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东京科学大学

本科：环境・社会理工学院土木・环境工学系

研究生院：环境・社会理工学院都市・环境学课程环境・社会理工学院土木工学课程

宮本研究室

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機械学習で地震の被害をつかみ、豪雨を予測する、防災工学の研究室。

深度学习地震损伤检测降雨预测

About关于研究室

人工知能で、災害の被害をすばやく知る。

宮本研究室は、機械学習を使って災害の被害や危険をとらえる技術を研究しています。
大地震の直後に人工衛星から撮影された画像を深層学習で分析し、住宅1棟ごとの被害を把握するしくみをつくっています。
豪雨に備えて、観測データから数十分先の降雨量を予測する手法にも取り組んでいます。
構造物の設計に使う地震動の決め方や、地盤の揺れやすさを調べる大規模な数値解析も扱います。

术语说明

深層学習: 層をいくつも重ねたニューラルネットワークで、大量のデータから特徴をつかむ機械学習の方法
設計地震動: 構造物の安全性を確かめるために、その場所で想定される揺れを代表させて決めた仮想の地震動
有限要素法: 地盤や構造物を細かな要素に分け、変形や揺れをコンピュータで計算する方法

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Research研究课题

データ駆動科学と防災工学を専門に、機械学習を土木の課題に使う研究に取り組んでいます。地震被害の検知、降雨の予測、地震動や地盤の解析が主なテーマです。

※示意图

衛星画像からの地震被害検知

大地震のあと、人命救助などに必要な被害情報を集めるには、今も大きな労力と時間がかかります。人工衛星が撮影した画像を深層学習で分析し、住宅1棟1棟の被害から地域の状況をすぐにつかむしくみを目指しています。

※示意图

データから短期の降雨予測

豪雨災害が続く日本では、降雨量を局地的に予測することが防災上の課題です。空間の特徴をとらえる畳み込みと、時系列の関係を学ぶ再帰的な構造を組み合わせた深層学習モデルで、5〜30分先の雨量を予測します。

※示意图

代表的な設計地震動の設定

社会基盤構造物の設計では、想定される揺れを代表する仮想の地震動が使われます。よく似た条件で観測された多数の記録や、数値シミュレーションで生成した地震動群から、重要な情報を集約した設計地震動を決める研究です。

※示意图

甲府盆地の地盤震動解析

どの地域がどれだけ揺れるかを想定することは、防災対策を考えるうえで重要な情報になります。並列化した非線形有限要素法で想定東海地震に対する甲府盆地の地盤震動を解析し、地域ごとの揺れやすさや地盤の変形量を調べています。

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Members教师

宮本研究室のメンバーは、教員と、修士課程・学部の学生で構成されています。

副教授宮本崇研究成果 ↗

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研究成果

专注于实验室内研究积极在学会・论文中发表

课题自由度

导师提供课题自己决定课题

指导力度

放手让学生自主细致指导

研究经费

巧妙调配设备・资金充裕

成员氛围

各自默默工作热闹融洽

整体繁忙程度

全力投入研究时间充裕

核心时间-

研究室会议-

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关于刊登内容

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关于图片

顶部和研究课题的图片为示意图，并非在研究室拍摄。使用的是维基共享资源的裁剪图片。CC BY-SA图片在裁剪后仍以与原图相同的CC BY-SA（各行所示版本）提供。

顶部图片：《Tokyo L7 lrg》 Image courtesy Ron Beck, USGS Eros Data Center Satellite Systems Branch／公有领域（裁剪）
衛星画像からの地震被害検知：《US Navy 110322-N-SB672-673 An aerial view of Baba Utatsu Minamisanriku, Motoyoshi, Japan, 11 days after a 9.0 magnitude earthquake and subsequent tsunami》 U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Dylan McCord／公有领域（裁剪）
データから短期の降雨予測：《Typhoon Ampil Brushes Japan (CIRA )》 Himawari imagery: CSU/CIRA & JMA/JAXA／公有领域（裁剪）
代表的な設計地震動の設定：《A seismogram of 2011 Tōhoku earthquake and tsunami》 Z22／CC BY-SA 3.0（裁剪）
甲府盆地の地盤震動解析：《Kofu-Basin from Mt.Daibosatsurei 02》 Σ64／CC BY-SA 3.0（裁剪）
相关研究室（高橋研究室）：《Full breach at levee L-575 near Hamburg》 US Army Corps of Engineers from USA／CC BY 2.0（裁剪）
相关研究室（松﨑研究室）：《022srUSGSCyprusVia》 H.G. Wilshire, U.S. Geological Survey／公有领域（裁剪）
相关研究室（小口研究室）：《Ffionphort cracked granite boulder》作者不詳／公有领域（裁剪）
相关研究室（盛川研究室）：《Đorđićeva Street damaged building in 2021》 Milan Kušnjačić／CC0（裁剪）

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