全学自由研究ゼミナール　(ミュオグラフィと諸科学の連携による海域・地下・宇宙におけるテーマ開拓Looking for new research subjects in the field of marine, underground and planetary sciences in collabo

火山、ピラミッド、原発などの透視に成果を上げてきた巨大物体の透視技術「ミュオグラフィ」はこれまで陸域それも地表の観測に限られてきた。本全学自由研究ゼミナールでは、海洋、資源、宇宙惑星理工学分野における専門家が地下、海域、宇宙において既存の観測技術における課題を洗い出す。そしてミュオグラフィを今後どのような価値ある形で海域、地下、宇宙の透視へとつなげていけるのかについて以下の３つの観点から集中的に議論する。（１）海洋センシングの分野においては、近年，衛星測位工学を空間中から海底に拡張する技術（GNSS-A），光ファイバで海中・海底情報を収集する技術（海底観測網やDAS）の発達により，高度な海洋・海底情報を収集することができるようになった．しかし，現状の観測技術は時空間的な観測範囲の制約が未だ大きい．より時空間的に連続な海洋情報を取得する方法は21世紀の海洋観測工学が推し進めなければならない技術課題である．こういった背景を踏まえ，ミュオグラフィによる海洋観測の新展開の可能性について議論する．（２）石油天然ガス資源の探査ターゲットは、大深度化・複雑化・小規模化へ年々移行しており、技術革新がますます必要な状況である。ミュオグラフィと既存手法である弾性波探査を組み合わせることにより拓かれるパラダイムを紹介するとともに東京湾下に存在する天然ガス探査の可能性及び温暖化ガスのリスク評価について議論する。（３）二酸化炭素地中貯留（CCS）は、地球温暖化緩和策として期待されている技術の1つであるが、安全で確実な二酸化炭素の隔離のためには地中の二酸化炭素の挙動を管理・制御する必要があり、そのためにはモデリングとモニタリングの双方が連携して地中で起こっていることを推定する必要がある。既存の様々な技術の概略を紹介するとともに、それに加えてミュオグラフィを活用することで、どのような展開が期待されるか考える。（４）医療分野ではレントゲン写真やMRI映像等の医療画像の機械学習による自動診断技術の開発が進んでいる。本講義では医療画像の機械学習の最先端を紹介するとともに、ミュオグラフィ画像の機械学習による火山診断技術についても考察する。（５）惑星探査については宇宙ミュージアムTeNQ無料見学会として将来の惑星探査への応用を考える 。更に、大規模ミュオグラフィ画像データの共有や機会学習、上記の諸科学とミュオグラフィとの連携によって得られる横断的知見を研究者同士や研究者と社会との間で最大限に理活用していくために必要な技術的課題についても議論を深める。そのために、これまで東京大学の諸分野と社会との接続に大きな役割を果たして来た総合研究博物館のデジタルアーカイブ技術とミュオグラフィとの連携を実現するための（６）大規模ストレージ開発の歴史と技術について解説する。ストレージの基礎的な仕組みから始まり、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)という技術。google やfacebookなど、EXAバイト級のビックデータを管理する最近のトレンド、イレージャーコーディングの技術を紹介する。また、今では、インターネットは生活に浸透しているが、そもそも、インターネットはどの様にして動いているのか。リライアブル通信技術、輻輳制御といった基礎技術の紹介と、IoTなどの最近のネットワーク技術のトレンドを紹介する。
Muography, the novel imaging technique to visualize gigantic objects such as volcanoes, pyramids, and nuclear reactors, has been restricted to its performance on the ground. In this seminar, the experts in the fields of marine, natural resource and planetary scientists will clarify the restrictions in the current observation techniques, and will extensively discuss the following topics to address how muography can be applied to benefit their fields. (1) In the field of ocean sensing technologies, it is now possible to collect marine and ocean floor information with GNSS-A and DAS. However, the spatiotemporal windows of these techniques are still limited. (2) The target of the oil and natural gas resources are deepened, more complicated, and down-sized, and more technological developments are required. （３）Controlling and safe operation of carbon capture and storage (CCS）could be an essential technique for realizing the carbon neutral society. In this lecture, the current CCS techniques will be introduced and muographic applications to CCS will be discussed. (4) In the field of medical science, the techniques of machine learning of medical images have been highly developed. In this lecture, the recent trend of medical machine learning will be introduced and its possible application to muographic diagnosis of active volcanoes will be discussed. (3) Planetary sciences. Furthermore, in order to realize sharing and machine learning large-sized muographic data, and to utilize the muographic results between researchers and/or researchers and society in the valuable way, (4) large-sized storage and networking technologies will be discussed.