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堆積層内精密探査用ソーナーシステムの高度化とその社会実装に向けた研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H02362
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

水野 勝紀  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70633494)

研究分担者 巻 俊宏  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワードソナーシステム / 堆積物 / 底生生物 / 海底ケーブル / 深海 / 埋没物 / AUV / 底生動物
研究開始時の研究の概要

本研究では、先行研究で開発を進めてきた堆積層内精密探査用ソーナーシステムを実海域に展開し、システムを搭載するプラットフォーム毎(自動計測フレーム、クローラー、自律型海中ロボット(AUV: Autonomous Underwater Vehicle))の計測位置精度の違いや最適な運用方法、実海域特有の課題を押さえ、効率、データ品質、コストなどを照らし合わせながらその社会実装の形を明確化する。社会へのインパクトが特に大きいと思われる2つのアプリケーション(①内生二枚貝の分布計測、②海底下の電力ケーブルの敷設位置計測)について研究を進める。

研究成果の概要

海洋開発や気候変動に伴う環境改変が,海洋環境,特に海底下の堆積物中の生物や環境に与える影響については,堆積物中を効率的にモニタリングするための手法が確立されていないという事情もあり,未だ不明な点が多い。本研究では,堆積物中の底生生物相や環境動態を時空間的に計測・評価するための技術基盤の構築を目指し,それら海底下環境の可視化に向けた新しい音響計測システムの開発を進めてきた。具体的には、海底下浅層内の埋没物を高い分解能で検出することを目的として開発を進めている3次元音響コアリングシステム(設置型,中心周波数100 kHz)と音響モグラ(クローラー型,中心周波数500 kHz)を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した音響計測システムを用いることで、海底下に分布する二枚貝など埋在性の底生生物を可視化することができるようになり、これまで把握が困難であった、海底下における埋在性生物の分布を定量化できるようになる。また、本手法は非破壊・非接触での継続的な観測が可能であることから、時系列にその分布を把握することも可能となることが期待される。大型埋在性生物の調査とその空間分布の把握は、深海底生態系が地球規模の物質循環に果たす役割を理解する上で極めて重要な情報を与える。今後は、資源・エネルギー開発や気候変動が底生生物に与える影響の把握や地球化学的な物質循環の理解、水産資源の分布調査などに応用予定である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] サウサンプトン大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/エクスマルセイユ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] サウサンプトン大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Basic study on the estimation method of burrows on the seafloor using ultrasound2023

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Hajime、Hirasawa Haruki、Asakura Takumi、Mizuno Katsunori、Seike Koji
    • 雑誌名

      INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings

      巻: 265 号: 2 ページ: 5769-5775

    • DOI

      10.3397/in_2022_0853

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Deep-sea infauna with calcified exoskeletons imaged in situ using a new 3D acoustic coring system (A-core-2000)2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Katsunori、Nomaki Hidetaka、Chen Chong、Seike Koji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16356-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New method of mussel survey by using high-resolution acoustic video camera-ARIS and deep learning2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Fan、Mizuno Katsunori、Tabeta Shigeru、Asayama Takato、Hayami Hiroki、Fujimoto Yasufumi、Shimada Tetsuo
    • 雑誌名

      Proceedings of MTS/IEEE OCEANS ’22

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/oceanschennai45887.2022.9775335

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical and experimental study of wave propagation in water-saturated granular media using effective method theories and a full- wave numerical simulation.2020

    • 著者名/発表者名
      K. Mizuno, P. Cristini, D. Komatitsch, Y. Capdeville
    • 雑誌名

      IEEE journal of Oceanic Engineering

      巻: - 号: 3 ページ: 772-785

    • DOI

      10.1109/joe.2020.2983865

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Semantic Segmentation of seafloor images in Philippines based on semi-supervised learning2023

    • 著者名/発表者名
      S. Wang, K. Mizuno, S. Tabeta, K. Terayama
    • 学会等名
      International Symposium on Underwater Technology 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水中超音波を利用した巣穴形態計測手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      立木魁,平澤昭樹,藤丸暉基,朝倉巧,水野勝紀,清家弘治
    • 学会等名
      騒音・振動研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Increasing presence of marine acoustic technology in marine environmental impact assessment2022

    • 著者名/発表者名
      K. Mizuno
    • 学会等名
      24th International Congress on Acoustics (ICA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic study on the estimation method of burrows on the seafloor using ultrasound2022

    • 著者名/発表者名
      H. Tachiki, H. Hirasawa, T. Asakura, K. Mizuno, K. Seike
    • 学会等名
      Inter-noise 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波を用いた底生生物の巣穴形態計測2022

    • 著者名/発表者名
      平澤昭樹,立木魁,藤丸暉基,朝倉巧,水野勝紀,清家弘治
    • 学会等名
      海洋調査技術学会 第34回研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超音波を用いた巣穴形態計測法の基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤丸暉基,平澤昭樹,立木魁,朝倉巧,水野勝紀,清家弘治
    • 学会等名
      日本騒音制御工学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高周波超音波を用いた海底堆積物中の可視化技術2022

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀
    • 学会等名
      海洋理工学会令和4年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深海底のそのまた下の生物相を掘らずに視る~最近の音響計測機器のはなし~2022

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀
    • 学会等名
      第8回海中海底工学フォーラム・ZERO
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波を用いた巣穴形態計測法の基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      立木魁、平澤昭樹、朝倉巧、水野勝紀、清家弘治
    • 学会等名
      海洋理工学会令和4年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] An efficient mussel distribution survey using high-resolution acoustic imaging sonar and deep-learning-based object detection2022

    • 著者名/発表者名
      趙帆・水野勝紀・多部田茂・麻山賢人・速水裕樹・藤本泰文・嶋田哲郎
    • 学会等名
      海洋理工学会令和4年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超音波を用いた巣穴形態計測法の基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      立木魁・平澤昭樹・朝倉巧・水野勝紀・清家弘治
    • 学会等名
      海洋音響学会2022年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] New method of mussel survey by using high-resolution acoustic video camera-ARIS and deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      F. Zhao, K. Mizuno, S. Tabeta, T. Asayama, H. Hayami, Y. Fujimoto, T. Tetsuo
    • 学会等名
      MTS/IEEE OCEANS ’22
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ocean Research Equipment under Development2021

    • 著者名/発表者名
      K. Mizuno
    • 学会等名
      49th Joint Meeting UJNR Sea Bottom Surveys Panel
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音波を用いた巣穴形態計測法の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      立木魁,平澤昭樹,朝倉巧,水野勝紀,清家弘治
    • 学会等名
      2022年日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新しい海底下音響探査システム(Acoustic Mole-200: AM-200)の開発と海域試験状況2021

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀,大久保克真,多部田茂,阪本真吾,杉本裕介,杉本憲一,村井基彦,和田茂樹
    • 学会等名
      海洋調査技術学会第33回研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 音響による海底下環境計測2021

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀
    • 学会等名
      超音波応用科学研究センター研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 飽和性多孔媒質内の音波伝搬シミュレータ開発に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀・Paul Cristini・Dimitri Komatitsch・Yann Capdeville
    • 学会等名
      海洋音響学会2020年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高周波堆積層内探査ソナーシステムの開発に向けた研究-模擬堆積物を用いた基礎的検討-2020

    • 著者名/発表者名
      大久保克真・水野勝紀・多部田茂・大平克己
    • 学会等名
      海洋音響学会2020年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Application of a high-resolution acoustic video camera to investigate the distribution of mussel Cristaria Plicata in Lake Izunuma2020

    • 著者名/発表者名
      趙帆・水野勝紀・多部田茂・麻山賢人・速水裕樹・藤本泰文・嶋田哲郎
    • 学会等名
      海洋音響学会2020年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 国際的な環境研究紹介~超音波が広げる研究の輪~2020

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀
    • 学会等名
      超音波応用科学研究センター研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高解像度ソナー画像を用いたカラス貝の分布調査手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      趙帆・水野勝紀・多部田茂・麻山賢人・速水裕樹・藤本泰文・嶋田哲郎
    • 学会等名
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 内生二枚貝探査ソナーシステムの開発に向けた基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      大久保克真・水野勝紀・多部田茂
    • 学会等名
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 未知なる海底下環境の把握に向けた音響計測システム開発2020

    • 著者名/発表者名
      水野勝紀
    • 学会等名
      第52回海洋工学パネル
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院新領域創成科学研究科多部田研究室(海洋環境システム学)

    • URL

      http://mee.k.u-tokyo.ac.jp/wp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 水中画像生成方法及びプログラム2020

    • 発明者名
      水野勝紀、杉本英樹、堤賢一郎、瀬戸雅也
    • 権利者名
      水野勝紀、杉本英樹、堤賢一郎、瀬戸雅也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-051522
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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