京都大学ELCAS(エルキャス)

実施レポート

[基盤コース後期]社会基盤・都市・環境の科学

2018年2月3日

  • 実施場所

    桂キャンパス C1棟 ゼミ室5(C1-226号室)

  • 当日の講師

    西村 文武 准教授(工学研究科 都市環境工学専攻 水環境工学分野)

  • チューター

    鈴木 拓弥、米津 直樹、野口 智史

  • 実習の内容

    まず、担当教員、チューター、受講生の自己紹介を行った後に、『社会基盤・都市・環境の科学』で実習した、3大テーマの概要を分担して再度紹介してもらった。その後、PPTスライド作成を分担して行った後に、併せて発表用スライド原版とした。これを閲覧して、さらに修正・更新したほうが良い点について皆で議論してブラッシュアップした。最終的に、20枚弱に収めて、発表会用のスライドとした。

  • パワーポイント作成風景1
  • パワーポイント作成風景2
  • パワーポイント作成風景3

活動を通して学んだこと

  • はじめの簡単なプレゼンを通して、これまでの内容を確認することができた。実際にプレゼンをしてみて、自分で詳しく理解できていない点、更に詳しく調べなければならない点、がはっきりした。また専門用語をどのようにして分かりやすく伝えるか、細かな実験条件をどのようにして誤解がないように正確に伝えるかが難しいと思った。他の人のプレゼンを聞いてみて、スライドの工夫や省き方、重点の置き方など参考となるものがあった。自分たちが行ってきたことのエッセンスを伝えるようにするのが大切だと感じた。
  • 次回の発表にむけ、これまで学んできたことをスライドにまとめる作業を行った。改めてまとめていってみると、自分の中で消化不良となっているところがいくつか見つかり、そこをメンバーで考えていくことでさらに内容を深められた。今更ではあるが、数ヶ月前に初めて会ったメンバーにもかかわらず、1つのものを製作していてこんなにも楽しいと感じているのを不思議に感じる。次回は最終の合宿だが、活動内容にしてもメンバーとの繋がりにしてもより強固なものにしたいと思う。
  • 今までやってきた実習で、理解できていない部分が多いことに気付いた。復習の重要性に気付いた。人にわかりやすく説明するには自分が完全に理解していなければならないということを痛感した。 さらに、先生やチューターの方に教えてもらったことも印象的だった。それは、「発表は相手に伝えることが目的だから専門用語をきちんと解説せよ」「スライド1枚につき1分程度の説明が良い」などである。 すべて今後活かせる内容ばかりだったので、次の学校のスライド発表から実践してみたいと思う。
  • 成果発表会に向けて、パワーポイントを作成した。私たちの分野は全体を通して3つのテーマで活動をしたので、まず初めに今回の教授やチューターの方々に向けて後期6回でどのようなことを学んだのかを発表した。改めて後期の6回を振り返って、いろんな分野を学べたのでとても恵まれていたと感じた。その後、2人ずつに分かれてパワーポイントを作成した。私は最初の発表でぐだぐだになってしまったし、教授からの質問にも適切に答えられず、悔しかったので、パワーポイントの作成ではみんなに貢献したいと思った。しかし、みんなの方がデータをまとめるのも上手だった。元々パワーポイントやエクセルをほぼ使ったことがなかったから、個人的にはここまで使えるようになったのは、ELCASを通して得た数多くの成長の1つだと思う。パワーポイントの途中経過を教授とチューターの方々に見ていただいた時、専門用語やキーワードについての説明を入れるといいというアドバイスや、図やグラフの意味を一目でわかるようにするといいという提案をいただき、なるほど、と思った。私の担当した環境の分野は、発表用のパワーポイントはあらかた完成したので、さらに分かりやすくするために工夫したり、頂いたアドバイスをもとに訂正を加えたり、また、どのような質問をされるか予想して事前に質疑応答用のスライドを作ったりしたいと思う。1度自分たちはやった内容だから理解できるだけかもしれないということが学べ、客観的な視点から自分のしたことや発表スライドを批判的に見る力も大切だと思った。要点をグラフや図にまとめて発表する力などは、高校生の間も、大学生になってからも、社会に出てからも必要な力だと思う。ELCASとSEEDSの合同成果発表会を見たとき、私の全く知らない分野の話もとても分かりやすく説明していたのを見たときに私もこうなりたいと思った。次回の成果発表会では、少しでもその目標が達成できたらいいと思う。
  • 12分間で今まで学んできた大きく3つのことを発表するためにスライド1枚1分で3、4枚ずつという目安を示していただいた。でも短い発表の中に言いたいことをまとめるのは大変で、実際にしたことと学んだこと目的などしっかりと流れを作るのは難しかった。自分が初めて見るものとして見る際に分かるかどうか客観的視点が必要となった。次回発表前日の作業で皆の意見を取り入れたものにしたい。
  • スライドの数は情報量によっても大きく異なるだろうが、1スライド1アイデアのイメージを持って、短時間で上手く準備が出来た。目次を付けることで、分野でしたことのイメージを喚起し、概念を小出しに簡単に説明してから実習内容を紹介するという形を統一してとったので、伝わりやすいのではないか、と考えている。また、担当する内容について、一定の理解はあると思っていたが、言葉やスライドに起こすことの難しさも感じた。これで、実習が最後なのは大変名残惜しいが、成果発表会までやり遂げたい。

2018年1月20日

  • 実施場所

    桂キャンパス C1-270

  • 当日の講師

    山口 敬太 准教授(社会基盤工学専攻 景観設計学分野)

  • チューター

    石山 元基、章 国煜、吉武 駿

  • 実習の内容

    1)「地形と景観デザイン」に関する講義と研究紹介 
    2)カシミール3Dを用いた景観解析演習 その1 
     都市のなりたちと景観の個性,個性的な地形=個性的な景観と,その要因を探る。
     地形の中に,自然地形,人為による地形改変などの歴史を探る。発見・推理する。
     ① 微地形を読む,河川と集落立地,「今昔マップ」や「治水地形分類図」などと比較
     ② 水環境(河川と用水路,ダム・ため池),鉄道路線,道路,埋立地
    3)カシミール3Dを用いた景観解析演習 その2 
     地形データを用いた視点場探し,眺望シミュレーション(地形の見えの描画,可視領域の描画)
     視点場のデザイン
    4)成果のプレゼンテーション 

  • GISデータを用いた地形変化の読み取り
  • 3D地形シミュレーションを基にした視点場づくりの提案発表

活動を通して学んだこと

  • 前回と同じく、自分の住む街について調査と考察を行った。前回と異なるのは、前回はイメージマップというものを作って考えたが、今回はカシミールというフリーソフトを利用した。このソフトはその土地の標高を調べたり3Dで土地を見ることが出来たりするソフトで、それを使って土地の特殊な特徴を見つけその原因を考察し、また3Dで見て美しいと感じる景観を得られる視点場を提案した。高さの違いから特徴を見つける作業は難しく、中々自分の考えを見つけられなかった。他の人の考察は、そこに目をつけるのか、そういう考えがあるのかと思うようなことばかりで非常に参考になった。一方、前半の講義でここの研究室は文系の分野と融合した都市デザインを考えるという話をしていただいた。その話は私が興味を持っていた分野の話で、とても面白い話を伺えた。研究室のホームページも見てみたいと思う。
  • 地形を配慮して建物の高さやデザインに関する規制をかけ、また自然地形を目隠しにするなど利用して景観は造られてきた。そのため景観を作る際には地形解析が必要となる。そこで地元に都市のランドマークとなる視点場を考えるという今回の目的のため、カシミール3Dソフトを使って地形解析をして、自然地形と現在の鉄道、都市のあり方の関わりを見た。その後都市の特徴的な部分や自分の見せたい部分を視点の対象として設定し、カシミールやGoogle earthを利用して地形や都市の見え方を考慮しつつ視点場の位置設定を行い、一人ずつ発表を行なった。歴史的要素などを含めて考察できればもっとよかったと思う。今回はデザインまでいかなかったが自分でそこまで考えてみたい。都市にシンボル的なものがなぜ必要なのか、一見機能的でなさそうなものでもちゃんと意味を成していて、都市は人が住む場所であるので、効率とか機能とか以上のものを考えなくてはならないなと思った。
  • 自分が今後調べたい課題が一つ見つかった。それは、大阪府豊中市にある不自然な地形である。研究室の先生も、「この地形は興味深い。自分も調べてみる。」とおっしゃった。僕が好きな分野が見つかった感じである。地図を眺めるのは好きだが、社会科の地理とは違うことが好きだ。かといって、建築ともまた違う。その文・理の中間である景観設計学だと知り、その道に進もうと僕は思った。
  • よくある観光名所や歴史的な建物に、様々な視点場からの景色が美しくなるように考慮したデザインや都市設計が隠されていることに驚きました。また平面的に見た場合では良くても立体視すると美しくない、ということを考えて空間情報を活用したデザイン、建物と景色の組み合わせや文化的な一体感を考えたデザインもあることを知りました。自分の町の新たなる視点場探しでは、既にある視点場やランドマークが、講座で学んだような景色のデザインをしていることを感じました。そのため新たな視点場を探すことは苦労しました。
  • まず、「地形と都市デザイン」という講義を聞いた。景観デザイン、特にデザインという言葉に対して、他の要素から独立して、美しさのみを追求しているイメージを私は持っていたので、そこに地形という要素があり、驚いた。私は日本庭園などを訪れるのが好きだ。都会の中にある庭園でも、高いビルなどは庭園から見えず、別世界に入り込んだように感じる。しかし、今回聞いて驚いたことに、きれいな庭園と山々の間には、住宅地が広がっていたらしい。福井は高さ規制もなく、庭園からビルが見えてしまい残念だ。もし、これから高さ規制などを作っていくならば、地形等にも考慮するとよいと思った。演習で行った視点場探しでも、この考え方はあり、私は川原に視点場を作りたかったのだが、川原のどこに作ろうか迷っていた時に、「川原は開けているから奥にある山と川が同時に見えるのもいい。」というようなアドバイスをもらい、足羽川と八幡山を一目で見渡せる点を視点場として選んだ。カシミール3Dでは地形しか分からないので、実際に何の障害物もなく足羽川と八幡山を一望できるかは分からない。実際にそこへ行って写真を撮ってみたり、同じ地点のグーグルアースのストリートビューを見てみたりしようと思う。また、演習で福井の地形についてカシミール3Dを用いて調べていた時、もっと川が人工的に整備されていて真っ直ぐ通っているかと思っていたが、予想以上に蛇行していて意外だった。また、私が特に気になったのが、自然的な山は山頂に向かい、次第に標高が高くなっていくが、一部そうではないところがあり、人工的に切り取られたようだった。治水地形分類図では切土部となっていて、航空写真では建物があった。先生に採石場ではないかとの助言を頂き、家に帰って調べてみると、今は工場や集落が立地しているようだった。しかし、福井は田舎で、わざわざ山を切り開かなくても土地はあると思うので、元々は何のために切り開いたのかを、もう少し詳しく調べてみようと思う。また、他の人の発表でも面白い地形があり、その成り立ちなどにまだ謎が残っているものもあったので、お互いに調べてその情報を共有したいと思った。
  • 前回と今回を通して、都市は、今まで私のなかで無意識のうちにあったのだと気づいた。風景は気づかなければ風景として成立しないが、そんなことや眺望を意識して生活したことはなかった。ここで、今回の講義について深く述べていく。山や建造物は可視領域を大いに支配する。そらに基づいてランドマーク等が形成され、視点場からの眺望が成り立っていく。この流れが景観形成の段階では意識され、人が見るときには不要な疑問が生じず、分かりやすくあらなければならない。ニュアンスとして捉えることはできたものの、実際に自分がすむ町で視点場をデザインしていくとなると、非常に難しかった。この際、カシミール3Dというソフトを使ったが、フリーソフトでも大スケールから小スケールの地形理解に分かりやすく、今取り組んでいるGISに加え、機会があれば更に深く学びたいと思う。また、日本の有名な庭園からの景観形成や、旧河道のよみ方、神社や寺の立地など、地図や写真というデータから見えてくる事柄についても沢山教えていただいた。

2018年1月6日

  • 実施場所

    桂キャンパス C1-270

  • 当日の講師

    川﨑 雅史 教授(社会基盤工学専攻 景観設計学分野)

  • チューター

    石山 元基、章 国煜、吉武 駿

  • 実習の内容

    『都市のイメージを読む』
    1.教員による講義(都市景観のイメージ、ケヴィン・リンチのイメージマップと重要要素の解説)
    2.出身地の市町におけるイメージマップの描画(白地図への地図描画)
    3.イメージマップ上のリンチの5つの重要要素の特定と景観ビジュアル写真の収集(パソコン上でストリートビューの活用)
    4.イメージマップが実地図との比較などによりどのような5要素の構造になっているのか、また5要素が複数重なる重要な場所はどこか、あるいは描かれなかった余白の場所はどのような場所か(後で想起された要素を含む)などの分析考察
    5.2-4のとりまとめ(パワーポイント)と成果発表(批評含む)

  • 都市のイメージの講義
  • 各出身都市のイメージエレメントの抽出作業
  • 作成したイメージマップと考察についてのプレゼンテーション

活動を通して学んだこと

  • イメージマップを使って自分の住んでいる市町村について考えた。イメージマップは道路、目印、縁、接合点・集中点、地域という5つのイメージのエレメントを利用して作成していった。すると、それらが集中するところや空白のところが現れる。そこには何かしらの要因があり、それを考えていくことで新たなことが発見される。実際、私は自分の住んでいる市をマップにしてみてエレメントの偏りから都市の衰退の原因の1つを見つけられた。今回の講義では、住人が持つまちのイメージを地図にすることから見えてくることの多さに、とても驚かされた。人の抱いているあやふやなものを簡略化してまとめることが問題解決の糸口となるというのは全てのことに言えるだろう。
  • まず、イメージマップを描くことでその地域の良さ、そしてもっと改善できることなど、その地域の特性についての考察を深められるということがわかった。例えば、イメージマップの空白は、描いた人が行かない場所や道が分かりにくいところ(昔ながらの街並みなど)にあたることがわかった。そして、受講生やチューターの方のイメージマップと考察を比較して、いろいろな地域の特徴がわかり、とても面白かった。
  • 都市のイメージというものは、ある程度は万人に共通するものであると思うし、それを形成している要素が、パス、ノード、ディストリクト、ランドマーク、エッジとなることも理解できた。しかし、わかりやすさというものが曖昧で、都市の秩序は未完結である、ということが理解しがたかった。デザイナーがその点をどう捉えているのか疑問に思ったし、自分なりの答えは実際に各地を旅する事によって見つけられるのではないかと感じたので、大学生になる楽しみとして取っておきたい。
    また、実際に自分が住む地域のイメージマップを作成し、自身の物事の捉え方と対峙することができた。学校での研究活動や何気なく楽しんできたお祭り、慣れ親しんだ通学路や神社から街を思い出していた。経験を元に街を捉えているのかとわかり、面白かった。さらに、先生に指摘していただいたように、私が河川から書き始めたり、エッジが多い写真を取り上げたというのは無意識のうちに河川流通から発展してきた街、一方で氾濫によって在り方を決められてきた街という認識があったと考察した。しかし、行動範囲しか思い出せなくて景色として捉えきれていなかったと思う。
  • まず、最初の講義では、都市イメージ分析の目的や、イメージ分析の方法を学んだ。全ての人にとって住みやすいまちを作るというのは、デザイナーの永遠の課題だと思うが、その課題解決の手がかりの1つが都市イメージ分析だと思った。分かりやすさ(Legibility)が大切というのは、日常の中でも実感するタイミングがあり、基本は東西南北に垂直交差する道しかないが、その中に斜めに通る道があると分かりにくいと思うことがあった。ただ、分かりやすいだけでは新しい発見がなく面白くないという部分が、非常に奥深いと感じた。実際に福井市のイメージマップを描いてみて、まず、自分が17年間も暮らしてきた福井市の全体像を全く把握できていないことに驚いた。また、私は5つ目の要素であるランドマークからイメージマップを描き始め、1つ目の要素のパスはなかなかイメージできなかった。その要因としては、私自身がいつも同じ道ばかり通っていること、また、実際に私は車を運転せず乗っているだけなので道を意識していないことなどが考えられる。そのため、私の印象に残っていたパスは、桜並木のある桜通りや、ビビットな路面電車など、交通としてというよりも、むしろ景観として、という印象が強かったように思う。他の人の発表を聞いて感じたことは、外部の人間が予想する5つの要素と、実際に住んでいる人が考える要素との間には、ギャップがあるということだ。同じ福井県で美浜町のイメージマップを描いていた人がいたが、私が予想したノードと彼の考えたノードは異なっていて面白かった。他にも、発表の方法や資料のまとめ方という点でも勉強になった。自分の描いたイメージマップと航空写真や実際の地図を比較して見せることで、その都市を知らない人にも分かりやすいと思った。今後のプレゼン資料作成に活かしたいと思う。
  • 講義は現代文の評論を読んでいるような感覚だった。都市景観のイメージについての話で、Legibilityやストラクチャー、Imageability、が重要であると聞くと、とても理数系の話とは思えず興味は湧かなかった。しかし詳しく話や具体例を知り印象が大きく変わった。人々が関わるものを、今回で言えば都市を、設計してデザインしていくにはパプリックイメージ・イメージが展開し活性化できるものにすることが重要だと考えた。また自分達の街のイメージマップのプレゼンを通じて、自分達がもつイメージとはどのようなものがあるのかを具体的に考えることができたので、講義の内容がより理解できたように思う。またプレゼン内の考察を通じてPathsやDistrictsの特徴や形成要因を分析するには、ある程度の町の歴史について知る必要があるとも思った。今回学んだことは、この分野だけでなく他の工学にも応用できることだと思う。
  • 都市景観のイメージについて学んだ。都市には分かりやすさが大切。しかし人々が想像し得るだけの曖昧さを残した一定の秩序でなければならない。またイメージにはpath, landmark, edge, node, district, の5つの要素があり、これを利用して都市を見る際に複雑であるところは何らかの問題を抱えていることが多い。ということを学んだ。そこで自身の住む市についてイメージマップを作成、要素の集中している所、全くない所などイメージ構造について考察、発表を行なった。要素を見つけるのがとても難しく時間がかかり上手くまとめられず発表も下手だった。他の人の発表から土地の人間として暮らしの中で感じたものでもっと気楽に考えればよかったと気付かされた。また発表の順序立てや聞く人に分かりやすい発表をもっと心がけるべきだと反省した。

2017年12月16日

  • 実施場所

    桂キャンパス C1棟 C172教室

  • 当日の講師

    宇野 伸宏 教授(工学研究科社会基盤工学専攻 空間情報学研)
    木村 優介 助教 (工学研究科社会基盤工学専攻 空間情報学研)

  • チューター

    宮垣 亮汰、日下部 哲、渡邉 健斗

  • 実習の内容

    待ち行列の実例を示しつつ、社会にとってのマイナスの側面について討議した。その後、客の到着率、窓口の数を変化させて待ち行列を生成する実験を実施した。客の到着、サービスの開始、終了に関するデータを収集し、平均待ち時間や待ち行列長などの実験値を算出した。待ち行列理論の数学モデルの概要について講述し、平均待ち時間、待ち行列長の理論値と実験値との差異などについて確認し、その理由などについて議論した。

  • 決められた到着時間・サービス時間にしたがい、待ち行列を生成する実験を行う。
  • 実験の記録映像から、客の到着時間、サービス開始・終了を読み取る。
  • 待ち行列理論による理論値と実験値の比較に関する議論を行う。

活動を通して学んだこと

  • 行列、と聞いた時にまず考えたのは、行列は社会基盤・都市・環境の科学なのか、ということです。私のイメージでは、行列といえば心理学などの分野のイメージが強く、また、行列を科学的に考えても、それが都市と結びつくと思えませんでした。しかし、今回のお話を聞いていて、建物を設計するときなど、行列の長さが予想できたら便利だと思いました。行列の実験を行ってみて、相対的には理論から予想される結果が出て、すごいと感じました。また、エクセルでデータの整理を行っている時に、まずは先生のお手本通りにグラフまでを作ったのですが、その後大学院生の方に「これは何を示している値だと思う?」と尋ねられ、数字の本質を考えつつデータを整理しなければならないと思いました。また、サービス時間の平均値などを求めるのに、どの関数を使うと楽なのか、ということを常に考えながら、エクセルを使っていこうと思いました。理論の方では、難しい計算がたくさん出てきて、数学的に知識がついていかないところも多々ありましたが、とりあえず、一番初めの式の意味はだいたい掴めました。理論値と実験値が異なる原因として、今回みんなが言っていたような実験の方法のほかに、理論の方にも原因があると思います。理論の計算の途中で近似値を用いていたり、λとμを代入して計算した時に四捨五入をしたりしたことも原因の一つになると思います。これから実験をして理論と結果が異なった時には、それがだめだと思うのではなく、異なった原因を考えるようにしていきたいです。
  • この講義を聞くまで、行列を数学で考えるということを思いつかなかった。なぜなら、列に来る人は時と場合によって違うものであり、数学など使えないと思ったからである。しかし、実際には定常状態のランダム、としたら数学で考えられることを知った。少し前まで机上の空論だと思っていた数学が、このような形で応用できると知り、数学をもっと学びたくなった。高1なので、講義に出てきた微分積分を知らなかったので、習ってからもう一度講義内容を見返したい。
  • 行列について学んだ。待ち行列理論を用いて実験を行なった。行列の原因である、客の到着のランダムさとサービス時間を数字の書いたカードで決定して行列を作った。実験結果をExcelに入力し、グラフ化した。待ち行列長(合計で何秒待っているか)[人×時間]を実験時間、総人数でそれぞれ割り、平均待ち行列長、平均待ち時間を出した。ビデオを見ながらデータを取る作業は監視カメラで操作する刑事のようで楽しかった。そして理論を学び、主に確率を用いて理論値を出し、実験値と比較、考察した。 行列というのは都市や社会での暮らしに大きく影響を及ぼし、設計の際にはこれらの社会的な影響も考慮する必要がある。また建物はビジネスなどにも関わるということを学んだ。そして高校数学の実用的な活用ができたことに感動した。 
  • 実験と理論の組み合わせを学んだ。私は、地学の研究をしているため、フィールドで得た知見を最優先するが、ある程度にランダム性があり、式として表せる場合、まず理論を立てて結果を予測、実験では、今回で言えばカードも理論立てて、充分な枚数を検討して作成し、その上で行う。今回は、傾向としては理論通りだったが、個人の時間の数えかたの誤差などがあったため、待ち時間が短くなっていた。もう少し回数を重ねたり、ショッピングモールに応用するならば、予想外の事態もあえて想定して設計が行われるのではないかと思った。ただ、理論式の理解があいまいであるため、もう一度導出を追いたい。
  • 最近渋滞学が世間では騒がれており、今回学んだ行列の科学はそれに近いように感じる。お店や空港などで窓口に並ぶ際、客の来るペースや窓口の数による人の流れの違いについて実験と理論の2つの側面から考えた。理論で考えていくうえで、多くの条件を簡略化できる。それにより、行列による待ち時間や行列の長さはとても簡単に表現でき、複雑な現象の公式による単純化が再現されていた。実験の結果と理論的に導き出された結果では多少誤差はある。この実験でも誤差はあったが互いの数値の大小関係などは違わず、異なる手段で調べていくことでよりその結果の信憑性を高めることが可能となった。まだ学校では習っていないような知識が必要な場面もあったが、根本的な理論は理解できたように感じる。行列は町のいたるところに出来ている。だからこそ、行列の科学というのはいくらでも研究の余地があり、またそれが生活に活かされていくのだと思う。 

2017年12月2日

  • 実施場所

    桂キャンパス C172教室

  • 当日の講師

    須﨑 純一 准教授(空間情報学講座)

  • チューター

    伊藤 大生、渡邉 健斗

  • 実習の内容

    初めに教室内で、空間情報学・レーザ計測の概要を学習した。続いて屋外で約1時間半、屋外の3箇所でレーザ計測を実施した。受講生を2班に分けて、反射ターゲットの設置や回収、機器の操作を体験した。その後室内で計測データを処理し、複数地点で得られたデータに写真の色データを重ね合わせ、統一座標系に変換して、3次元座標を持つ点群データを生成した。最後に、フライトアニメーションを作成した。

  • 教室内での空間情報学・レーザ計測の概要説明
  • 桂キャンパスでの地上レーザ計測
  • 受講生が作成した桂キャンパスの3次元点群データ

活動を通して学んだこと

  • まず、講義を聞いて、偶然誤差を除去できる方法があることに驚いた。今まで誤差を減らすには、何回も実験をしてみて、その平均を取るくらいしか対策がないと思っていたが、三角測量での誤差の除去の仕方はとても納得できた。今回の実習を通してすごいと感じたことは、たった3地点で測量をしただけなのに、かなり広い範囲のフライトアニメーションが作れたことだ。これは、レーザーをはね返す建物などがない限り、遠くまでレーザーが届くからだと思う。また、レーザーにいろいろな成分の波を含んでいることによって、アニメーションを見たときに、それが植物なのか建物なのかが分かって、測量はいろいろなことが測量の結果から分かってすごいと思った。フライトアニメーションを作っていて、普段はありえないような視点から見ることが出来て、面白かった。一般の人が立ち入り禁止の場所のフライトアインメーションを作れば、一般の人もその場所をアニメーションを通して見れるようになると思う。また、防災の面に関しても、ハザードマップ等には建物の形や植生までは考慮されていないと思うので、そういう面でも防錆にも応用できる技術じゃないかと思った。
  • 小学校のころ、Googleの車が走りながら測量をしているのを見て、その写真やデータをどうやってつなぎ合わせているのか、そしてそれからどのようにしていろんな角度で見たようなイメージを作るのか不思議に思ったことがある。その疑問がすべて、昨日解消された。高さや、縦横が違う(一直線上、同一平面上でない)たくさんの点によって、3地点から得た図を合成するのだ。 これがあれば、便利な地図はもちろん、災害などで人が直接いけない場所の情報を得ることや、地形変動の、長い目で見た観測も可能になる。 このように便利な測量法を、新たにどんな場面で使っていくかを探すのが今後自分たちがやるべきことなのだと感じた。
  • 今回は地上LiDARを用いた空間計測をした。 まず測量の方法論と地上LiDARの原理の説明を受けた。測量には誤差が必ず伴い、その誤差の種類、除去の仕方を学んだ。 地上LIDARは最大水平方向に360度、垂直方向に100度のレーザーを出して、光の反射時間から対象の各点までの距離を出して位置を座標として認識する。その際に反射板としてリフレクターを何個か設置することで精度が上がる。さらに数カ所から計測する際リフレクターを二カ所から見える位置に設置し、計測データをそのリフレクターの位置を揃えて組み合わせることで広範囲の計測が可能になる。 そうしてできた座標点の集まりに写真と組み合わせてカラーをつけ、コンピュータ上での空間把握ができる。 全体を通して計測というのはとても数学的だと感じた。点の集まりによって立体的な図形を生み出すのは垂直二等分線や極座標などの考え方と同じようだった。光の反射によって人間は物を認識していてそこからこの計測機は生み出されたのかなと思う。 写真によってカラーをつけるのはどういう仕組みでコンピュータがしているのかも不思議に思ったのでまた知りたい。こういう機械もすごいが、どう上手く活用していくかは人間に左右されると思うので他にもどんな場面で活用できるのか考えてみたい。 またアニメーションも楽しかったし、処理後のデータを動かして見るのも面白かった。今回は実際の建物の計測データだったけれど、コンピュータ上で自分で作る方にも興味が湧いた。
  • ライダー技術を用いてデータを取り、コンピュータで三次元の座標点に着色し、アニメーションを作成した。相対的に地点を算出するため、誤差が非常に小さくなるが、その仕組みは思っていたよりも単純で、説明していただいたとき、なるほど!と思った。最近学校でGISの研修に参加して、データを重ね合わせる技術を知って非常に感銘をうけたが、今回そのデータはどのように捉えられて作られたのか、ということを垣間見ることができて、もっと空間情報学を知りたいと思ったし、GISに対する関心も高まってきている。
  • 地形を測量するとして、どのような方法があるか?私のイメージではドローンや衛星で上から撮影するのが最もメジャーで進んだ手段なのだと思っていた。だが今回ではそれとは別の方法で計測を行った。それはよく道などで見かける三脚での撮影から座標を計算して、その点を集めて3D映像にするというものだ。平面の計測で空間の把握が出来るのか?そう私は疑問に思ったが、実際やってみて驚いた。たった3点の計測で数時間でアニメーションの製作が出来てしまった。しかも、その精度は計測可能な範囲は狭いものの衛星などよりもはるかに高いという。原始的な方法ではあるがこの計測方法は利点も多く、上空からの計測方法と併用していくべきだと感じた。

2017年11月18日

  • 実施場所

    桂キャンパス C171、077生体指標測定室

  • 当日の講師

    本田 晶子 助教(都市環境工学専攻 環境衛生学講座)
    田中 満崇 特定研究員(都市環境工学専攻 環境衛生学講座)

  • チューター

    杉山 太一、田村 紳

  • 実習の内容

    第1回において、大気汚染物質である微小粒子状物質(PM2.5)やその成分をヒト気道上皮細胞に曝露し、細胞活性の測定や、細胞形態観察のための細胞染色を行った。第2回である今回は、細胞活性のデータ解析や細胞の形態変化を観察し、結果をまとめ、発表し、考察を行った。

  • 細胞活性のデータ解析をしている様子
  • 細胞形態の観察をしている様子
  • プレゼンテーションの様子

活動を通して学んだこと

  • 今回の活動では、前回の実験の結果を記録し、考察した。私はバナジウムの5価を担当した。ギムザ染色の結果については、肉眼でも分かるくらい1.5㎍/㎖の細胞の数が減少していた。しかし、Controlと0.38㎍/㎖と0.75㎍/㎖では、顕微鏡を用いてもほぼ細胞の数が変化していなかった。このことから、0.75㎍/㎖から1.5㎍/㎖の間の一定の値を超えると急にV5が人体に影響を与えると考えられた。この一定の値が分かれば、基準値の設定にも役立つかもしれない。また、WST1-アッセイからは、0.38㎍/㎖、0.75㎍/㎖の細胞活性は100%を越えていたが、1.5㎍/㎖になると、急激に落ちた。このことから、ギムザ染色から考えられた仮説のほかに、V5を少量吸収するのはむしろ人体に良く、一定量を越えて取り込みすぎると人体に害があると思った。しかし、Controlの標準誤差が大きいとの指摘をもらい、もう一度丁寧に実験したら、0.38㎍/㎖、0.75㎍/㎖の細胞活性も100%くらいになるかもしれない。V5とV4は、仮数が1違うだけだが、実験結果がかなり違っていて面白かった。今回の実験からどんな物質が有害なのか、規則性を出すことが出来たらいいと思った。複合影響についても、コンピュータ解析で規則性を見つけられたら研究が一気に発展するのじゃないかと思ったが、規則性が当てはまるとは限らないところが難しいと思った。
  • 細胞の観察、実験結果の処理と考察を行い共有した。初めは、どの成分でも細胞活性を低め細胞形態を悪化させるものだと予想していた。しかしながら、逆に細胞活性を高めていたり、細胞形態にほとんど影響を及ぼさない成分があると分かり驚いた。このことから、どのPM2.5が有害なのかを研究する理由を改めて感じることができた。物質を特定することでより効率的かつ効果的に問題を解決できると思う。一方で複合影響もあると学んだ。これについては研究は進んでおらず、特に日本は遅れているという。フェナントレンはそれ自体では細胞に影響を与えないが、酸素と化合しフェナントレンキノンになると強い毒性を示すように、成分の影響が大きく変わることが、他の多くのパターンでもあり得るのではないだろうか。複合影響を研究することはさらに良い解決策を提案することに必要だと思うし、研究の世界はとても広くておもしろいと感じた。
  • 自分の行った実験の結果が顕著であったが、全く予想外の結果が出た。実験をし、自分の予想とは違う結果が出た後になぜそうなるのかを考えるのもまた、実験の面白いところであると気づいた。しかし、コンピュータに不慣れであるためパワーポイントづくりに時間がかかってしまい、考察の時間を長く取れなかった。パソコンを使いこなす力が必要であると気づいた。 本田先生がおっしゃっていたように、実験的研究から疫学的兼空、そして実学へとつなげ、社会へとつなげていきたい。大学に入ってからのビジョンをあまり持っていなかった私にとって、研究の意義はここにあるのだと分かったことは大発見だ。
  • ギムザ染色による細胞形態の観察とWST-1アッセイ解析を行った。そして実験結果と考察をExcelとPowerPointを用いて発表した。考察は気をつける点が多く難しかったが、チューターさんに指摘をいただきながら修正をして資料をまとめた。発表で上手く自分の考えを伝えられたか微妙だが、他の人の発表から自分が思っても見なかった視点や説明の仕方があり、とても勉強になった。各々が担当していた物質の実験結果を比較して物質の特徴と身体への影響の関わりを学んだ。そして実験結果を受けてどう社会に還元していくかどういう研究があるのかを知れた。
  • 2回の実習を遠し、この分野の研究は、社会的に果たす役割が大きいものだと感じた。 具体的な実習内容について、メンバーで手分けして、8つの物質についてWST-1アッセイ、ギムザ染色を行い、それぞれ活性評価、形態観察を行った結果、活性が小さくなり、形態も破壊されるもの、逆に活性が大きくなるもの、形態が維持されるものもあり、物質によって様々だった。この結果は、おおむね、研究によって明らかにされた結果と一致がみられたが、サンプルの不足や写真の抽出方法の的確さなど、検討して行くべきだ。また、それぞれ自分が調べた結果をPowerPointでまとめ、発表したとき、上手く話をまとめるのが難しく、また、ある程度、などといった表現をサイエンスの立場でどう使っていこうか、という疑問が湧いた。 さらに、結果に深く注目すると、9.10フェナントレンキノンとフェナントレンは構造において酸素の有無の違いのみだが、毒性に大きな差が生まれる。このことは、物質を構成する元素のみでは毒性を持たなくても、どう結合するかによって、性質が変わることを示す例となる。従って、構造式から沢山のことをイメージしていくのは大切だと思った。 最後に、この研究の将来について、先生方も取り組んでおられるそうだが、物質どうしの複合影響について検討していくことが最重要課題であると考える。しかし、こうなると、しらみつぶし、というスタンスになるような気がするが、コンピュータなどのツールを駆使し、効率的に調査を進める必要があると思った。
  • PM2.5に含まれる化学物質の人体に与える影響を調べまとめたが、その特徴は化学物質によって様々だ。もちろん細胞を弱めて形態を変えてしまうものもあるが、中には細胞を増やすもの、少量ならば細胞活性を高める可能性のあるものなども存在することがわかった。だが、今回私たちが調べたのはPM2.5に数多く含まれる化学物質のごく一部だ。また、ある物質と別の物質を同時に取り込むことで性質が全く異なるものになることもあるそうだ。今回二桁にもならない数の物質を調べただけでも多くの性質を発見できたため、実際にPM2.5の被害を抑えるために研究するとなると膨大な時間と力が必要になることを知った。

2017年11月4日

  • 実施場所

    桂キャンパス C171、077生体指標測定室

  • 当日の講師

    本田 晶子 助教(都市環境工学専攻 環境衛生学講座)
    田中 満崇 特定研究員(都市環境工学専攻 環境衛生学講座)

  • チューター

    杉山 太一、田村 紳

  • 実習の内容

    大気汚染物質である微小粒子状物質(PM2.5)やその成分をヒト気道上皮細胞に曝露し、細胞活性や細胞の形態を観察する。

  • 社会基盤・都市・環境の科学_実習風景細胞形態観察のために、染色処理をしている様子
  • 社会基盤・都市・環境の科学_実習風景細胞の活性を測定している様子

活動を通して学んだこと

  • PM2.5はあれほど悪いとニュースで日々言われているけれど、まだどの成分が体に悪いのかは分かっていないということに驚いた。どの成分が悪いのかが分かれば、PM2.5の対策もしやすくなると思う。また、今回初めて大学で実験をしてみて、研究設備が非常に充実していたので、早く大学生になって大学で研究をしたいと思った。靴の裏をきれいにしたり、ゴム手袋をはめたり、正確な結果を得るためには、このような細かいところまで気をつけないといけないのだと思った。早く実験の結果を知りたい。
  • 今回のPM2.5の健康影響というテーマは自分にとって新しい分野でとても興味深かった。まずPM2.5が様々な化学物質が集合していて、細胞を破壊して侵入することで体内に影響を及ぼすという基本原理を知ることができて、実験の意義を確認することができた。今回のような実験は初めてで非常に楽しかった。スポイトを使用して、細胞層を片付けないように液を回収するような作業は初めは難しく戸惑ったがティチーングアシスタントの方に教わりながら徐々に慣れることができた。沢山の実験経験は、正確で丁寧な実験を行うためにも必要だと感じた。
  • まず、チューターの方と話して、「数理の翼」というものがあることを知った。 活動では、環境衛生学というものが工学部の中のどういった分野なのかや、そこで何を学ぶのかをはじめに教わった。pm2.5の代表例であるディーゼル排気微粒子はたくさんの物質の集合体であり、気道上皮細胞に悪影響を及ぼす物質がどれかはっきりしていないと分かった。気道にpm2.5が入り、呼吸器疾患を悪化させるメカニズムも学んだ。それから実験の意義と概要の説明を受け、実験をした。次で実験結果が出るので、楽しみだ。
  • 大学の研究の一端を見ることができた。 実験室に入る際は靴のゴミを落とすための粘着マットがあったり、肘まで石鹸で洗いゴム手袋をしてビニール製の白衣を着て、実験の際は薬品が目に入らないように安全メガネをし、スポイトや分注器を使わないときは袋に入れておくなど細心の注意を払うのだなと思った。 でも、持ち込むものには無頓着であったり細胞洗浄の純水の量は多少多くても良かったり、染色時間も大体だったりという点もあって面白いなぁと思った。始終ワクワクさせられっぱなしだった。 細胞活性の評価の実験方法とギムザ染色の仕方を学んだ。初めて分注器を使ったが、気をつける点が多く難しかった。目に見える変化は色のみだったが、講義で説明を受けたようなことが中では起こっていて、光で色を測ることで色素の増加がわかり、そこからさらに活性も分かる二段構えになっているとは一見しただけでは分からないのにすごいなと驚いた。ギムザ染色ではスポイトを用いて細胞の洗浄、染色を繰り返し、何個か細胞を傷つけてしまった。次回の観察でどうでるか不安だが楽しみにしておこうと思う。
  • PM2.5の正確な定義とそれが引き起こす健康被害を知って、実験的なアプローチの手法を学んだ。まず、粒径で定義されるものである、という認識は世間的に薄いと思う。実験的なアプローチとしては、気道上皮細胞に曝露されることで、どのような障害が起こるのかを研究していることがわかった。 実際に研究室に入ったことは初めてで、ここで昼夜研究が営まれていると思うとワクワクしたが、作業は非常に集中を要するものだった。WST-1アッセイを用いた活性評価、ギムザ染色を用いた形態観察というアプローチを実習した。実際のWST-1アッセイのカーボンブラックのデータを見てみて、目立った傾向が分からなかったので、もう一度物質について調べてから検討し直したい。もしかしたら好ましくない結果かもしれないが、データに謙虚に、なぜそうなったか分析したい。
  • 工学部の中に今日学んだ都市環境工学という、どちらかというと生物に近いような分野があることにまず驚いた。活動としては、施設や器具が高校では使えないようなものを多く使うことができ、新しい経験となった。 また、同じ講義を受ける人に自分と同じ進路を希望する人がいた。今までにそういう人にはあったことがなかったため、その分野の情報交換が行えると嬉しい。

平成29年度 実施レポート

年度別の実施レポート