つくばScience Edge 2017 ワークショップ一覧 (順不同) 1 2 3 4 5 6 国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構 タンガルーマ 海洋教育保護センター 日本科学未来館 国立大学法人 東京工業大学 国立大学法人 お茶の水女子大学 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 100年前、アインシュタインが行った実験とは・・・？ ～新しいエネルギーへのヒント～ 科学で海洋動物の理解を深め、自然界との共存を計る －自然環境への害を最小限に抑えた,オーストラリアの エコツーリズム感動の心を自然保護の力へ－ ジュニア・サミット ～ジオスコープを使って気候変動に立ち向かえ！～ Junior Summit on Global Warming 21世紀の新しいサイエンス 人工知能の次に来る「自然知能」とは何か？ 一瞬先の未来を予測してみよう -微分方程式と、コンピュータによるシミュレーション- 本ワークショップでは、分野を限らない、21世紀の新しいサイエンスの 方向性を考えます。 ■自然知能とは何か？ 現在の最先端のコンピュータや人工知能だけでは出来ないことが 沢山あります。 本ワークショップでは、人工知能の次に来る、その 上位の原理としての「自然知能」について、その全く新しいコンセプト とその最前線を紹介します。 ■人工知能から自然知能へ：「価値の選択」という新しいサイエン ス 現代社会は、高度な知的機能が問われ、「人工知能」の時代 に急速に転換しています。 一方、自然界に存在する生物や物質 には、回路のような構造を持たなくても、適切な入力と出力から、社 会的に共通の価値をもたらす情報処理や機能変換などの、知的機 能を発現する可能性があります。 例えば我々は、粘菌アメーバに は、現在のコンピュータが苦手とする数学の問題を解く力があることを 実験的に確認して来ました。その粘菌の生き延びようとする論理的 には不可知な行動から、人間が自分の問題に置き換えて答を導く、 即ち「価値の選択」が重要な鍵を握ります。 ■サイエンスとアートの融合：21世紀の新しいサイエンス 「自然知能」は「科学技術」だけではなく、「文化芸術」にも大き な影響を及ぼすと考えられます。既存の学問分野の枠内や延長線 上にはない、社会的価値を創出する新しいアプローチを議論しま す。 ある速度で走っている車が、ブレーキを踏んでから止まるまでにかかる 距離を予測できますか？ ある力で投げ上げられたボールの落下地点を予測できますか？ 蛇口をひねって流れ出てくる水の動きを予測できるでしょうか？ 身の回りの現象は「微分方程式」で記述されることが多々あります。 このワークショップでは身近な物理現象に対して、その現象を記述す る微分方程式と、微分方程式をコンピュータに解いてもらうための差 分化、実際にコンピュータに計算を行ってもらうために必要なプログラ ミングまでの流れを簡単に紹介します。 時間があれば、コンピュータに行ってもらう計算のうちいくつかを実際に 目と手と電卓で行ってみて頂く予定です。 コンピュータがいかに高速に計算をしているのか、実感してみてくださ い。 *微分やコンピュータに習熟している必要はありません。 学校で微分を習っていなくても大丈夫です。 *コンピュータそのものを用いた実習ではありません。 プリントをお配りするので、筆記用具をお持ちください。 可能であれば加減乗除のできる電卓（充電切れの心配がなけれ ばスマートフォン等の電卓アプリでもOK）をお持ちください。 50分（1回目：日本語・2回目：English） 50分（1回目：English・2回目：日本語） 50分 50分 30～40名（persons） 30名 30人 30人 団体名 タイトル 今回のテーマは「電子は回っている」。 電子が原子核の周りをまわっている、というのは化学の教科書にも書 かれている基礎的な知識ですが、電子自体も回っている、つまり自 転していることはご存知でしょうか？ では、その「回っている」電子に外から回転を加えるとどうなるでしょ う？ 実はその答えが、新しい発電方法や省エネにつながる大きな可能性 を秘めているのです。 内容 海洋生物学の研究が、なぜエコツーリズムに必要とされているのか？ Step1 学ぶ 気温はどれくらい上昇する？ 北極の氷はいつまでもつ？ 地球観測データにア クセスできるタブレット「ジオスコープ」をもとに未来を予測し、自分たちの視点で気 マリンエジュケーション＆コンサバーションセンターの母体、タンガルーマ 候変動の問題を掘り下げます。 ドルフィンリゾート成功の秘密/背景。 Step2 考える 参加者の皆さんには、地域の代表になってもらいます。その地域にとっての脅威は オーストラリア第三の都市ブリスベン近郊の人気の観光地に、今も 何か、その脅威から地域の人々を守るためにはどうすればいいかを、科学データに 多様の動物が存在する理由。 基づいて考えます。 Step3 対話する 科学研究を基に作られた、未来も考慮した上でのマネージメント計 自分の地域がどうなったら嬉しいか、それを実現するために、自分の地域をどう導 いていきたいか、他の地域や国にどんな協力を望むかについて話し合います。立 約100年前、アインシュタインが生涯で唯一行ったといわれる実験に 画。 場の違う人の意見を聞き、自分の中に起こる変化と向き合います。 もつながっている「電子」の謎・・・ 野生動物から学ぶ自然のすばらしさ、人間が及ぼす影響。 Step1 Learn! ワークショップではその動きを体感する実験を通して、電子が持つ未 How much will the global temperature rise? When will the 来への可能性を考えてみませんか？ 海洋生物の理解を深め、私たちにできることを探ろう！！ arctic ice melt? Using the Geo-Scope, a tablet containing Global observation data, high school students from Asian countries (IT’S YOU!) will try to predict the future development of the global warming and discuss possible issues related to the climate change. Step2 Think! Taking on a role of country representatives, YOU will use scientific data to assess the threats your country faces and think about actions you can take to protect your people. Step3 Talk! YOU will discuss what society we should aim for, what decisions have to be made, and what kind of cooperation between countries is necessary to achieve it. By exchanging ideas with each other, YOU will improve your understanding of global issues. １回あたり 所要時間 （50分以内） 50分 50分 １回あたり 可能人数 30名程度 30名 講師名 日本原子力研究開発機構 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター スピン‐エネルギー変換材料科学研究グループ 小野 正雄 研究副主幹, 緒方 裕大 博士研究員 Miyu FUKUDA Assistant Sales Manager - Japan Tangalooma Island Resort 日本科学未来館 （科学コミュニケーター Science comuinicator） 入川 暁之Aiyuki Irikawa, 渡邊 吉康 Yoshiyasu Watanabe 国立大学法人 東京工業大学 物質理工学院応用化学系 教授、WPI地球生命研究所、 理化学研究所 兼務 原 正彦 国立大学法人 お茶の水女子大学 基幹研究院基幹教育系 講師 桑名 杏奈 スパコンって、何がスーパーなの？ 「スーパーコンピュータ」はすごい性能のコンピュータのことです。 でもどんな意味ですごいのでしょう。 なぜ必要で、何ができるようになるのでしょう。 コンピュータは急速に性能が向上していますが、研究者たちはもっと もっと 高速なコンピュータを求めています。 コンピュータを使った、大規模な数値計算でしかわからないことや、で きないことがあるからです。 素粒子や宇宙の分野にも、そんな謎がいくつもあります。この講演で は、スパコンとはどのようなもので、どんなことができるのかを解説し、素 粒子や宇宙に関する研究での活躍を紹介します。 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 計算科学センター 助教 松古栄夫 7 8 9 10 11 東京農業大学 日本大学理工学部 筑波大学 東邦大学 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙での放射線被ばくについて考えよう ～君の解は安全なミッション実現に繋がるか？～ 藻類バイオマス・エネルギーシステム開発研究センター 団体名 タイトル 内容 化学が生物の不思議を解き明かす -あらゆる分野が群雄割拠する生命科学の可能性- 2050年宇宙エレベーターの旅 －実現に必要な１０のこと－ 思い描こう！資源を自給自足する未来を ～微細藻類に秘められた可能性～ 生命（いのち）の地球（ほし）・生態系保全の最前線 ー貴重な自然を銀行に貯金する！？ー 「化学」ほど好き嫌いが分かれる分野はないのでは？ 一般に化学物質といえば悪玉みたいな扱いを受けています。でもよく 考えてみて下さい。私たち生物も化学物質でできていて、生命活動 には物質のやりとりが欠かせません。生命はまだまだ謎に満ちていて、 研究しなければならない未踏の領域に溢れています。 そんな生命の不思議を解き明かすためには、生物学にとらわれず、 化学や物理学といった高校では別々に学んでいた知識を統合して いくことが益々重要になっています。 このワークショップでは、まず化学、特に有機化学の基本である物質 の構造について分子模型を使って実体験してもらい、その知識が生 物の間でやりとりされる、信号物質の研究に生かされている研究成 果について講演します。 近年ノーベル賞を受賞された先生方が口を揃えて基礎研究の重要 性を説いています。 農学や理工学、薬学など既存の枠組みにとらわれない生命科学領 域は正に生物の仕組みを解き明かす基礎研究の宝庫です。 ロケットに代わり多くの人が宇宙旅行ができる夢の宇宙往還機として 半世紀前に考案された宇宙エレベータ（軌道エレベータ）は、 2050年の実現にむけて日本の企業や海外の研究機関などで様々 な基礎研究が開始されています。全長10万㎞にも渡るケーブル軌 道とケーブルを昇降するクライマー（昇降機）の開発には多くの課 題があり、従来のエレベータ設計技術だけでは実現が難しいのです が、先端ロボット技術や宇宙開発技術にこれらの課題を解決するヒ ントが多くあることが分かってきました。宇宙エレベーター実現までの道 のりを皆さんと一緒に考えたいと思います。 ■宇宙エレベーターの仕組みを理解する 宇宙エレベーターは人や物資の宇宙空間への輸送をわずかなエネル ギーで実現する合理的な仕組みです。どのように宇宙まで行って帰っ てくるのかを簡単な実験を使って説明します。 ■宇宙エレベーター開発の現状を知る 日本の企業による開発計画、米国、ドイツなどで行われている競技 会や製作したクライマーとその昇降実験などを見ながら開発の現状を ご紹介します。 ■宇宙エレベーター実現までの様々な課題について考える 宇宙エレベーター実現までに実験で確認することや克服しなければ ならないことが沢山あります。日本の研究グループで実施している宇 宙実験やシミュレーションの結果を交えながら、実現までの技術ロー ドマップについて説明します。宇宙エレベーター実現に必要な１０の ことを科学者の視点で考えてみましょう。 私たちの住む日本はエネルギー自給率が大変低く、ほとんどを海外 からの輸入に依存しています。また、今日地球上で使用されているエ ネルギーのほとんどは化石燃料に由来しています。化石燃料は、埋 蔵量に限りがあるだけでなく、燃やすと大気中の二酸化炭素濃度を 上げるという問題をはらんでいます。持続可能な日本、地球を創造 するために私たちになにができるのでしょうか。たとえば、私たちの身の まわりにあふれているプラスチックの原材料を石油から「藻類（そうる い）」に切り替えること。これも解決策のひとつです。 「藻類」という生物は、植物と同様に光合成を行う生物です。そし て、その実体は非常に多様で未知の生物でもあります。顕微鏡を使 わないと観察できない「微細藻類」には、石油と似た成分や、化粧 品などに使われる成分を産生する種類もあります。 筑波大学では、このように多様で未知の藻類に秘められる可能性を 最大限に引き出し、未来の資源枯渇に備えるとともに、持続可能な 地球環境をつくることを目指し、研究開発をすすめています。 このワークショップでは、微細藻類についての基礎知識をはじめ、そ れがもつ未知数の可能性、産業化応用の最前線について理解を 深めます。 ■高校で「生物」を履修していなくても大丈夫！Twitterで講義の 内容を同時解説します！！ スマホ片手に新しい講義体験をお楽しみください。 宇宙には、「宇宙放射線」と呼ばれる人体に有害な放射線が存在 します。 人が安全に宇宙（月・火星）に行くためには、「宇宙放射線から身 を守る技術」が必要不可欠です。本ワークショップでは、放射線挙 ■なぜ自然は大切か？ 動シミュレーション（※）を実際に行いながら、宇宙放射線から身を 生物多様性の保全が人類共通の課題になっています。なぜ、この 守る方法を皆さんと一緒に考えます。あなたのアイディア次第で、放 地球は生命があふれ、我々はどんな恩恵を受けているのか。生物多 射線の動きを止められるかも！？ 様性の意味と価値について考えます。 「宇宙に行きたい！」・「宇宙が気になる！」・「放射線って何だろ ■私たちが便利な生活と引き換えに失ってしまったもの う？」と考えている方、ワークショップへの参加をお待ちしています！！ 豊かな生態系は生態系サービスとして我々の人間社会にあらゆる 恵みをもたらしてくれています。一方で、私たちはそんな生態系を過 ※日本原子力研究開発機構が開発するPHITS (Particle and 去に例を見ない速さで破壊し、その恵みを自らうしなってしまいまし Heavy Ion Transport code System;粒子・重イオン輸送計 た。最新の研究によって、いま私たちのおかれている状況の危うさが 算モンテカルロコード）を使用して、放射線の動きを予測する計算を 浮き彫りになりつつあります。 行います。 ■経済の発展と生態系の保全を両立するオフセットの仕組み 私たちは既に手にした便利な生活を手放すことはできませんし、世 界にはまだまだ貧困で厳しい状況におかれている人々が数多くいま す。経済的開発と社会の発展を持続可能な方法で実現するために はどうしたら良いか。経済の仕組みを取り入れて生態系保全を実現 する生物多様性オフセットの驚きのメカニズムについて解説します。 講師名 50分×２セット 30名 東京農業大学 生命科学部 分子生命化学科（2017年4月設置予定） 准教授 矢島 新（ヤジマ アラタ） 50分 特に人数の制約はありません。 日本大学理工学部 次長・教授 青木 義男 50分 50分 20名～30名 50名 筑波大学 藻類バイオマス・エネルギーシステム開発研究センター 生命環境系助教 吉田昌樹 数理物質系（産総研クロスアポ）助教 川島 英久 東邦大学 理学部 生命圏環境科学科 講師：柴田裕希 We have a English programs. ↓↓ No.4 (1st session) Tokyo Institute of Technology No.3 (2nd session) Miraikan (c)JAXA/NASA (c)JAXA/NASA １回あたり 所要時間 （50分以内） １回あたり 可能人数 ≪Notice!!≫ 50分 50名 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 研究開発部門第一研究ユニット 研究開発員 後藤 亜希
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