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東京大學、匈牙利科學院、NEC共同研發可視化系統

六月 7th, 2017

日本的國立大學法人東京大學地震研究所(註1,以下簡稱東京大學)與匈牙利科學院維格納物理研究中心(註2,以下簡稱匈牙利科學院)、日本電氣株式會社(註3,以下簡稱NEC),2017年5月宣佈開始共同研發「muography」(註4)觀測系統。

「muography」運用穿透性高的宇宙射線「緲子(muon)」(註5),是一項能透視火山等巨大物體內部的可視化技術。此次研發的系統,不僅能運用在火山等自然物體,也能監視道路、鐵道、橋樑等大型建築內部。

未來,東京大學、匈牙利科學院、NEC三者將運用「muography」來開拓嶄新市場。另外,日本與匈牙利也將藉由產學合作,持續致力於推廣社會實際應用。

為維護安全、安心生活與社會基礎設施,需掌握與火山等天災相關的自然物體活動情況來進行警戒監視,對於人力難以執行的大型建築老化監控、內部調查等,也極為重要。

運用宇宙射線緲子(muon)透視物體並轉化為圖像的技術「muography」,至今已運用在火山、金字塔的內部調查,以及礦床探勘等用途。由於預算考量而採用「非破壞檢查」(註6)時,會受到噪音等環境因素或機器尺寸等因素影響,難以使用感測器進行。然而,近年來由於新技術讓機器變得更小、更精確,在驗證新技術的經驗累積下,逐步邁向實際運用的層面。

在本次東京大學、匈牙利科學院、NEC的共同研發中,針對傳統難以觀測的埋設物與山脈地層內部構造,進行可視化並蒐集的相關數據,未來可望將這些數據運用NEC尖端AI技術群「NEC the WISE」(註7)之中的NEC獨家影像處理技術來分析,或將數據整合到現有的系統,希望能針對危險情況的預測與事前應對等方面,更進一步推廣技術研發。

觀測對象

運用「muography」系統觀測結果

本次共同研發之概要

  1. 以「muography」技術打造觀測系統(東京大學)
    所打造的muography觀測設備,能夠只針對緲子(muon)進行有效記錄與蒐集,包括抵達位置、方向資訊等。為複合型設備,包括放射線防護罩、緲子觀測器、腔體等部份。
  2. 提供宇宙射線「緲子(muon)宇宙線」觀測器(匈牙利科學院)
    所研發、提供的「緲子觀測器」,能夠決定透視影像的解析度。傳統所使用的緲子觀測器,容易受到振動與溫度變化的影響,因此無法在戶外進行高解析度的觀測。在本次共同研發中,藉由匈牙利科學院的MWPC技術解決了傳統的缺點,而能拍出高解析度的影像。
  3. 為實際運用於社會,評估與NEC之AI技術群整合運用於社會基礎設施感測系統(NEC)

藉由「muography」技術取得的建築資訊的數據,由NEC的AI技術群進行解析,評估未來運用於社會基礎設施感測系統。

  • (註1)東京大學,所在地:東京都文京區,校長:五神 真,所長:小原 一成
  • (註2)匈牙利科學院,所在地:匈牙利布達佩斯,中心長:Peter Levai
  • (註3)日本電氣株式會社,總公司所在地:東京都港區,NEC全球總裁兼CEO:新野 隆
  • (註4) muography技術:
    運用緲子(muon)的性質,檢測粒子移動的方向與數量,宛如X光攝影一般,能夠調查出巨大物體內部密度分布的技術。2006年,東京大學地震研究所高能質子地球物理學研究中心的田中宏幸教授,全球首次將「muography」技術成功運用於火山觀測。
  • (註5)宇宙射線「緲子(muon)」:
    所謂的宇宙射線,指的是從宇宙來到地球,高速不間斷的重原子核與質子們。宇宙射線抵達地球時,在穿越大氣層的過程中,與空氣中氧與氮的原子核引發核反應,因而產生大量的緲子(muon)。雖然這些緲子擁有優異的穿透力,但特徵是只有少數的緲子能夠穿透高密度物質。
  • (註6)非破壞檢查:
    機械器材或建築物產生損壞痕跡時,運用不會破壞目標的方式,如:超音波、電磁波、紅外線、放射線來進行檢查。在檢查管線內部的腐蝕情況時,也可運用「非破壞檢查」。
  • (註7)
    「NEC the WISE」是NEC尖端AI技術群的品牌名稱。”The WISE”有「智者們」的涵義,其中蘊含的強烈想法是,希望藉由人與AI的協調,運用更高層級的智慧,解決日益複雜高深的社會課題。

詳見新聞稿:NEC發表AI技術群全新品牌名稱「NEC the WISE」
更進一步內容請參考: NEC有關AI的研究成果(日文網頁)

  • (註8) MWPC(Multi Wire Proportional Chamber)技術:
    粒子物理學、核物理學上常運用本技術,能夠檢測出射線、射線撞擊目標所產生的粒子軌跡。(譯註:運用此類技術的正比計數器,有多根陽極絲的稱為多絲正比室,即MWPC。)

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