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2018年度体感科学研究

1. 酵素分子の驚異的なパワーを実感しようA  生命系   
最大受講人数6人 実施日時8/21(火), 8/22(水), 8/23(木) 毎回10:00-18:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   生物科学科 (豊中キャンパス)
担当者 倉光成紀、古屋秀隆、中川紀子
講義と実習によって、すべての酵素反応に共通な原理を立体構造に基づいて理解できるようになります。また、実習で修得した研究方法で、世界で始めての酵素の働きを調べれば、将来、大発見に挑戦できるチャンスもあります。

酵素分子の驚異的なパワーを実感しようBと同一内容です。

2. 情報セキュリティ解析に挑戦!  数物系     応用技術系 
最大受講人数3人 実施日時8/22(水), 8/31(金), 10/14(日) 毎回13:00-15:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   電子情報工学科/情報通信工学科目/通信工学コース (吹田キャンパス)
担当者 宮地充子、Chen-mou Cheng
この研究プログラムでは,暗号解析,ネットワークパケットの解析,プログラムのリーバスエンジニアリングなどを通じて,情報セキュリティ解析について学びます.参加者は,これらの課題研究に取り組むことによって情報セキュリティ分野で必要とされる幅広い知識を身につけることができます.なお,本研究の知識があれば,情報セキュリティにおけるハッキングコンテスト(CTF)への挑戦にもチャレンジ可能です.

数学やパズルが得意/好きな受講生が参加されることを期待しています.プログラミング経験があることが望ましいですが,必須ではありません.

3. 化学の力で分子を操る  物質(化学)系   
最大受講人数8人 実施日時8/23(木), 8/24(金) 毎回13:30-17:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   化学応用科学科/合成化学コース (豊中キャンパス)
担当者 新谷亮、真島和志、福井賢一、清水章弘
8/23(講義1)右手と左手の分子を作り分ける(真島)
    (講義2)不思議な液体-イオン液体-の謎と機能に迫る(福井)
    (講義3)小さな分子から大きな分子を作る(新谷)
8/24 体験学習(小さな分子から大きな分子を作る実験)


4. 半導体発光ダイオード(LED)の作製過程を体験してみよう  物質(物理)系   
最大受講人数8人 実施日時8/24(金) 10:00-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用理工学科/マテリアル生産科学科目/マテリアル科学コース (吹田キャンパス)
担当者 藤原康文、舘林潤、市川修平
概要
・半導体の基礎的事項についての講義
・研究室の実験装置見学・実演
・LEDの発光現象の観察(体験
半導体とは何か、LEDの中身はどのようになっているか、またその動作原理等について理解を深めるために簡単な講義形式で説明を行う。その後、半導体を作製する成膜装置やプロセス装置を見学し、実際に作製されたLEDに対して電流を流してLEDが発光する様子を観察する。デバイス作製だけでなく評価手法などについても触れ、半導体デバイス作製にかかる一連の流れを体験できる内容にする。


5. 知能システムを支える理論・技術に触れてみよう  応用技術系     数物系 
最大受講人数6人 実施日時1.8/24(金), 2.8/27(月) 毎回13:00-16:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   システム科学科/知能システム学コース (豊中キャンパス)
担当者 1.乾口雅弘、西竜志、関宏理、2.原田研介、万偉偉、ラミレス・イクシェル
技術と社会の高度化・複雑化にともない、1つの技術要素だけで便利なものや快適な環境を作り出すのが難しくなっており、システムという考え方の重要性は増しています。本テーマは、以下の2つの内容に関する講義・実習・実験を通して、システムという考え方とそれを支えるいくつかの理論や技術について理解することを目的とします。
1.ゲームで学ぶオペレーションズリサ―チ
2.ロボットの動作生成


6. 分子生物学実習(遺伝子組換え実習)A ~科学や思考をエンジョイし、若者に感動と生きる力を与える科学的キャリア教育~  生命系   
最大受講人数8人 実施日時8/24(金) 13:00-18:00 事前講義 8/27日(月), 8/28(火), 8/29日(水) 毎回9:00-19:00頃
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   生物科学科 (豊中キャンパス)
担当者 志賀向子、吉本和夫          参加申込書
大腸菌を用いた遺伝子操作実験や電子顕微鏡実習を行う。(DNA電気泳動,形質転換,遺伝子組換え,プラスミドDNA抽出,制限酵素処理電気泳動パターン分析,生徒発表会,生徒立案面白実験,キャリア教育訓話,生物科学科研究室見学研究披露)市販の実験キットは一切排除し、極力すべての実験手順・操作を体験し、その意義を考える。単に科学技術を体験することのみを目的とせず、実験に関する小問を通じて、科学的思考過程(情報活用)の実践的トレーニングを行うが、問題発見、仮説の設定、検証実験立案・実施、問題解決、未知への挑戦などを実地体験しながら、純粋に実験や思考を楽しみ、科学の基礎基本をしっかり学びます。また、日本で唯一の科学的キャリア教育であり、求めるものは生きる力(zest for living)で、「今何のために勉強しているのか?研究するのか?」を考えることで「学びを生きる力に変える科学的キャリア教育」です。
■実習案内HP: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/kojitsu/Z-sce/#dna

参加条件 : 原則高校2年生以上かつ第1-2希望のみ受付。 別途申込書を書いて提出後、内容などによる事前審査があります。 参加には保護者の承諾同意が必須。
① 3日間の全ての実習に必ず参加・履修できる方。「遅刻早退」は認めておりません。
② 実習終了後、この実習に関する感想文(1000字程度)・アンケート・事後提出課題を必ず提出できる方。
③ この実習に必要な予備知識(遺伝子[DNA]・酵素[タンパク質]・ラクトースオペロン)等を学習する8/24(金)の事前指導に参加した方。
本実習は3日間、朝は早く晩は19時30分ぐらいまで行いますので、実習内容のみならず体力的にもかなりハードですので無理のできない方、また集中力の続かない方の参加は認めておりません。
   なお、実習当日の終了は19時30分頃で30分ぐらいの誤差があります。特に3日目はこれより遅くなる可能性がありますのでこの点ご了承いただける方のみの参加となります。

7. 分子集合系を計算機シミュレーションで探る  物質(化学)系     情報•数理系 
最大受講人数6人 実施日時8/27(月), 8/28(火) 毎回14:00-17:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   化学応用科学科/化学工学コース (豊中キャンパス)
担当者 松林伸幸(8/27, 8/28)、金鋼(8/27)、石塚良介(8/28)
「みず」と「こおり」は、同じH2O分子から構成されているが、液体か固体かという集まり方(集合様態)の違いによって、あたかも別の物質であるかのように振舞う。本講では、分子集合系を研究するための有力手法である分子動力学シミュレーションを紹介する。集合系の中にある分子が動いていく様子を解析し、溶解度を分子間相互作用の立場から検討することを目標とする。


8. 先端エネルギーとその利用  物質(物理)系     物質(化学)系 
最大受講人数5~10人 実施日時8/27(月) 13:00-15:30 8/28(火) 10:00-15:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   環境・エネルギー工学科/環境・エネルギー工学科目 (吹田キャンパス)
担当者 粟津邦男、帆足英二、秋山庸子
・「量子エネルギーを用いた医療診断・治療」(粟津)
量子エネルギーと呼ばれるエネルギーの中で特にレーザーに着目し、患者さんに負担の少ない新しい診断・治療の研究を行っています。本実験では、レーザー光の波長や強度の違いが生体へ与える影響についての講義と簡単な体験実験を行います。
・「エネルギー分野における液体金属の利用」(帆足)
次世代原子炉である高速増殖炉や核融合炉では様々な形で液体金属が利用されます。本実験では、液体金属の特徴と有用性、応用事例を講義にて紹介し、簡単な体験実験を行います。
・「強磁場を利用した環境浄化とリサイクル」(秋山)
磁場という物理的な遠隔力を利用することで,環境浄化やリサイクルを行うための研究を行っています。本実験では身近な排水の浄化とプラスチックのリサイクルについて,講義と簡単な体験実験を行います。


9. 電子光科学を体感しよう!  応用技術系     物質(物理)系 
最大受講人数6人 実施日時8/27(月), 8/28(火), 8/29(水) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   電子物理科学科/エレクトロニクスコース (豊中キャンパス)
担当者 金島岳、服部公則、赤羽英夫、山田晋也、宮戸祐治、阿保智、山下隼人
1)走査型接触式顕微鏡の自作し微細構造の可視化を体感する
身の周りにある材料やレーザーポインタを用いて表面形状測定装置を自作し,微細構造を測定します.
また,先端計測研究としてスピンを用いたセンシングについて紹介をします.

2)デジタル論理回路を設計し,その動作を体感する
基本的なデジタル回路を設計,動作を確認することで,CPUなどの基本である論理素子について学びます.
また,論理素子の基本となるMOSFET(MOS電界効果トランジスタ)の高性能化についての研究紹介および装置の見学をします

3)半導体の基礎的な特性を実際の実験を通じて体感する
LSIなどで使われているシリコン半導体基板を使い,電気伝導特性(ホール効果)を測定することで,半導体中の電気伝導特性について学びます.
また,半導体で構成される光デバイス(太陽電池とLED)についても実演を交えて解説します.


10. 地球温暖化の将来予測に挑戦  応用技術系   
最大受講人数6人 実施日時8/27(月), 8/28(火), 8/29(水) 毎回 13:00-16:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   環境・エネルギー工学科/環境・エネルギー工学科目 (吹田キャンパス)
担当者 町村尚、松井孝典
地球温暖化は、二酸化炭素などの温室効果ガスの人為的排出増加によってもたらされる。地球温暖化の進行と対策の効果を予測するため、①人口・経済などの社会要因による排出量予測、②気候モデルによる気候(気温・降水量・海面水準)の将来予測、③各分野における影響予測が行われている。社会要因や技術開発によって排出量が変化したとき、気候とその影響がどのように変化するか、簡易気候モデルを用いて予測を行う。


11. 「住み開き」のできる住宅を設計しよう  応用技術系     物質(物理)系 
最大受講人数10人 実施日時8/27(月), 8/28(火), 8/29(水) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   地球総合工学科/建築工学科目 (吹田キャンパス)
担当者 木多道宏、松原茂樹、下田元毅
私たちの研究室は,建築計画・まちづくりという分野を主として研究しています。近年は街や地域の人口減少が進み、空家・空室が増えています。人のつながりも希薄化し、子どもやお年寄りが孤立化するという社会問題も生じています。今回は、住宅の空き部屋を、住民がカフェやギャラリーなどに改装し、地域の人々に利用してもらえるような住み開きが可能な住宅を設計し、模型を作成してもらいます。建物が地域に開くことの大切さを理解してもらうことも目標です。

次の3回の授業を予定しています。
・講義(日本や海外のさまざまな住宅)とコンセプトづくり
・住宅の設計(間取りや外観の考え方)
・模型づくりと発表

12. 光の不思議:波動性と粒子性を観察しよう  数物系     物質(物理)系 
最大受講人数6人 実施日時8/28(火) 10:00-18:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   物理学科、生命機能研究科 (吹田キャンパス)
担当者 渡辺純二、大坪嘉之、渡邊浩、木村真一
とても身近にあり、日常生活や工業製品の製作・動作にも欠かせない「光」ですが、実は波としての性質と粒子としての性質を併せ持ち、それを理解することは一筋縄ではいきませんでした。ニュートンの頃から現在に至るまで、物理学の重要な研究対象であり続けている「光」について、色々な側面を切り取って実験していこうと思います。
・「光の粒子性と波動性」のお話
・回り込み、強め合う光の波の観測
・虹と夕日を見てみよう
・宇宙で一番早い速さ、光速度を測ろう、など。
高校物理の範囲で、しかし普段の授業では時間の都合であまり詳しく突き詰められない(でも、面白い)ところを実験で体験していただきたいと思います。


13. 生体信号計測技術を体感しよう  応用技術系     情報•数理系 
最大受講人数6人 実施日時8/29(水) 9:30~18:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/応用物理学科目/応用物理学コース (吹田キャンパス)
担当者 和泉慎太郎
心拍や脳波、発汗などによって生じる生体信号を日常的に計測・解析し、病気の予防や早期発見に応用するデジタルヘルスケアが注目されています。 このテーマでは生体信号の中でも心電図をとりあげ、簡単な計測回路と信号処理プログラムを作成することで生体信号計測を体感してもらいます。また、薄膜フレキシブル電極による計測やクラウドサーバとの連携など、最新研究動向の解説・実験も行います。

前提知識は特に問いません。

14. 知能はどこから生まれるのだろう?  生命系     情報•数理系 
最大受講人数6人 実施日時8/30(木) 9:00-16:30 9時~12時(講義)、13時30分~16時30分(ロボット組み立てと実験)(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用理工学科/機械工学科目/機械工学コース (吹田キャンパス)
担当者 大須賀公一、末岡裕一郎
知能はどこから生まれるでしょうか? 脳・神経系から生まれるように思いますよね? でも,生き物の中には,脳や神経も持っていないのに知的に行動するものがたくさんいます.私達は,知能が生まれる源泉は実は脳や神経ではなく,身体と環境との相互作用であると考えています.この体験では,ムカデ型ロボットを用いて,知能がどこから生まれるかを体感してもらおうと思います.


15. 放射線とは何だろう?〜極微の世界からのメッセージを調べよう〜  数物系   
最大受講人数6人 実施日時9/1(土), 9/15(土) 毎回15:00-19:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   物理学科 (豊中キャンパス)
担当者 川畑貴裕、小田原厚子、阪口篤志、吉田斉
最近よく聞く「放射線」とはどのようなものなのかを、実験・実習を通じて理解することを目的としています。まず、不安定な原子核が放出する放射線の種類や性質の概要、さらに、目に見えない放射線がどのようにして検出されるのかを学びます。続いて、放射線検出器を用いて、様々な放射線がどのように遮られるのか(どのように物質と相互作用するのか)、放射線源と検出器の間の距離を変えると、計数はどのように変化するのかを調べます。


16. PythonでData Scientistの基礎を身に付けよう  情報•数理系   
最大受講人数5人 実施日時9/1(土), 12/1(土) 毎回15:00-18:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 全学教育推進機構   (豊中キャンパス)
担当者 S.プーチット
近年、ビッグデータを用いる科学分野が多くなり、データ処理とデータ分析の高度化が進行している。Pythonは可読性を重視した、凡庸性の高いプログラミング言語であり、計算科学だけではなく、WEBシステムやサーバ管理など多面的に使われている。本テーマは計算科学の観点からPythonの基礎を学ぶ。プログラミングの初心者は大歓迎。
- Python入門から、データ構造、データ解析、データ視覚化に関連する実習を行う。
- WEBシステムの中で質疑応答や課題チェックを行い、Pythonの使い方を学習する。
- 阪大で実施するのは2回だが、3つの課題は自宅のパソコンから行ってもらう。初回は当テーマの流れと実施システムを説明し、最終回は皆が自習した特別課題について報告してもらう。

- Pythonの経験者にとっては物足りないかもしれないが、実用的にPythonが使えることを目指して、各自で独学できる力を養成したい。
- 自宅にPCでインターネットを接続し、自分で課題を行える環境を持っていることが望ましい。
- PCのOSはMacでもWindowsでも構いません。自宅でPCとネット環境が整ってない場合はこのテーマを選択する前に上記メールにて相談してください。

17. 美容・健康によい?新陳代謝をタンパク質レベルで測ってみよう  生命系     応用技術系 
最大受講人数6人 実施日時9/2(日) 10:00-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   システム科学科/機械科学コース (豊中キャンパス)
担当者 出口真次、松井翼
生きものは絶えず新陳代謝 - 古いものと新しいものが入れ替わること - によって生き続けることを可能にしています。新陳代謝は、私たちの体を構成する細胞自体の入れ替わりによって達成されます。また個々の細胞(10マイクロメートル程度の大きさ)よりもさらに小さい細胞内部のスケールに目を移すと、細胞を構成するタンパク質自体(数ナノメートルの大きさ)も常に入れ替わりが起こっており、そのようなタンパク質の動きは生命の維持にとって不可欠な役割を果たしています。本テーマではタンパク質を蛍光タンパク質でラベルして可視化し、共焦点レーザー顕微鏡を用いた実験によって新陳代謝を行う様子を観察します。その実験データの数理解析を行い、タンパク質の新陳代謝が関わる現象の物理的解釈や意義について、参加者で議論をして欲しいと思います。


18. 破壊の科学を体感しよう  応用技術系   
最大受講人数5人 実施日時9/8(土) 15:00-18:00, 9/9(日) 9:00-12:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用理工学科/マテリアル生産科学科目/生産科学コース (吹田キャンパス)
担当者 大畑充、庄司博人
(1)講義(材料強度と破壊の力学)+実験準備
(2)破壊試験実習(計画・予測・実験・評価)とレポート作成

受講生と担当教員(2名)で相談の上、やる気や能力が十分あると判断される場合には,より挑戦的な解析に取り組んでいただくことも検討します。

19. 身の回りの放射線を測定してみよう。  物質(物理)系   
最大受講人数6~10人 実施日時9/9(日) 9:30-18:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 核物理研究センター   (吹田キャンパス)
担当者 青井考、高久圭二
私たちの身の回りには天然由来の放射線がたくさん存在しています。人の目では見えませんが、放射線計測装置を使うことで観測することができます。このテーマでは霧箱という放射線を可視化する装置を各自が作り、身の回りの放射線を観測したり、簡単な実験や体験をします。また、大阪大学にあり、大学に附置されている加速器施設としては日本で最大のサイクロトロン加速器及び高分解能スペクトロメーターを見学します。分光器も各自作成してもらう予定です。


20. データ分析・自然言語処理の基礎と活用  応用技術系   
最大受講人数5人 実施日時9/9(日) 13:00-17:00, 11/10(土) 15:00-18:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   電子情報工学科情報システム工学コース (吹田キャンパス)
担当者 鬼塚真、荒瀬由紀、佐々木勇和
ビッグデータ,IoT,自然言語処理,データマイニング,AI,現在上記の分野は世界でも多くの注目を浴びています.
本講義では,企業経営の際に戦略的にデータを活用する技術であるデータマイニング・AI,対話ロボットなどを実現する上で基礎となる自然言語処理技術に関して学び,簡単な演習を通して技術がどのように実際の問題に利用可能かを学びます.

11/10(土)は情報科学研究科C棟6F セミナー室(C605)で実施予定.

21. 分子の振る舞いを赤外線で見よう : 地球温暖化からチョコレートまで  物質(化学)系     応用技術系 
最大受講人数6人 実施日時9/22(土), 15:00-18:30, 9/23(日) 9:00-12:30 (2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   化学科(高分子科学専攻) (豊中キャンパス)
担当者 金子文俊
分子は絶え間なく動いていて、その動きが停止することはありません。その動きの多くは分子の結合が伸びたり縮んだり、2つの結合の間の角度が変化したりする周期的な動きであり、分子振動と呼ばれています。一部の分子振動は、赤外線を吸収して、振幅が大きくなるという性質をもっています。実はこの分子振動の性質は、現在人類が直面している大きな課題のひとつである地球温暖化と密接な関係があるのです。またこの分子振動を調べることで分子の構造や性質を調べることもできます。このような赤外線と分子に関わる現象について学び、実験を通じて確かめたいと思います。

各回の終了時間は予定から多少前後することがあります。そのつもりで参加してください。

22. 高分子とナノテクノロジー  物質(化学)系   
最大受講人数15人 実施日時10/6(土), 10/13(土) 毎回15:00-18:40(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   化学科(高分子科学専攻) (豊中キャンパス)
担当者 佐藤尚弘
 これまでの高分子(ポリマー)材料は、建材、家庭用品、自動車部品、電気製品の巨視的なスケールの部品などとして利用されてきましたが、私たちの体の中では水溶液中に溶けている生体高分子(蛋白質や核酸)やそれらが集合したナノメートルスケールサイズの構造体が、様々な生物学的な機能をもって活躍しています。このような生体高分子とその集合体を模範として、合成高分子をナノメートルサイズの集合体として利用するナノテクノロジー(あるいはナノバイオテクノロジー)に注目が集まっています。このテーマでは、1日目に高分子のナノサイエンスについて紹介したのち、2日目にはブロック共重合体が溶液中で形成するナノメートルサイズの高分子ミセルを光散乱実験により調べます。


23. 歴史を変えた化学反応を学び、体験しよう  物質(化学)系   
最大受講人数5人 実施日時10/6(土), 10/13(土) 毎回15:00-18:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/応用化学科目/応用化学コース (吹田キャンパス)
担当者 生越專介、大橋理人、星本陽一
化学は原子、分子を対象にして、役に立つものを創出する学問です。有益な分子構造を頭で考えて、ブロックを組み立てるようにその分子を組み立てることを化学反応といいます。私たちの歴史を大きく動かした有名な化学反応を実際に自分の手でやってみて、様々な化合物を作り出しましょう。この体験を通して、原子・分子からものごとを見る新しい世界観を養うことを目的としています。

当日は化学実験をします。服装に関する以下の注意をよく読み、実験をするために適切な服装で参加してください:
・服装:パーカーなど、実験着として使える服(綿など燃えにくい素材を推奨)を持参してください。白衣は必要ありません。
・靴:スニーカーなど動きやすく、足の露出がない靴で参加してください。サンダルやヒールのついた靴は不可とします。
・実験眼鏡:こちらで用意したものを貸し出します。自分の実験眼鏡を持っている人は持参して頂いても構いません(このイベント参加のために購入する必要はありません)。

24. 有機合成化学を体験しよう  物質(化学)系   
最大受講人数5人 実施日時10/6(土), 10/13(土), 10/20(土) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/応用化学科目/応用化学コース (吹田キャンパス)
担当者 茶谷直人、福本能也、阿野勇介
薬やプラスチック、液晶物質など、私たちの身の回りには様々な有機化合物があり、それらを利用することで私たちは快適な生活を送っています。有機化合物は天然にも多く存在していますが、ほとんどは化学の力で生み出したもの、つまり化学の研究者・技術者が用途に応じて化合物の構造を設計し、合成したものです。今回はいくつかの有機合成反応を通して、有機化学の楽しさを体感します。

白衣・実験用メガネがあれば持参ください。白衣がない場合は汚れてもよい服で来てください。実験用メガネを貸し出すことは可能です。

25. データサイエンスで数学I「データ分析」の背景を探ろう。  情報•数理系     数物系 
最大受講人数6~10人 実施日時10/6(土), 10/20(土) 毎回 14:30-17:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   情報科学科/数理科学コース (豊中キャンパス)
担当者 濵田悦生
数学I「データ分析」で学んだ内容の背景にある統計的な観点を探っていきます。データリテラシーによる基礎的な内容を踏まえて、「データ分析」で扱われていた統計処理やそれに関連する話題を数理的に把握していきましょう。


26. 神経細胞の電気興奮を記録してみよう  生命系     物質(物理)系 
最大受講人数5人 実施日時10/8(月・祝) 10:00-18:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 生命機能研究科   生体ダイナミクス講座 (吹田キャンパス)
担当者 倉橋隆、竹内裕子
単一神経細胞の電気興奮や単一イオンチャネル電流を記録します。私たちの感覚や脳の活動、運動の際の筋肉の制御などは神経細胞によってコントロールされています。 神経ネットワークの中で情報を伝える神経細胞の興奮の実態は、細胞膜の電気的興奮です。本プログラムでは、顕微鏡でしか見えないような小さな神経細胞を顕微鏡下で観察しながら、微小なガラス電極を操作して、直接、神経細胞からの電気応答を記録します(パッチクランプ法)。また、神経細胞興奮を司るイオンチャネルの単一分子を通る微小電流(1pAレベル)の記録にもチャレンジします。


27. 最先端の物理を高校生に (Saturday Afternoon Physics: 略称SAP)  数物系     物質(物理)系 
最大受講人数15人 実施日時10/13(土), 10/20(土), 11/3(土・祝) 毎回15:00-18:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部・工学部・基礎工学部   (豊中キャンパス)
担当者 SAP実行委員:阪口篤志(理学部)、浅野建一(全学教育推進機構)ほか SAP連絡委員:関山明(基礎工学部)ほか
最先端の物理について、高校1年生でも理解できる明快な講義型授業・体験型授業を行います。
10/13: 講義1「自然界をめぐる旅へのいざない」、体験「身の回りの物理を体験しよう」、講義2「宇宙への旅立ち」
10/20: 講義1「量子の世界への旅立ち」、体験「分光計で見る量子の世界」、講義2「物質の世界への旅立ち」
11/3: 講義1「原子核・素粒子の世界への旅立ち」、体験「霧箱を作って放射線を見よう」
http://www-yukawa.phys.sci.osaka-u.ac.jp/SAP/

SAP一般参加高校生と一緒に受講します。SEEDS体感科学研究としてSAPを受講する場合、SAP一般参加高校生と比べて内容理解度や受講姿勢を評価するために各回の内容レポート記述や発展問題への回答などの課題が与えられ提出が求められます。受講決定後SAPへの参加申込方法を受講者に連絡します。
なおSAPは10/27(土)にも開催されますが、この日はSEEDS体感科学技術/国際交流と重なりますのでSEEDS体感科学技術/国際交流に出席してください。

28. 脳の不思議を体感し、最先端脳科学を覗いてみよう  生命系     情報•数理系 
最大受講人数10人 実施日時10/14(日) 9:30-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   システム科学科/生物工学コース (吹田キャンパス)
担当者 藤田一郎、田村弘、稲垣未来男
 頭の中に何が入っているか知っていますか。脳です。この1.3kgの臓器が私たちの毎日と人生と歴史を作りだします。なんて不思議なことでしょう。私たちの研究グループはこの深遠なできごとに惹かれて長いこと脳の研究をしてきました。今回は「ものを見る」脳のしくみについて、皆さんと考えてみようと思います。世界を見るのは目ではなくて脳です。「えーっ、そんなばかな!」自分のことなのに気がつかなかった脳の持つ不思議に何度もうなってもらおうと思います。
  以下のような内容を予定しています。
1. 「視覚の不思議」に関する講義とディスカッション
2. 「脳の構造と機能」に関する講義とディスカッション
3. 「AIと脳」に関する講義とディスカッション
4. 脳組織標本の観察や簡単な実験
5. 脳機能研究施設見学

活発に質問し、議論に参加することを希望します。

29. 発電実験による太陽電池の理解と効率的利用  応用技術系     物質(物理)系 
最大受講人数6人 実施日時10/14(日), 10/21(日) 毎回9:00-12:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   電気電子工学科目・電気工学コース (吹田キャンパス)
担当者 A:舟木剛,B:杉原英治,C:井渕貴章
再生可能エネルギーとして太陽光発電が幅広く普及してきました.ただし,日射により出力変動が大きいので,あまりたくさん送電線につなぐと電力の安定供給に支障を与えます.この課題では,まず太陽電池に与える光および接続した負荷と,得られる電力の関係について,実験をしながら理解を深めます.次に,最大の発電電力を得るための方法や,発電した電気の有効な利用方法について実験を通じて学んでもらいます.
1日目:太陽光発電の原理説明(講義),測定回路セットアップ,様々な条件下で太陽電池の特性評価
2日目:測定回路セットアップ,最適な動作点による発電実験,他の有効利用法

・2日目(10/21)は,1日目(10/14)の内容を発展させたものとなりますので,1日目には出席して頂く方が理解が深まると思います.

30. タンパク質科学を楽しもう! ~タンパク質酵素のはたらきを眼で見て考え議論する~  生命系   
最大受講人数12人 実施日時10/28(日) 9:20-19:00頃(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   生物科学科 (豊中キャンパス)
担当者 志賀向子、吉本和夫
遺伝子組換技術で開発された発光酵素ルシフェラーゼを用いて、実験、観察・表現、思考、問題発見、仮説の設定、検証実験立案、結果予想分析評価、生徒立案追加実験、レポート作成、研究発表、討論質疑応答バトル(ミニ学会)までを1日かけて行い、未知への挑戦を通じて科学や思考をエンジョイします。また、高校生が少しでも現実の科学の世界に触れることで、科学への自己の適性などを考えるきっかけを与え、研究者がどのように遺伝子組換え技術を用いて製品を開発し、それがどうのように実社会に貢献しているのかを知ることで実社会と科学技術の関わりを学ぶ「科学的キャリア教育」にもなっている。 本プログラムでは、サイエンスや思考をエンジョイすることを通じて、多くのことを学び「明日への希望や生きる力」を育むことを重視している。
■実習案内HP: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/kojitsu/firefly/index.html

参加条件: 参加には保護者の承諾同意が必須。
① 1日全ての実習に必ず参加・履修できる方。「遅刻早退」は認めておりません。
② 実習終了後、この実習に関する事後提出課題・感想文・アンケートを必ず提出できる方。
③ この実習に必要な予備知識であるタンパク質や酵素などに関する事前学習課題を提出した方。
本実習は晩は19時30分頃まで行いますが 実習終了は30分ぐらいの誤差がありますので、この点ご了承いただける方のみの参加となります。

31. 実験室で氷衛星を作ってみよう  物質(物理)系     数物系 
最大受講人数5人 実施日時11/3(土), 11/10(土) 毎回15:00-18:40(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   物理学科(宇宙地球科学専攻) (豊中キャンパス)
担当者 近藤忠
多くの探査機によるデータから、太陽系の大型惑星の周りには内部に海洋を有する氷衛星が多数発見されており、生命起源物質の存在も期待されています。これらの海は地球よりはるかに深く、大きな圧力のために、普段我々が見ている水や氷とは違った性質を持っています。本テーマではこれらの氷衛星についての基本知識や観測データを学ぶとともに、実験室で実際の内部海の環境を再現し、その様子を観察します。

二日とも参加できることが条件です。

32. 虹はなぜ見えるのか  物質(物理)系     数物系 
最大受講人数8人 実施日時11/10(土), 12/1(土), 12/15(土) 毎回14:30-18:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部、全学教育推進機構   物理学実験 (豊中キャンパス)
担当者 杉山清寛、川崎博之
雨上がりの日などで空の虹を見たことがあると思います。では、なぜ虹が見えるのか考えたことはありますか?空に細かい雨粒が浮いているから、という答えは考える人も多くいるでしょう。では、なぜ、水の粒が空中に浮いていたら、虹が見えるのでしょうか。そもそも、光の色って何なのでしょうか。こういった、物質内を光が通過したときに何が起きるかを、3週間使って皆さんと考えてみたいと思います。

身の回りで不思議に思うことはありませんか?そういったことに興味を持ち、論理的に考えることが研究の第一歩です。虹がなぜ見えるのか?という点に絞って皆さんと一緒に考えながら進めたいと思います。一緒に考えましょう。


33. 歯周病を引き起こす細菌の遺伝子を検出をしてみよう  生命系   
最大受講人数6~10人 実施日時11/11 (日) 10:00-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 歯学部   小児歯科学・口腔細菌学 (吹田キャンパス)
担当者 仲野和彦、野村良太、大継將寿、鋸屋侑布子、中田匡宣、住友倫子、山口雅也
 歯周病は、歯科領域における主要な病気の1つであり、口の中に存在する複数の細菌によって引き起こされることが知られています。最近では、歯周病を引き起こす細菌が、糖尿病や動脈硬化などの全身の病気にも関与していることが明らかになっています。講義編では、歯周病がどのようにして引き起こされるかを分かりやすく解説して、最新の研究成果についてもお話しします。実習編では、実際に歯学部附属病院の診療室で歯科医師がお口の中を診査して、参加者の方の歯垢(デンタルプラーク)サンプルを採取します。その後研究室に移動して、採取した歯垢の染色とDNA抽出を行い、各種細菌の存在をPCR法と顕微鏡での観察により検討してみます。最後に、口の中の状態と検出された細菌の種類との関連について考察して、総合討論を行う予定です。

 細菌や遺伝子に関する基礎知識がなくても実施できるような分かりやすい内容にしますので、歯科領域の研究に興味がある方は奮ってご参加ください。当日は、日頃使用している歯ブラシをお持ちください。

34. 砕氷船の設計に挑戦しよう  応用技術系   
最大受講人数5人 実施日時11/11(日), 11/18(日) 毎回13:00-16:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   地球総合工学科/船舶海洋工学科目 (吹田キャンパス)
担当者 大沢直樹、澤村淳司
大阪大学船舶海洋工学科目は、南極観測船“しらせ”のような氷海船舶(砕氷船)の研究を実施しているわが国唯一の学科です。今回の体験型研究では、砕氷船の構造設計について学びます。具体的には、砕氷船に作用する氷荷重(澤村)、繰返し荷重を受ける砕氷船部材の金属疲労(大沢)の二つのテーマについて、講義・ディスカッション形式の演習・簡単な実験を伴った実習を通じて学びます。


35. テフロン(フッ素樹脂)の接着に挑戦  物質(化学)系     物質(物理)系 
最大受講人数5人 実施日時11/23(金・祝) 9:30-18:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/精密科学科目/精密科学コース (吹田キャンパス)
担当者 大久保雄司(工学研究科 附属超精密科学研究センター)
フライパンのコーティング(焦げ付き防止膜)として使用されているテフロン(フッ素樹脂)は、水も油も汚れも、そして、強力な瞬間接着剤すらも弾いてしまいます。この世の中で最もくっつきにくい材料であるテフロンを、第4の物質状態と呼ばれるプラズマの中に入れると、その表面ではどんなことが起こるのか?そして、テフロンはくっつくようになるのか?を体験して貰います。


36. ハイパワーレーザーを見る・触る・操る  数物系   
最大受講人数5~8人 実施日時12/1(土), 12/8(土) 毎回15:00-18:00(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) レーザー科学研究所   (吹田キャンパス)
担当者 重森啓介
レーザーは我々の生活になくてはならない装置の一つになっています.この体感研究では,高出力のパルスレーザーに関して,実際に装置の操作を行って金属に照射する実験を行います.もちろん,スイッチを押すだけで簡単にレーザーが出るわけではありません.レーザーの原理や装置の調整法の理解を通して,ハイパワーレーザーの威力がどのようなものか,ぜひとも体感してください.


37. コンピュータの仕組みを知ろう  情報•数理系   
最大受講人数10人 実施日時A:12/1(土) 14:30-17:30 B:12/8(土) 14:30-17:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   情報科学科/計算機科学コース・ソフトウェア科学コース (豊中キャンパス)
担当者 A:長谷川剛
B:増澤利光,角川裕次,首藤裕一
コンピュータは複雑な処理を高速に実行し,また,ネットワークを通じて情報をやりとりしています.本テーマでは,コンピュータ内での処理手順である「アルゴリズム」による実行時間の違いや,スマートフォンやパソコンが滞りなく通信を行うための共通のルールである「プロトコル」について,講義やグループワーク,プレゼンテーションを通じて学びます.
A:コンピュータの通信プロトコルを学ぼう
B:コンピュータアルゴリズムを体感してみよう


38. 画像処理を体験しよう  情報•数理系   
最大受講人数8人 実施日時A:12月1日(土)14:30~17:30
B:12月8日(土)14:30~17:30(2日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   情報科学科/計算機科学コース・ソフトウェア科学コース (豊中キャンパス(1回目)、吹田キャンパス(2回目))
担当者 A:間下以大
B:槇原靖
スマートフォンや防犯カメラなど身の回りには多数のカメラがあり,得られた画像は加工,分析され,様々な用途にもちいられています.本テーマでは,カメラと画像処理の仕組みを理解し,プロ写真家のようなジオラマ風写真を作成したり,歩き方による個人認証である「歩容認証」を体験してもらいます.
A:カメラの仕組みを理解して,ジオラマ風写真を作ろう
B:未来科学捜査 歩容鑑定を体験してみよう


39. 空間図形の幾何学の見方考え方を模型を作って体感してみよう  数物系   
最大受講人数5人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   数学科 (豊中キャンパス)
担当者 菊池和徳
空間図形には興味深い幾何学的性質をもつものが沢山あります。様々な興味深い空間図形の模型を、マジキャップ(辺に磁石が入った正三・四・五・六角形のプレート型ブロック)、ワミー(曲げたり捻ったりできるブロック)、ゾムツール(分子模型のような骨組が作成できるブロック)などで実際に作って、幾何学的な性質を調べ、幾何学的なものの見方考え方を体感してみましょう。

空間図形の幾何学や模型制作に強い興味を持つ受講者を歓迎します。

40. ナノの世界を見てみよう  物質(化学)系     物質(物理)系 
最大受講人数5人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   化学科(化学専攻Aコース) (豊中キャンパス)
担当者 加藤浩之
分子1つの大きさは、1ナノメートル(1 nm = 1/1,000,000 mm)ぐらいです。とても小さな世界ですね。ときどき聞くことがある「ナノテクノロジー」とは、数ナノメートル~数百ナノメートルのサイズで形や機能をデザインして、暮らしに役立てるテクノロジーのこと。小さな世界ですから、作った物がちゃんとデザインどおりに出来ているかどうかを確認することは、とても大切です。でも、本当に確認することができるのでしょうか? 実は、(特別な装置を使うけど)意外と簡単。自分の操作で、ナノの世界を見てみましょう!


41. 超伝導・超高圧・超高真空・量子情報・トポロジーと光、あなたも物性物理の最前線を体感しよう  数物系     物質(物理)系 
最大受講人数6人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-18:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 基礎工学部   電子物理科学科/物性物理科学コース (豊中キャンパス)
担当者 草部浩一、清水克哉、山本俊、木須孝幸、水島健、永井正也
「それでも地球は動く」の言葉で有名なガリレオは観察し、理論をつくり、実証し、それを装置にする多彩な才能の持ち主でした。その才能の源泉は強い好奇心にあったようです。このテーマでは、超伝導、超高圧、放射光・光電子分光、レーザー分光、量子情報、物性理論とトポロジー、ダイヤモンド(超高圧+放射光)といった物性物理学での領域で世界的な業績を上げている大阪大学基礎工学部の物性物理分野についてその一旦を覗くとともに、簡単な実験や体験も行い、皆さんの好奇心を刺激します。ガリレオの時代にはなく、皆さんの学校の授業でも習わない量子力学が物性物理学でいかに広く理解され活用されているかを体感できると思います。"観察し、理論をつくり、実証し、それを装置にする"現代のやり方も体感できることを期待して下さい。

興味のあるテーマ(超伝導・超高圧・超高真空・量子情報・トポロジーと光、など、物性物理に関することはどのようなテーマも歓迎です。)について、知りたいこと・疑問を持っている方は、大歓迎です。いろいろな疑問を先生にぶつけて、研究の醍醐味を感じ取ってみましょう。

42. ヨーグルトの酸っぱさを測定してみよう  生命系   
最大受講人数6人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-17:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/応用生物工学科目/応用生物工学コース (吹田キャンパス)
担当者 藤山和仁、三﨑亮、大橋貴生(生物工学国際交流センター)
皆さんは普段から発酵食品を食べていると思います。このテーマではヨーグルトを発酵食品の題材として、牛乳から乳酸菌を用いた発酵によって、ヨーグルトを作ってもらいます。通常、ヨーグルトは乳酸などの有機酸による酸味があります。そこで、乳酸発酵によって出来た乳酸がどれくらい増えたのかを、酵素を用いて定量分析してもらい、数値として実感してもらいます。

市販のヨーグルトもサンプルとして使用する予定です。市販のヨーグルトを実際に食べて、測定値として比べてもらいます。参加者の皆さんの中で、ヨーグルト等の乳製品を食べて、お腹の調子が悪くなったことがある方は予め申し出てください。

43. 半導体デバイスシミュレーションを体感しよう  情報•数理系     物質(物理)系 
最大受講人数5人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   電子情報工学科/電気電子工学科目/電子工学コース (吹田キャンパス)
担当者 森伸也
スマートフォンなどの電化製品の発展は,トランジスタとよばれる半導体でできたデバイスの高性能化に支えられています.半導体デバイスの設計は,TCADと呼ばれる設計支援ソフトウェアを用いて行われます.このテーマでは,
①半導体デバイスの動作原理を理解し,計算機環境に慣れた後,
②与えられた半導体デバイスの電気特性のシミュレーションの仕方を学び,
③デバイスのサイズや不純物濃度などのパラメータを調整して,デバイス構造の最適化に挑戦します.


44. 海の環境と防災について考えよう  応用技術系   
最大受講人数6人 実施日時12/1(土), 12/8(土), 12/15(土) 毎回15:00-17:30(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   地球総合工学科/社会基盤工学科目 (吹田キャンパス)
担当者 西田修三、中谷祐介
漁業や海水浴など,私たちは海から日々大きな恩恵を受けて暮らしています.しかし,時には津波や高潮などの災害で生活が脅かされることもあります.本テーマでは,講義・実験・ディスカッションを通じて,海の環境と防災について学びます.


45. 酵素分子の驚異的なパワーを実感しようB  生命系   
最大受講人数6人 実施日時12/2(日), 12/9(日), 12/16(日) 毎回10:00-18:00(3日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   生物科学科 (豊中キャンパス)
担当者 倉光成紀、古屋秀隆、中川紀子
講義と実習によって、すべての酵素反応に共通な原理を立体構造に基づいて理解できるようになります。また、実習で修得した研究方法で、世界で始めての酵素の働きを調べれば、将来、大発見に挑戦できるチャンスもあります。

酵素分子の驚異的なパワーを実感しようAと同一内容です。

46. 分子生物学実習(遺伝子組換え実習)B ~科学や思考をエンジョイし、若者に感動と生きる力を与える科学的キャリア教育~  生命系   
最大受講人数15人 実施日時12/16(日) 13:00-18:00 事前講義 12/27日(木), 12/28(金), 12/29(土) 毎回9:00-19:00頃
担当学部・学科(実施キャンパス) 理学部   生物科学科 (豊中キャンパス)
担当者 志賀向子、吉本和夫          参加申込書
大腸菌を用いた遺伝子操作実験や電子顕微鏡実習を行う。(DNA電気泳動,形質転換,遺伝子組換え,プラスミドDNA抽出,制限酵素処理電気泳動パターン分析,生徒発表会,生徒立案面白実験,キャリア教育訓話,生物科学科研究室見学研究披露)市販の実験キットは一切排除し、極力すべての実験手順・操作を体験し、その意義を考える。単に科学技術を体験することのみを目的とせず、実験に関する小問を通じて、科学的思考過程(情報活用)の実践的トレーニングを行うが、問題発見、仮説の設定、検証実験立案・実施、問題解決、未知への挑戦などを実地体験しながら、純粋に実験や思考を楽しみ、科学の基礎基本をしっかり学びます。また、日本で唯一の科学的キャリア教育であり、求めるものは生きる力(zest for living)で、「今何のために勉強しているのか?研究するのか?」を考えることで「学びを生きる力に変える科学的キャリア教育」です。
■実習案内HP:http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/kojitsu/Z-sce/#dna

参加条件 : 第1-2希望のみ受付。別途申込書を書いて提出後、内容などによる事前審査があります。 参加には保護者の承諾同意が必須。
① 3日間の全ての実習に必ず参加・履修できる方。「遅刻早退」は認めておりません。
② 実習終了後、この実習に関する感想文(1000字程度)・アンケート・事後提出課題を必ず提出できる方。
③ この実習に必要な予備知識(遺伝子[DNA]・酵素[タンパク質]・ラクトースオペロン)等を学習する12/16(日)の事前指導に参加した方。
本実習は3日間、朝は早く晩は19時30分ぐらいまで行いますので、実習内容のみならず体力的にもかなりハードですので無理のできない方、また集中力の続かない方の参加は認めておりません。
  なお、実習当日の終了は19時30分頃で30分ぐらいの誤差があります。特に3日目はこれより遅くなる可能性がありますのでこの点ご了承いただける方のみの参加となります。

47. 超音波を用いた生体観察を体感しよう  生命系   
最大受講人数6人 実施日時12/26(水) 10:00-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 医学部   保健学科 (吹田キャンパス)
担当者 井上智子、内海桃絵、辻本朋美、木戸倫子、増田佳純
 健康状態を判断するために,からだの外から臓器や器官の状態を観察する方法や手段が考えられ,開発されてきました。超音波を用いる方法は,受ける人にとって負担が少なく,診療の場面で重要な情報を与える観察(検査)のひとつです。  また,人の生命維持の徴候を示すものをバイタルサインvital signs といい,意識(脳波),呼吸,心臓の拍動(血圧),体温の保持は,場所や時間を問わずに知ることができるので,一般にこれらをバイタルサインとして観察します。  これらについて,実際に自分たちのからだを観察しながら,その原理と方法を学びます。


48. 卵に含まれるタンパク質を単離しよう  物質(化学)系   
最大受講人数6人 実施日時12/28(木) 10:00-17:00(1日開催)
担当学部・学科(実施キャンパス) 工学部   応用自然科学科/応用化学科目/応用化学コース (吹田キャンパス)
担当者 林高史、大洞光司
身近な食品である卵に含まれる数種類のタンパク質の単離と精製を行います。電気泳動装置で純度を確認し、最新の分析機器(紫外可視分光、質量分析等)でタンパク質の大きさや物性を評価し、さらにそのタンパク質の化学的性質を調べます。

タンパク質の精製と化学的性質を調べることにより、生物の生命活動において重要な役割を担うタンパク質の機能について理解することができます。