語的にいかなる構
造をもつのかを分類する。その結果、置換、付加、仕切り直しというべき 3タイプに分けられること
を明らかにし、そこにみられる構造をそれぞれ示す（第 4章）。 
 以上の検討をもとに、続く第 3部においては、置換、付加、仕切り直しの 3つのタイプがもつ機能
について、それぞれ分析していく。まず、置換については、どのような形式に置換されるかという分
類ごとに、それがいかなる機能をもつかを検討する（第 5 章）。また、付加については、どのような
ものを付加するかという分類ごとに、その機能を詳細に検討する（第 6 章）。そして、仕切り直しに
ついては、それまでに発話した内容に再び言及するかという観点のもとに、それらの機能を検討する
（第 7章）。 
 さらに、第 4部においては、修復時の中断点と再開点の間の区間（中断区間）にどのような言語表
現が現れるのか、また、それはなぜなのかということを、第 3部で分析した内容をふまえながら、構
造との関係という観点から、丁寧に明らかにしていく（置換は第 8章、付加は第 9章、仕切り直しは
第 10章）。 
 最後に第 5部において、以上の検討の結論として本論の成果をまとめ、その意義を述べて本論を締
めくくる（第 11 章）。 
 本論文は、話しことば特有の修復という現象を精緻にとらえるために、一発話内における修復に対
象を絞りこみ、それを丹念に調べあげることによって、そこにはどのような言語構造がみられるか、
それがいかなる機能をもつかということを明らかにしたものである。本論は、従来十分とらえられて
こなかった修復の構造、および、構造と機能の関係を体系的かつ精細に明らかにすることに成功した
ものといってよい。この成果は、現代日本語の話しことば研究、また、談話研究に大きく寄与するも
のであるといえる。 
よって、本論文の提出者は、博士（文学）の学位を授与されるに十分な資格を有するものと認めら
れる。 


一発話内修復の構造と機能

住田, 智雄

すみ だ とも お
住 田 智 雄 
学 位 の 種 類 博士（教育学）
学 位 記 番 号 教博第 250号
学位授与年月日 令和 7年 3月 25日
学位授与の要件 学位規則第 4条 1項該当
研究科・専攻 東北大学大学院教育学研究科（博士課程後期３年の課程） 
総合教育科学専攻
学位論文題目 プログラミング学習の初学者を対象とした教育指導方法の検討
論文審査委員 （主査）
教 授  小  嶋  秀  樹 准教授  中  島  平
准教授  佐  藤  克  美
<論 文 内 容 の 要 旨 > 
本研究は，プログラミング学習の初学者に適したプログラミング学習システムの開発，お
よびプログラミング学習時における教員側と学習者側の負担を軽減することを目的として
プログラミング教育の指導方法を検討したものである具体的には，プログラミング初学者を
対象としたプログラミング学習支援システムの開発と実装，そして有効性を示すことと初学
者のプログラミング学習中に発生したエラーメッセージをデータベース化し，ベイジアンネ
ットワーク，ファジィグラフ，Big Five による性格診断を用いて，初学者へのプログラミ
ング教育の指導方法を検討し，教員側と学習者側の負担を軽減することが目的である。
本論は全 8章で構成される。概要は以下の通りである。
第 1章では，本研究の背景と概要について述べた。
第 2章では，プログラミング教育に関する現状について述べた。次に，プログラミング教
育における教員側の課題とプログラミングの初学者として文系の大学生に実施したプログ
教　9
ラミング学習に関するアンケート結果から学習者側の課題についてまとめた。最後に，学習
者の課題の具体例として，初学者のエラー発生時の対応とその解決に至るまでの思考や手順
について，初学者自身が作成したイラスト付きのレポートを紹介した。この具体例からは，
初学者にとってプログラミング言語の文法上のミスによって表示されるエラーメッセージ
からそのエラーの原因や場所を特定することが困難であることが示されている。 
第 3章では，本研究に関連する技術や先行研究の概要についてまとめた。 
第 4章では，初学者の対象として文系の大学生を実施したプログラミング学習に関するア
ンケートの結果から，初学者が考えるプログラミング言語の難しいところを明らかにした。
また，実際に学生が作成したエラーの出るプログラムの具体例を示し，見つけやすいエラー
や見つけにくいエラーなど，実例に基づいて紹介した。そして，これらの課題を解決するこ
とを目的として，初学者がスムーズに学習できる機能を追加したプログラミング学習支援シ
ステムを設計し，実装した。最後に，実装したシステムの使用後のアンケート結果から，
初学者が考えるプログラミング言語の難しいところを改善できたという一定の評価を得
られたことを示した。 
第 5章では，ベイジアンネットワークの概要について述べ，初学者のエラーメッセージか
らベイジアンネットワークを作成した。本章では作成したベイジアンネットワークの対象と
なるノードにエビデンスを与え，その結果から，初学者の学習傾向の分析を行った。事前に
初学者の学習傾向を把握しておくことで，教員は指導方針の検討を行うことができ，実際に
指導するときの負担の軽減が期待できることを示した。 
第 6章では，ファジィ理論とファジィグラフの概要について述べた。また，エラーメッセ
ージから関連度ごとにファジィグラフを作成した。そして，このファジィグラフに現れるク
ラスタについて分析し，学生が属するクラスタごとの特徴とその指導方法について考察した。
この結果，それぞれの学生の特徴に効果的な授業の進め方の方針や学生に対する指導の指標
を事前に検討することで，教員と学習者の負担軽減にもつながることを示した。 
第 7 章では，Big Five 理論を用いた学生の性格特性とプログラミング講義の学業成績を
比較した結果について述べた。多くの先行研究の結果から，5 つの因子（外向性，協調性，
勤勉性，神経症傾向，開放性）のうち協調性，勤勉性開放性の高さと全体的な学業成績の高
さに関連があることが示されている。本章では，対象学生の Big Fiveの測定結果とプログ
ラミング講義の成績との比較を行い，学業成績の高さと先行研究の結果が一致していること
を示した。この結果から，成績上位の学生への対応や成績下位の学生への対応などを事前に
検討することができ，教員の負担軽減や学生への指導効率の向上に活かすことができること
を示した。 
第 8 章では，本研究のまとめとして，実装したプログラミング学習支援システムの有効
性，ベイジアンネットワークによる学習者の学習傾向の分析，ファジィグラフを用いたクラ
スタ分析による学生への指導方法の検討，Big Five を用いた学生の性格特性の結果とプロ
グラミング講義の学業成績の比較について示した。これらの結果から，教員側と学習者側の
負担軽減と学習効率を向上させるためのプログラミング学習支援システムと指導方法の検
討についてまとめた。そして最後に，今後の課題についてまとめた。 
教　10
< 論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 > 
本論文は，プログラミング初学者への新しい教育方法を技術的な具体性をもって示したも
のである。 
学習に際して初学者が抱える困難を予備調査によって同定し，それを克服するための教育
工学的な取り組みを行なった。プログラミングにおける文法的あるいは意味論的なエラー，
あるいは意図した機能をプログラムに落とし込む上での思考過程におけるエラーや困難さ
などを，学習者への質問紙調査やプログラミングにおける行動記録から抽出している。ここ
からプログラミング初学者の問題解決・エラー解決に資する情報をリアルタイムで提供する
学習支援システムを開発し，その効果を確かめることができた。 
この取り組みを踏まえて，プログラミング教育における教員の負担を減らし，学習者への
的確なフィードバックを行うために，学習者のエラーを自動分析する研究を実施した。ベイ
ジアンネットワークを利用して，学習者が結果として生じさせたエラーから，その原因とな
る知識の誤り・不足あるいは間違った推論プロセスなどを推定し，原因にさかのぼったフィ
ードバックを与えようとするものである。加えて，ファジー理論を応用して，学習者が生じ
させたエラーを自動分類することも試みた。学習者が生じさせたエラーあるいは学習者の学
習スタイルを類型化することで，教員からの支援をある程度自動化することを可能にしてい
る。さらに学習者のパーソナリティ特性から将来のプログラミングスキルの習熟度を予測す
る試みも行なった。一連の取り組みによって，プログラミング教育を多面的に支援する方法
を具体性をもって示すことができた。 
本論文は，初学者を対象としたプログラミング教育に関して，学習者が生じさせるエラー
の分析を軸として，学習者への支援方法，教授者への支援方法を多面的に検討し，具体的な
システムとして提示したものである。ベイジアンネットワークやファジー理論を応用した点
で独創的であり，得られた成果も支援の自動化に向けた可能性を示すものと言える。一方，
予測あるいは同定された学習者エラーをどのような形式で教員に提示すればよいかという
課題については，すぐに適用可能な方法の提案にまでには至っていない。この点で本研究に
よるアプローチにはまだ追究の余地が残されている。とはいえ，社会的な課題とも言えるプ
ログラミング教育の質的改善に向けて，エビデンスに基づくリアルタイムな学習支援・教授
支援に向けた本研究は，その独創性と発展可能性をもつ点で，教育学研究における重要なマ
イルストーンになるだろう。
よって，本論文の筆者が自立した研究者あるいはその他の高度に専門的な業務に従事する
に必要な高度な研究能力及びその基礎となる豊かな学識を備えていることは明らかであり，
本論文は博士（教育学）の学位論文として合格と認める。 
教　11


プログラミング学習の初学者を対象とした教育指導方法の検討

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