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AI・データサイエンスと可視化アプリによる地方自治体のインフラ維持管理戦略
人口減少・少子高齢化に対応する自治体支援Webアプリと持続可能なインフラマネジメント
人口減少が進む北海道の市町村を対象に、道路・橋梁の維持管理を最適化する研究を行っています。各種オープンデータを地図上で可視化するWebアプリを開発し、将来の人口や交通網も考慮した持続可能な地域社会の実現を支援します。
研究の内容
北海道全179市町村を対象に、橋梁データや人口・財政等の情報をGISと機械学習で統合的に分析しています。社会条件に基づく維持管理特性の類型化や財政力が劣化に与える影響の解明に加え、道路・橋梁・公共施設・交通網(バス・鉄道)等のデータを地図上に重ねて可視化できる「Webアプリ」を開発しました。これにより、統計的な分析結果だけでなく、各自治体の具体的な地理条件や将来のまちづくり計画と連動した詳細な検討が可能になります。人口減少下において、画一的ではない各自治体の実情に即した科学的根拠に基づく管理計画策定を強力に支援するツールと手法を構築しています。
長井 宏平 教授 NAGAI Kohei大学院工学研究院 土木工学部門 社会基盤マネジメント分野 -
食品付加価値を高める超音波ドップラー検査技術
医療用の超音波エコーや超音波ドップラーによる画像診断機器を身近な対象物に使えるようにポータブル化しました。スーツケース1個で持ち運び、現場ですぐに使えます。農作物の非破壊診断、連続食品加工におけるライン上での品質管理を可能にします。
研究の内容
・農学部と工学部の共同開発で、トマト、キウイなどの果物や野菜の表皮硬度・内部熟度を3秒で可視化する方法を完成させました。
・カレー、ゼリー、ヨーグルト、チョコレートなど環境や温度で変化する様々な食品の粘度を、円筒に入れて回すだけですぐに計測できる技術を作りました。
・大きめの固体粒子が分散するゼリー状の粘弾性液体がせん断を受けるときの粘性応力と弾性応力を計測、複雑レオロジー混相流体にも適用可能に。
・市販のトルク式レオメータでは計測できない変形履歴応力をもつ物質(メモリー効果物質、チクソトロピ物質)の内部流動の特異性を抽出することに成功。田坂裕司 教授 Yuji Tasaka博士(工学) -
スポーツコンテンツの次世代可視化技術
知識共有を加速させる情報提示技術の創世
スポーツの観戦や教育等を助けるデータを提示する次世代可視化技術を構築します。利用者やその周辺環境から得られる多様なデータから、「分析データ」と「利用環境に適応した提示方式」を定める理論を導出し、知識共有を加速させる情報提示を可能とします。
研究の内容
スポーツを取り巻く現状として、様々な映像配信が普及し、映像と共に関連するデータをスマートフォン等のモバイル端末によって閲覧する新しい観戦の環境が構築されつつありますが、サッカーにおいては、フリーキックの成功率や走行距離等の基本的なデータを閲覧可能としていることに留まっています。本研究は、利用者やその周辺環境から得られる多様なデータを分析し、利用者の理解を助け、知識や経験が必須な場合においても、その知識共有を加速させる可視化を可能とします。例として、パスコースや優勢な度合い等が挙げられます。本研究の可視化技術は、利用者を取り巻く様々なデータを取得し、多様な情報を利用環境に適応して提示可能とするものであることから、IoTやAIの分野への応用可能性が高く、これら分野における新技術の創世への貢献が期待できます。
高橋 翔 准教授 Sho Takahashi博士(情報科学) -
耐氷点下起動性に優れた固体高分子形燃料電池の開発
電池内マイクロナノ凍結現象の解明
普通では観察することのできない燃料電池内の反応層近傍凍結現象を、超低温型電子顕微鏡を用いて可視化しています。さらに電気化学測定を組み合わせ、寒冷地利用で問題となる生成水凍結現象の解明と耐氷点下起動性に優れた電池の開発を行っています。
研究の内容
高効率でクリーンなエネルギー変換機器である固体高分子形燃料電池において、反応による生成水は下の左図のように数十nmの径の触媒層空隙を通り、数μm径の空隙を有する多孔膜であるマイクロポーラスレイヤー(MPL)を介して、ガス拡散層・ガス供給チャネルへと排出される。寒冷地での氷点下環境起動では、生成水が凍結し、発電停止、劣化を引き起こす問題が生じるが、現象がマイクロナノスケールであるため計測が難しく、現象解明は未だ不十分の状況である。本研究では、水がどの部位で凍結し、どのような機構で性能停止および経年劣化に繋がるかを微視的観察、電気化学測定、触媒層モデル解析により解明し、耐起動性の向上や長寿命化を達成することを目指している。下の中図は触媒層が氷で埋められている様子、右図は解析でモデル化している触媒層の構造模式図である
田部 豊 教授 Yutaka Tabe博士(工学)










