| 研究課題/領域番号 |
19H02399
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 (2020-2021)
東京大学 (2019) |
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研究代表者 |
肥田 剛典 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (60598598)
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| 研究分担者 |
高田 毅士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 リスク情報活用推進室, 室長 (10302762)
糸井 達哉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60393625)
永野 正行 東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (60416865)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 地震 / 室内被害 / 人的被害 / 転倒 / 死傷 / 振動台実験 / 倒立振子 / フィードバック制御 / 振動台搭乗実験 / 人体モデル / 人体 / 立位姿勢制御 / 立位姿勢保持 / 頭部傷害基準 / 超高層建物 / アンケート調査 / 行動難度 / バイオメカニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
未曽有の超巨大地震時における人的被害予測や減災対策を策定するためには、地震によるヒトの死傷を予測することが極めて重要である。これに向けて、本研究ではヒトを振動台に乗せて地震波加振を行う振動台搭乗実験を実施し、地震の揺れの最中におけるヒトの立位姿勢制御メカニズムを解明する。また、その実験データに基づき、ヒトの神経系姿勢制御を考慮した地震応答解析モデルを構築する。さらに、多様な地震のタイプと様々な構造種別や高さの建物の地震時床応答をヒトの地震応答解析モデルに入力して転倒・死傷確率を求め、どのような地震時にどのような建物で人的被害が多く発生するのかについて検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，超巨大地震時におけるヒトの姿勢制御メカニズムについて検討するために，ヒトを振動台に乗せて地震波による加振を行う振動台搭乗実験を行い，台車型二重倒立振子に基づくヒトの地震応答解析モデルを構築した．次に，構築されたモデルに様々な地震動を入力し，地震時におけるヒトの転倒による死傷メカニズムを解明した．また，構築した人体モデルを用いて，地震時における建物内での人間転倒の有無や，家具や壁等との衝突に起因する負傷の程度を評価するための手法を提案した．その結果から，設計クライテリアを満足した建物においても，地震時に人間に対して重度の負傷が生じる可能性があることが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地震等の災害時における人間の死傷可能性の評価を行うためには，その状況を再現した実験を行うことが必要となるが，被験者の安全を最優先に考えるべきであり，実験により人間の死傷に関するデータを得ることは出来ない．これに対し，本研究で構築した人体の地震応答解析モデルを用いることで，コンピュータ内で人的被害をシミュレートすることが可能となる．本研究で得られた成果は、超巨大地震時における人的被害予測等の防災面での利用のみならず、例えば昇降機や遊戯施設，電車等の乗り物の衝突・落下時における人体への影響の検討や安全性の確認にも展開可能であり，様々な状況下での外乱作用時における人命確保対策への応用が期待出来る。
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