2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of cavity detection method and identification method using X-ray equipment

Planned Research

Project Area	Excavating earthenware: Technology development-type research for construction of 22nd century archeological study and social implementation
Project/Area Number	20H05810
Research Institution	Kumamoto University
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)
Project Period (FY)	2020-11-19 – 2025-03-31
Keywords	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
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。
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。
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。