Development of cavity detection method and identification method using X-ray equipment
| Project Area | Excavating earthenware: Technology development-type research for construction of 22nd century archeological study and social implementation |
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| Project/Area Number |
20H05810
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (I)
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小畑 弘己 熊本大学, 大学院人文社会科学研究部(文), 教授 (80274679)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥73,840,000 (Direct Cost: ¥56,800,000、Indirect Cost: ¥17,040,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2020: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
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| Keywords | X線機器 / 農耕化 / 社会実装 / AI同定法 / 土器総合分析学 / 基礎研究 / 軟X線機器 / 圧痕種実 / 圧痕昆虫 / 付着炭化物 / AI / 同定 / 土器圧痕法 / AI技術 / 行政組織 |
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| Outline of Research at the Start |
土器内外に残る栽培植物や家屋害虫、有機性混和材、植物質の器具、付着・浸透物質は土器の製作・使用法だけでなく、農耕や栽培の始まりやその発展、土器作りの技術や土器や混入生物に対する製作者の意識なども読み取れる重要な情報源である。これらの情報を遺漏なく精確に得るために、最先端技術であるX線機器やAIを用いて全国の遺跡出土土器を悉皆的に調査しようというのが本研究の目的である。最終的には、開発した手法と機器の行政機関への実装を促し、さらに得られた情報を日本考古学が蓄積した精緻な土器編年網や遺跡情報上で整理し、新たな歴史観を創設する、世界に誇る22世紀型の考古資料学「土器総合土器資料学」の構築をめざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の主な活動として、来年度より開始する鹿児島県立埋蔵文化財センターと北海道埋蔵文化財センターにおける軟X線機器による土器圧痕調査のための準備を実施した。具体的には調査のための器材・消耗品の調達、調査員（技術支援者）の募集・面接・採用事務、熊本大学における調査員の技術研修（5日間）のためのマニュアル作りと実際の研修を行った。
研究面においては、宮崎県や福岡県内の縄文時代後期～晩期の土器資料を素材に、X線CT撮影およびその委託作業を実施し、現在作成中の論文のデータとした。これらのデータ作成過程で、軟X線機器→簡易X線CT撮影→３D画像作成の作業過程を検証しながら、潜在圧痕の炭素抽出法なども試行し、記録台帳の様式の整備を含め、基礎研究で行う一連の作業プロセスをほぼ確立した。そして、試料の各計画研究班との共有やその流れをシュミレーションし、2021年度からの本格的調査に備えた。
さらには軟X線画像のAIによる同定法開発のため、現生標本資料（粘土板）を多量に作成し、内部の植物種実や昆虫圧痕の軟X線画像を作成した。この画像をもとに熊本大学工学部ビッグデータ研究者の協力を経て、ディープランニングおよび同定実験を実施した。精度を上げるためにはさらに多量のデータを要するため、来年度も現生サンプル作成と軟X線撮影を実施するつもりである。
圧痕調査で検出したレプリカ資料の観察と同定、写真撮影のため、マイクロスコープ付きの電子顕微鏡を購入、研究室に配置した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2021年度以降の領域全体の基礎研究の推進に大きな役割を果たす軟Ｘ線装置を行政機関（現地）で操作・調査する調査員（技術支援者）の人選と採用、技術研修の実施が滞りなく実施できたことは大きな成果であった。研修においては、X線技術者講習、圧痕X線調査法実習を軸に、これら現地でのX線による調査を統括する研究室の技術支援者との連絡報、情報交換のシステムなどを現地調査員とともに改善、構築できたことも、今後の調査を円滑に進めるために貴重な実習期間であった。
AIによる同定法の開発は、実験レベルであるが、60～70％の確率で正解答が得られ、高い精度を得られる感触を得た。さらに現生資料のディープランニングが行われればさらに精度が増し、実用化へ向けて加速化できる見通しがたった。本研究は開発研究として2023年度に外部委託で実施する予定であったので、早期の研究着手とその手ごたえを得たのは大きな収穫であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度からは、鹿児島県立埋蔵文化財センターと北海道埋蔵文化財センターに設置した軟X線装置により、基礎研究としての圧痕調査が本格化する。この調査の推進に伴い、新たな試料が多量に得られる可能性がある。鹿児島県においては、縄文時代末～弥生時代の大陸系穀物の編年を確立するために、科研A(19H00541)で開発した手法を用いて、この時期の土器を中心に作業を開始したい。また、北海道においては縄文時代前期～中期の円筒土器文化期の土器を軸に、前後する時期も合わせ、道南地域の土器に取り組みたい。この調査においてもB01班やB02班と協業して、多数の潜在圧痕種実（穀物）の年代測定を実施したいと考えている。これは、本領域研究の目的の一つである、確実な穀物拡散時期の特定につながり、現状で最も成果を上げうる可能性のある研究であるため、重点的に取り組みたいと考えている。
AIによる同定法の開発は順調に推移していることから、継続的に実施していきたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
