こ の こ の こ の
こ の 夏 夏 夏 夏 は は は は 高 校 高 校 高 校 高 校 で は で は で は で は 学 学 学 学 べ な い べ な い べ な い 内 容 べ な い 内 容 内 容 内 容 の の の の 講座 講座 講座
講座を を を を体験 体験 体験 体験しませんか しませんか しませんか しませんか？ ？ ？ ？
平成 23 年度 豊橋技術科学大学ＴＵＴラボ講座案内
１．日程
日 時 場 所 講師及びテーマ
開講式 8 月22 日（月）
10:00～12:00
A2-101 講義室
大学紹介・オリエンテーション，施設見学 理事・副学長
風の力を知る
機械工学系 横 山 博 史，光 石 暁 彦 金属の缶を作ってみよう －金属は形を大きく変える－
機械工学系 森 謙 一 郎，安 部 洋 平，前 野 智 美 リチウムイオン電池における塗布電極の作製・評価
電気・電子情報工学系 櫻 井 庸 司，千 坂 光 陽 ナノ・マイクロ粒子の複合化
電気・電子情報工学系 武 藤 浩 行 デジタル制御 LED を用いた照明効果の実験
情報・知能工学系 栗 山 繁
ナノの決死圏～ウイルスが潜む分子世界をコンピュータで探検～
情報・知能工学系 後 藤 仁 志 遺伝子工学を体験してみよう
環境・生命工学系 菊 池 洋，梅 影 創
水熱反応を用いた廃棄物のアップグレードリサイクル技術の開発と評価 環境・生命工学系 大 門 裕 之
13:00～16:00 各実験室
交通渋滞対策の効果予測のための交通流特性解析 建築・都市システム学系 廣 畠 康 裕 8 月23 日（火）
10:00～16:00
各実験室 実験・実習（上記講座別）
8 月24 日（水）
10:00～16:00
各実験室 実験・実習（上記講座別）
8 月26 日（金）
10:00～12:00
各実験室 実験・実習のまとめ，成果発表会準備 成果発表会
13:00～16:30
A2-101
講義室 閉講式
２．各講座テーマ概要（凡例）
講座 番号
テーマ名 分 野
担当講師 所属 ・ 氏名 定員
実験・実習内容
スケジュール
【 受講生用相談窓口 】 担 当：
e-mail：
TEL ： FAX ：
１ 風の力を知る 物理系
機械工学系 横山 博史・光石 暁彦 ３名
身のまわりの空気は，目には見えませんが，時と場合によっては確かな存在感を主張 します．例えば，強風の日に戸外で立っていると，電線からは騒がしい風切り音が聞こ え，風下に向かって押し出されるような力を受けます．同じような現象は，自動車など の乗り物が空気中を高速で移動する際にも発生し，周囲の静穏性や燃費に影響を与えて いるのです．
そこで本テーマでは，人工的に風を作り出す装置の中にシンプルな形状の物体を配置 し，その物体からどのような音が出るのか，そして，風から物体に対してどのように力 が働くのかを測定します．音や力の定量的な測定や空気の流れの観察を通して，風が引 き起こす現象の物理的なメカニズムを理解することを目指します．
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
空力抵抗測定 原理説明・実験 8/23
（火）
空力抵抗測定 実験・データ整理
空力騒音測定 原理説明・実験 8/24
（水）
空力騒音測定 実験・データ整理
成果発表会用パワーポイント作成 8/26
（金）
成果発表会準備
休 憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：横山 博史
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6680
FAX ：0532-44-6661
2
２ 金属の缶を作ってみよう －金属は形を大きく変える－ 物理系
機械工学系 森 謙一郎・安部 洋平・前野 智美 ３名 金属材料は大きな力を加えると、形状が元に戻らない塑性変形を生じます。この塑性変形 を利用して、素材を大きく変形させて所定の形状および寸法に成形する加工法を塑性加工と 呼びます。塑性加工は自動車や電気製品などの部品の製造法として広く使われおり、ジュー ス・ビールなどの金属缶は，図に示すように塑性加工の一種である深絞り加工によって成形 されています。深絞り加工では、金型を用いて円板から底付き容器が作られます。深絞り加 工をとおして、金属が大きく形を変えることを体験します。
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
塑性加工の講義，安全指導
8/23
（火）
測定器の使い方，深絞り加工実験 成形品の観察と測定 8/24
（水）
まとめ 発表資料作成
8/26
（金）
発表資料作成，発表練習
休 憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：安部 洋平
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6705
FAX ：0532-44-6690
板材 ダイス
ポンチ しわ押え
深絞り加工
深絞り加工
蓋 付 け 加 工 板材
ダイス
ポンチ しわ押え
深絞り加工
深絞り加工
蓋 付 け 加 工
３ リチウムイオン電池における塗布電極の作製・評価 物理系・化学系
電気・電子情報工学系 櫻井 庸司・千坂 光陽 ３名
リチウムイオン電池は携帯電話やノートパソコンといったモバイル機器用電源のみなら ず，自動車用動力源・太陽電池／風力発電用補助電源としても応用が検討されており，ます ます私たちの生活に欠かせない電池として注目を集めています．
今回の講座では，リチウムイオン電池の仕組みを基礎から学習するとともに，実際に電池 を手作りしてその充放電特性を取得することでさらに理解を深める予定です．
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
塗布電極作製
8/23
（火）
塗布電極作製 リチウムイオン電池の原理について学習 8/24
（水）
コイン電池作製 充放電実験
8/26
（金）
発表会用資料作成
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：千坂 光陽
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6728
FAX ：0532-44-6757
グローブボ ックスでのリチウムイオン 電池作 製風景及び作製したコイン電池
4
図 サイズの異なるシリカ微粒子を複合化した例 ４ ナノ・マイクロ粒子の複合化 化学系
電気・電子情報工学系 武藤 浩行 ３名
粒子のサイズが小さくなれば、同じ重さでも表面積が増えるために「活性」が大きくなり ます。近年、ナノサイズの粒子が良く用いられるようになり、様々な材料の特性を向上させ る試みがなされています。しかし、微細な粒子の多くは、お互いに団子状に固まってしまい
（凝集）、本来の特性を十分に発揮できない場合が多く、この問題を解決することがナノテク ノロジー分野では、重要な課題の一つとなっています。
本テーマでは、団子状に凝集してしまっているナノサイズ、マイクロサイズの粒子を良く 分散させ、それらを組み合わせる（複合化）ことで、特性の高い機能性複合粒子を作製する 技術を習得します。たとえば、図は球状のセラミック粒子を複合化した一例です。大きな粒 子表面に小さな粒子を吸着させることで全体の表面積が飛躍的に増大するために特性の向上 が期待できます。
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
複合化に関する講義
8/23
（火）
実験装置の説明とガイダンス 複合粒子の作製 I 8/24
（水）
複合粒子の作製 II 電子顕微鏡観察 8/26
（金）
成果発表会準備
休 憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：武藤 浩行
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6798 FAX ：0532-48-5833
５ デジタル制御 LED を用いた照明効果の実験 物理系・数学系・情報系
情報・知能工学系 栗山 繁 ５名
研究室で開発したコンピュータによるデジタル制御が可能なカラーLED 照明を用いた実験 を行います。物体の印象や見かけの鮮度などが，照明の色や明るさにどのように影響される かを観察し，色照明の独自の制御方法を簡単なプログラムで設計してもらいます。LED 光源 を制御する方法は当日の実習で学びますので，特別な知識は必要ありません。コンピュータ やマイコンに興味があり一定の知識を有する受講生には，デジタルカメラの撮影画像の解析 を用いた高度な制御方法等にも挑戦してもらいます。
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
LED 照明実験装置の概要の説明 実習課題の設定
8/23
（火）
カラーLED 照明の制御方法の説明
カラーLED 照明の制御実験と心理的な影響 の観察
8/24
（水）
カラーLED 照明の簡易なプログラ ム制御実習
光 が 照 射 さ れ る 物 体 の 印 象 等 を 調 整 す る 光度制御の設計と考察
8/26
（金）
成果発表会の資料作成
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：栗山 繁 e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6737 FAX ：0532-44-6757
6 ６
ナノの決死圏
～ウイルスが潜む分子世界をコンピュータで探検～
化学系・生物系
情報・知能工学系 後藤 仁志 ５名
その昔『ミクロの決死圏』（1966 年，米国）というＳＦ映画がありました．物質縮小技術 を使って医療チームを乗せた潜水艇を縮小化し，人の体内に注入後，1 時間というタイムリ ミット内で治療し脱出する．そんな手に汗握る映画でした．また，日本の特撮ドラマ『ウル トラセブン』（1967 年，円谷プロ）では，宇宙から飛来した細菌ダリーに感染した少女を救 うため，小さくなったセブンが少女の中に入り，その宇宙細菌を退治するというエピソード もありました．
そして現在，人類は物質を縮小する技術こそ未だ発明していませんが，「ミクロ」よりもも っと小さな「ナノ」の世界に潜んでいるウイルスを見つけ，闘うための技術を発達させてき ました．例えば，コンピュータを活用して分子を設計し，それに基づいて開発した新しい薬 を体内に送り込むのです．
この講座では，ウイルスについてよく知り，「ナノ」と いう分子サイズでウイルス感染メカニズムや，ウイルスに 対抗する科学手法を学びます．また，ウイルスに対抗でき る薬「タミフル」を開発する時にも活用されたコンピュー タ・シミュレーション技術を使って，ウイルスに効く新し い薬を設計する体験をしてみたいと思います．
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
概要説明とナノ基礎講座 フリーディスカッション 8/23
（火）
ウイルス基礎講座 シミュレーション講座
可視化に関する実習
薬分子設計コンピュータ実習 8/24
（水）
抗ウイルス薬に関する考察，
まとめ
成果発表会用パワーポイント作成 8/26
（金）
成果発表会準備
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：後藤 仁志 e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6882 FAX ：0532-48-5588
イインンフフルルエエンンザザウウイイルルススのの タ
タンンパパクク質質（（ノノイイララミミニニダダーーゼゼ））
７ 遺伝子工学を体験してみよう 生物系
環境・生命工学系 菊池 洋・梅影 創 ２名
遺伝子工学は、ライフサイエンスの根幹を成す重要な技術であり、生活の質（Quality of Life）に直結する重要な役割を担っています。
本講座では、遺伝子工学の初歩レベルの実験として、ノーベル賞で話題になった緑色蛍光 蛋白質（紫外光を当てると緑色に光る蛋白質）を大腸菌の中で（無理やり）作らせ、それを 大腸菌内から取り出す（精製）操作をメインに体験してもらいます。
この講座を通して、遺伝子工学実験の楽しさ（難しさ？）を体感してもらおうと思います。
また、実験レベルは学部3年生程度に設定してあるのでひょっとすると少し難しいと感じる かもしれませんが(実はそれほど難しくない)、大学の雰囲気を体感してもらう良い機会と思 います。
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
講義と実験操作の講習 液体培地の作成 8/23
（火）
大腸菌の培養
酵素をつかった DNA 切断実験
電気泳動による DNA の分離 8/24
（水）
緑色蛍光蛋白質（GFP）の精製 GFP の観察、データ整理 8/26
（金）
データ整理、成果発表会準備
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：梅影 創
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-1204
FAX ：0532-44-6929
図 大腸菌内部で緑色蛍光蛋白質（GFP）
を無理矢理作らせた後、チューブの底に 沈殿させ、紫外光を当てた写真。
チューブの底の大腸菌全体（矢印）が緑 色に光っているように見える（大腸菌自 身が光っているのではなく、大腸菌内部 のGFP が光っている）。
8 ８
水熱反応を用いた廃棄物のアップグレードリサイク ル技術の開発と評価
化学系・環境系
環境・生命工学系 大門 裕之 ２名
ゼロエミッションの概念に基づき、廃棄物再資源化技術の開発と評価を行う。実習の前に は、廃棄物から診た環境問題について学ぶ。 研究室での取り組みを紹介し、その際、大学 および技術者の役割についても考える。
実習では、水熱反応（250℃、40 気圧の水）を用いてバイオプラスチックであるポリ乳酸 のケミカルリサイクルを体験する。ポリ乳酸とは、生分解性を有し、植物（主にトウモロコ シ）から生産ができる高分子として注目されている。現在、玉子のパックをはじめ様々なパ ッケージの材料として用いられている。
実習で得られる結果から、ポリ乳酸は、低炭素資源循環型社会の構築を促進するプラスチ ックとして、石油由来である材料の代替が可能であるかどうかを検討する。また、当該技術 の評価に加え、環境および社会の問題について、幅広く検討する
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
講義（環境問題と大学の使命）
安全指導 8/23
（火）
実験機器操作説明 水熱反応実験
分析装置の準備 研究室紹介 8/24
（水）
分析およびデータ解析
まとめ 報告書作成 8/26
（金）
成果発表会準備
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：大門 裕之
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6905
FAX ：0532-44-6905
・
・
・
・ 植物由来植物由来植物由来 であるた め植物由来であるた めであるた め 食料生 産であるた め食料生 産食料生 産食料生 産と のと のと のと の競 合競 合競 合競 合
・
・
・
・ 生分解速度生分解速度生分解速度生分解速度 とととと カー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラル のののの正 当性正 当性正 当性正 当性
・
・
・
・ ポリポリポリポリ 乳酸乳酸乳酸乳酸 のののの 原料原料原料原料 をををを 輸入輸入輸入輸入 にににに 頼頼頼 ってい る頼ってい るってい るってい る
・
・
・
・ 大量生産大量生産大量生産 、大量生産、、 大量 消費、大量 消費大量 消費 、大量 消費、、 大 量廃 棄、大 量廃 棄大 量廃 棄 の大 量廃 棄ののの 助長助長助長助長
●
●
●
●既存既存既存 の既存ののの課題課題課題課題 ●●●●ケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクル のののの利 点利 点利 点利 点
・
・・
・食 料生産食 料生産食 料生産 との食 料生産とのとのとの 競 合問 題競 合問 題競 合問 題競 合問 題ののの 軽 減の軽 減軽 減軽 減
・・・
・CO2排 出量排 出量の排 出量排 出量ののの 低減低減低減低減
・
・・
・輸 入輸 入輸 入 に輸 入にに 頼に頼頼 らな い頼らな いらな いらな い 産業産業産業産業のののの 構築構築構築構築
・
・・
・循 環利用循 環利用循 環利用 の循 環利用ののの 促進促進促進促進 バイ オマ ス
バイ オマ スバイ オマ ス バイ オマ ス
（（（
（ トウモロ コ シトウモロ コ シトウモロ コ シトウモロ コ シ、、、 サ ト ウキビ、サ ト ウキビサ ト ウキビサ ト ウキビ などなどなどなど ））））
乳乳
乳乳 酸酸酸酸 ポリポリポリポリ乳酸乳酸乳酸乳酸 製製製製品品品品
微生物 微生物 微生物
微生物およびおよびおよびおよび焼却焼却焼却焼却によるによるによるによる 処理処理処理処理 ポリ
ポリ ポリ ポリ 乳酸乳酸乳酸乳酸
廃棄物廃棄物廃棄物 廃棄物 乳酸
乳酸 乳酸 乳酸
水 水 水
水 熱 熱 熱 熱 反 反 反 反 応 応 応 応
ポリ乳酸のケミカルリサイクル促進技術の開 発
重 合重 合
重 合重 合 加工加工加工加工 廃棄廃棄廃棄廃棄
二酸化炭素 二酸化炭素 二酸化炭素 二酸化炭素
水 水 水 水
・
・
・
・ 植物由来植物由来植物由来 であるた め植物由来であるた めであるた め 食料生 産であるた め食料生 産食料生 産食料生 産と のと のと のと の競 合競 合競 合競 合
・
・
・
・ 生分解速度生分解速度生分解速度生分解速度 とととと カー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラル のののの正 当性正 当性正 当性正 当性
・
・
・
・ ポリポリポリポリ 乳酸乳酸乳酸乳酸 のののの 原料原料原料原料 をををを 輸入輸入輸入輸入 にににに 頼頼頼 ってい る頼ってい るってい るってい る
・
・
・
・ 大量生産大量生産大量生産 、大量生産、、 大量 消費、大量 消費大量 消費 、大量 消費、、 大 量廃 棄、大 量廃 棄大 量廃 棄 の大 量廃 棄ののの 助長助長助長助長
●
●
●
●既存既存既存 の既存ののの課題課題課題課題
・
・
・
・ 植物由来植物由来植物由来 であるた め植物由来であるた めであるた め 食料生 産であるた め食料生 産食料生 産食料生 産と のと のと のと の競 合競 合競 合競 合
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・ 生分解速度生分解速度生分解速度生分解速度 とととと カー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラルカー ボンニ ュート ラル のののの正 当性正 当性正 当性正 当性
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・ ポリポリポリポリ 乳酸乳酸乳酸乳酸 のののの 原料原料原料原料 をををを 輸入輸入輸入輸入 にににに 頼頼頼 ってい る頼ってい るってい るってい る
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・ 大量生産大量生産大量生産 、大量生産、、 大量 消費、大量 消費大量 消費 、大量 消費、、 大 量廃 棄、大 量廃 棄大 量廃 棄 の大 量廃 棄ののの 助長助長助長助長
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●既存既存既存 の既存ののの課題課題課題課題 ●●●●ケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクル のののの利 点利 点利 点利 点
・
・・
・食 料生産食 料生産食 料生産 との食 料生産とのとのとの 競 合問 題競 合問 題競 合問 題競 合問 題ののの 軽 減の軽 減軽 減軽 減
・・・
・CO2排 出量排 出量の排 出量排 出量ののの 低減低減低減低減
・
・・
・輸 入輸 入輸 入 に輸 入にに 頼に頼頼 らな い頼らな いらな いらな い 産業産業産業産業のののの 構築構築構築構築
・
・・
・循 環利用循 環利用循 環利用 の循 環利用ののの 促進促進促進促進
●
●●
●ケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクル のののの利 点利 点利 点利 点
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・食 料生産食 料生産食 料生産 との食 料生産とのとのとの 競 合問 題競 合問 題競 合問 題競 合問 題ののの 軽 減の軽 減軽 減軽 減
・・・
・CO2排 出量排 出量の排 出量排 出量ののの 低減低減低減低減
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・輸 入輸 入輸 入 に輸 入にに 頼に頼頼 らな い頼らな いらな いらな い 産業産業産業産業のののの 構築構築構築構築
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・循 環利用循 環利用循 環利用 の循 環利用ののの 促進促進促進促進
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●ケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクルケミカルリサイクル のののの利 点利 点利 点利 点
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・食 料生産食 料生産食 料生産 との食 料生産とのとのとの 競 合問 題競 合問 題競 合問 題競 合問 題ののの 軽 減の軽 減軽 減軽 減
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・CO2排 出量排 出量の排 出量排 出量ののの 低減低減低減低減
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・輸 入輸 入輸 入 に輸 入にに 頼に頼頼 らな い頼らな いらな いらな い 産業産業産業産業のののの 構築構築構築構築
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・・
・循 環利用循 環利用循 環利用 の循 環利用ののの 促進促進促進促進 バイ オマ ス
バイ オマ スバイ オマ ス バイ オマ ス
（（（
（ トウモロ コ シトウモロ コ シトウモロ コ シトウモロ コ シ、、、 サ ト ウキビ、サ ト ウキビサ ト ウキビサ ト ウキビ などなどなどなど ））））
乳乳
乳乳 酸酸酸酸 ポリポリポリポリ乳酸乳酸乳酸乳酸 製製製製品品品品
微生物 微生物 微生物
微生物およびおよびおよびおよび焼却焼却焼却焼却によるによるによるによる 処理処理処理処理 ポリ
ポリ ポリ ポリ 乳酸乳酸乳酸乳酸
廃棄物廃棄物廃棄物 廃棄物 乳酸
乳酸 乳酸 乳酸
水 水 水
水 熱 熱 熱 熱 反 反 反 反 応 応 応 応
ポリ乳酸のケミカルリサイクル促進技術の開 発
重 合重 合
重 合重 合 加工加工加工加工 廃棄廃棄廃棄廃棄
二酸化炭素 二酸化炭素 二酸化炭素 二酸化炭素
水 水 水 水
９ 交通渋滞対策の効果予測のための交通流特性解析 数学系・人文・社会科学系
建築・都市システム学系 廣畠 康裕 ２名
道路交通渋滞は重大な交通問題の一つであり、これまで様々な視点から各種の渋滞対策が 実施されてきました。渋滞対策案の効果を適切に予測するには、交通流の特性（交通量と速 度との関係など）を明らかにしておくことが必要不可欠です。本テーマでは、まず交通流の 状態を解析するための様々な手法や、交通渋滞現象を表現するための道路交通流モデルを取 り上げ、その一般的な考え方を学習します。さらに、実際の道路区間においてビデオ撮影さ れた画像と専用ソフトウェアを用いて、交通流特性を分析するために必要となるデータを取 得し統計的に処理する方法に関して実習します。特に、まだあまり明らかにされていない超 大型車両（トレーラーなど）が混在する交通流特性の分析も行うので、とても価値のある研 究実習となると考えます。
日程 午 前 午 後
8/22
（月）
大学紹介，オリエンテーション
（全受講生共通）
研究テーマ、スケジュールの説明
【講義】
道路交通流特性、交通流モデル、交通渋滞 対策に関する概要
8/23
（火）
【実習】
現地視察、ビデオ撮影された交通 流状態の観察
【実習】
画 像 解 析 ソ フ ト ウ ェ ア を 用 い た デ ー タ 取 得、交通流特性の解析
8/24
（水）
【実習】
交通渋滞対策に関する学習・考察
まとめ、成果発表用パワーポイント作成 8/26
（金）
成果発表準備
休
憩
成果発表会（全受講生共通）
【 受講生用相談窓口 】 担 当：廣畠 康裕
e-mail：[email protected] TEL ：0532-44-6833
FAX ：0532-44-6831
