Development of mesoscale experimental geophysical exploration technique and its application to learning for dynamics in deeper subsurface environment through controling it

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比較的な均質な模型地盤を作成するための土層の開発を行う。模型地盤は高さ1m、半径50cm程度以上の円筒型模型とし、鳥取砂丘砂を材料とし て作成した。このスケールではマクロな野外での非破壊診断技術である物理探査が適用可能であり、また土壌学分野におけるカラム実験の手法 の適用が可能である。浸透状況の実態を把握するためにX線CTやMRIによる診断技術およびそのような各種診断技術の画像解析技術の適用性の検討を行った。野外地盤でも地盤内を可視化診断できる技術として、電磁波を用いたトモグラフィ計測に基づく誘電率・導電率分布の評価によって 、地盤中の体積含水率や溶存物質の分布を推定を行う技術および、弾性波探査について音響信号を制御する能動的な診断技術である音響トモグ ラフィーと浸透現象等により発生する自然な音響振動(アコースティックエミッション,AE)による受動的な診断技術とを複合させた技術の開発を行った。そのために光ファイバセンサ等の計測機器の整備を行った。物理探査分野における地盤評価のための解析には、逆解析という技術が用い られているが、これには物理探査で用いる電磁波や振動などの伝播現象を数値計算で繰り返し解き、パラメータの同定とデータと数値モデルの 融合を試みるものであるが、数値計算を必要とすることから、その評価解析に非常に長い時間を有することが課題である。そこで、現在の深層 学習の代表的技術である敵対的生成ネットワーク(GAN)と呼ばれる技術により逆解析の高速なエミュレーション(代替実行)を行う技術の開発を行った。研究成果については国際地中レーダ会議等にて発表を行うとともに、前後に研究協力者となる欧米の研究機関と研究交流を図った。