大室古墳群の計測調査報告

　長野県長野市松代町に位置する大室古墳群において実施した計測調査の結果を報告した。大室古墳群は、5世紀から8世紀の約250年間にわたり築造された500余の古墳が分布する古墳群であり、積石塚を中心に合掌形石室をもつものもある。古墳群は、「北山」「大室谷」「霞城」「北谷」「金井山」の5つの支群に分かれているが、今回は整備計画が進められ、古墳241基が総延長2㎞に及ぶ細長い帯状に分布している大室谷支群を対象とした。本計測調査では、複数のカメラで撮影した画像から三次元モデルを生成する手法であるSfM（Structure from Motion）を用いた。調査は2022年11月26日（土）と27日（日）に行われた。調査にはドローンではなく、手持ちカメラを使用した。計測された結果はSfMソフトウェアMetashapeにより3Dモデルに変換され、3DPDF形式で表示できるようになっている。本報告では168号墳と242号墳の3Dモデルを示した。今回の調査により得られた計測方法を基にして、今後も継続してさらなる調査を実施する予定であり、機械学習による分析や判定を行うことが期待される

Positive Transfer Effect of Amygdaloid Kindling in Developing Rats

To study the hypothesis that seizure susceptibility in the young rat brain is higher than that in the adult brain, positive transfer effect (PTE) in amygdaloid kindling in rats was investigated at varing ages: 15 days, 18 days, 28 days, 40 days and 70 days. Although PTE was observed regardless of age, it was more pronounced in weaning rats than in adult rats

土器表面解析および3Dモデル表示手法

土器表面の解析および3Dモデル表示の手法に関する研究手法について報告した。内容は次の通りである。 土器表面の解析については、表面の模様（色、粗さ、テクスチャ、凹凸）を用いて特徴量を取り出す手法が考えられる。2D画像から取り出す場合は、上から見た画像や横から見た画像などを用いることが考えられる。3Dデータを用いる場合、表面の色情報、テクスチャ、表面の凹凸具合などを抽出し、数値化することが考えられる。さらに、画像処理におけるフィルタリング（鮮鋭化、エッジ抽出、など）も使用することが考えられる。用途としては、クラスタリングの特徴量としての使用、修復箇所の特定、また使用痕跡など（焦げ、摩耗具合等）の抽出が考えられる。 3Dモデルの表示としては、まず土器を表示する際の理想的な表示方向（どの方向から3Dで表示すれば、その土器の理想的・特徴的・代表的な見た目で表示するようにできるか）を自動で決めることができ、様々な角度から見た画像で前述のような何らかの特徴量を求め、最適となる角度を求める処理を行うことが考えらる。また、バーチャルミュージアムの実現手法として、ゴーグルを使い VR（仮想現実）空間内で表示させることが考えられる。すでに実施している MR（複合現実）のように歩き回るのは難しいが、上下左右をのぞき込むのは可能であり、コントローラを使ってモデルを動かしたり拡大縮小して表示したりすることが可能となる。さらに、メタバースの中でさせたり、Web3Dを用いてウェブ上で表示させたりすることも考えられる。 その他、土器のクラスタリングにおいて階層的クラスタリングをする手法と、以前大室古墳群で調査を行ったが、実際の測定データと地図データを比較したり、古墳の3Dモデルを作成しそのデータと実際の地形データで比較したりすることで古墳の個所の特定を試行することが考えられることも報告した。research repor

A novel graphene barrier against moisture by multiple stacking large-grain graphene

The moisture barrier properties of stacked graphene layers on Cu surfaces were investigated with the goal of improving the moisture barrier efficiency of single-layer graphene (SLG) for Cu metallization. SLG with large grain size were stacked on Cu surfaces coated with CVD-SLG to cover the grain-boundaries and defective areas of the underneath SLG film, which was confirmed to be oxidized by Raman spectroscopy measurements. To evaluate the humidity resistance of the graphene-coated Cu surfaces, temperature humidity storage (THS) testing was conducted under accelerated oxidation conditions (85 °C and 85% relative humidity) for 100 h. The color changes of the Cu surfaces during THS testing were observed by optical microscopy, while the oxidized Cu into Cu2O and CuO was detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The experimental results were accord with the results of first-principle simulation for the energetic barrier against water diffusion through the stacked graphene layers with different overlap. The results demonstrate the efficiency of SLG stacking approach against moisture for Cu metallization

土器3D-RGBデータの深層学習クラスター解析による型式・年代分類基準の検証

　専門家によって判断基準や種類分別が異なる恣意性の高い出土土器の「型式」や「年代」等の分類が妥当なものであるかを最新のデータサイエンス・深層学習により検証する一連の手法を提案する。光学スキャナーで土器資料を計測、ひとつひとつの3D形状,色,表面の質感情報である3D-RGBデータを取得し,「ヒトの判断が介在しない」深層学習クラスター解析により導出したクラスターと,「ヒトの判断基準による」専門家の分類ラベルで機械学習・推論した分類グループとの乖離あるいはマッチングを数理的に分析することにより専門家の分類基準の妥当性を検証するという、独創的な解析手法を提案し, 考古・文化財科学分野に新たな革新的領域を開くことを目指したい。　検証の中心となるTensorFlow/Kerasとscikit-learn k-meansによる深層学習クラスター解析モデルを試作, 解析用データとして公開されている3DデータセットであるModelNet10を用い, 導出された深層学習クラスターと分類クラスグループをクラスターマトリックスを用いて検証した。色情報を持たないModelNet10の各分類グループはクラスター解析による導出クラスターに部分的に反映されており,その他のクラスターはヒトがこれまで分類したことのない「未知の分類基準」でクラスター化されていることが確認された。　当研究で構築・解析した深層クラスター解析（疑似ラベル教師あり分類+クラスタリングモデル）では3D形状の認知がヒトと共通するもの, あるいは共通しないものがあることが明らかとなり, （ヒトの基準からみて）未知のクラスターが導出された。この事実からみて多数の土器3D-RGBデータを解析するとこれまでヒトの分類基準では検知できない, 未知のクラスターを検出できる可能性は非常に高いといえる。　今後は古墳時代の須恵器600点前後, 新潟県内の縄文4遺跡の出土縄文土器深鉢4000点をスキャナー計測する予定である。　本研究のような3Dデータに即応した基礎分析技術を確立することができれば、膨大な時間を費やしてきた年代や生産地の決定といった基礎的な資料の位置づけに関わる作業を簡略化し、専任の研究者のみならず、各自治体の埋蔵文化財担当者も含めて、生産論や流通論といった文化財科学および考古学的研究にあたる時間を拡大させることにつながり、地域研究ひいては地域文化の発展に大いに貢献できる可能性を有する

統計的画像処理と機械学習による文化財のデジタル画像復元

　文化財は紫外線・赤外線等の照射エネルギー、温湿度の変化に由来した有機質素材の変質、作品表面への埃等異質物の沈着等さまざまな原因で褪色（経年劣化）する。それは、作品表層のオリジナルの着色・染色部分と肉眼との間に夾雑物が介在し可視領域が物理的に遮断されるためである。それをクリーニングすることが修理であるが、文化財に負荷をかけるだけでなく莫大なコストがかかる。このため褪色した文化財の大半は、調査研究や展示公開、修理されることなく収蔵庫内に死蔵されてきた。本発表では、実物作品に負荷をかけずに褪色前の復元画像を生成する方法を提案する。それは、①文化財画像を対象に無相関ストレッチによって色空間（カラープロファイル）を変更し、褪色した文化財のモチーフを鮮明化する。②色空間が変更された画像と褪色が進んでいない類似作品の画像を相互に真偽判定させる機械学習（CycleGAN）を通して、褪色前の文化財の復元画像を生成する。という２つの要素技術で構成される。　デジタル画像は、各ピクセルごとに光の３原色（RGB）の強さを数値化したもので表され、その光信号の強さは互いに相関性を持つ。これに、主成分分析と同じ理論に基づく統計的画像処理である無相関ストレッチによって画像解析することでモチーフを鮮明化する。しかし、色空間を人為的に変換するため、オリジナルの文化財の色彩情報も同時に変換され、文化財が持つ固有の美術的、資料的価値が失われてしまう。そこで、「教師無し学習」である機械学習によって変換前と変換後の色空間を一致させ、文化財の推定復元画像を生成することが可能になる。　この方法を検証するため、14万件の文化財情報と9万枚の画像を登録するColBase（国立文化財機構所蔵品統合検索システム）から、対象作品画像の収集と無相関ストレッチ解析を自動化するプログラムを開発し、紺紙金字経について実践した。それを踏まえた方法論的な課題と将来展望を紹介する

Evasion of human innate immunity without antagonizing TLR4 by mutant Salmonella enterica serovar Typhimurium having penta-acylated lipid A.

Modification of a lipid A moiety in Gram-negative bacterial LPS to a less acylated form is thought to facilitate bacterial evasion of host innate immunity, thereby enhancing pathogenicity. The contribution of less-acylated lipid A to interactions of whole bacterial cells with host cells (especially in humans) remains unclear. Mutant strains of Salmonella enterica serovar Typhimurium with fewer acylated groups were generated. The major lipid A form in wild-type (WT) and the mutant KCS237 strain is hexa-acylated; in mutant strains KCS311 and KCS324 it is penta-acylated; and in KCS369 it is tetra-acylated. WT and KCS237 formalin-killed and live bacteria, as well as their LPS, strongly stimulated production of pro-inflammatory cytokines in human U937 cells; this stimulation was suppressed by TLR4 suppressors. LPS of other mutants produced no agonistic activity, but strong antagonistic activity, while their formalin-killed and live bacteria preparations had weak agonistic and no antagonistic activity. Moreover, these less-acylated mutants had increased resistance to phagocytosis by U937 cells. Our results indicate that a decrease of one acyl group (from six to five) is enough to allow Salmonella to evade human innate immunity and that the antagonistic activity of less-acylated lipid A is not utilized for this evasion