Organization
School of Environment and Society Associate Professor
Title
Associate Professor
Profile
地震工学を主なフィールドとして，応用力学やデータ科学の手法を用いた問題解決のための研究を，大学内外の研究者の方々と協力しながら行っています．
External link
MIYAMOTO TAKASHI
Degree
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博士（工学） ( 東京大学 )
Research Interests
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data science
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earthquake engineering
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applied mechanics
Research Areas
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Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention) / Structure engineering and earthquake engineering / earthquake engineering
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Informatics / Mathematical informatics / data science
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Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention) / Disaster prevention engineering / disaster prevention engineering
Education
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering Doctoral Course, Department of Civil Engineering
2009.4 - 2012.3
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering Master Course, Department of Civil Engineering
2007.4 - 2009.3
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The University of Tokyo Faculty of Engineering Department of Civil Engineering
2005.4 - 2007.3
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The University of Tokyo College of Liberal Arts and Sciences Junior Division Natural Sciences I
2003.4 - 2005.3
Research History
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Institute of Science Tokyo School of Environment and Society Associate Professor
2025.9
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Institute of Science Tokyo School of Environment and Society Associate Professor
2025.4
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RIKEN Disaster Resilience Science Team, Center for Advanced Intelligence Project Visiting scientist
2025.4
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German Research Center for Artificial Intelligence Visiting Scholar
2021.4 - 2024.3
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University of Yamanashi Faculty of Engineering Department of Civil and Environmental Engineering Associate Professor
2020.2 - 2025.3
Country：Japan
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University of Yamanashi Department of Civil & Environmental Engineering Assistant Professor
2012.7 - 2020.1
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University of Illinois Urbana Champaign visiting researcher
2012.4 - 2012.6
Papers
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Coordinate-Transformed Dynamic Mode Decomposition for Short-Term Rainfall Forecasting Reviewed
Shitao Zheng, Takashi Miyamoto, Shingo Shimizu, Ryohei Kato, Koyuru Iwanami
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 62 1 - 17 2024.3
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Comparative analysis of time-series InSAR bridge deformation analysis and structural simulation for a hinged PC bridge Reviewed
KINOSHITA Kosuke, YANO Yukihiro, KUMURA Takahiro, MIYAMOTO Takashi, CHUN Pang-jo
Artificial Intelligence and Data Science 5 ( 3 ) 730 - 739 2024
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Shitao Zheng, Takashi Miyamoto, Koyuru Iwanami, Shingo Shimizu, Ryohei Kato
Journal of Disaster Research 17 ( 7 ) 1140 - 1149 2022.12
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GENERATING MACHINE LEARNING DATASETS ON DAMAGE IDENTIFICATION USING FINITE ELEMENT BRIDGE MODEL Reviewed
Hidetaka Saomoto, Takashi Miyamoto
Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE)) 78 ( 4 ) I_10 - I_21 2022.9
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Shitao Zheng, Takashi Miyamoto, Shingo Shimizu, Ryohei Kato, Koyuru Iwanami
IGARSS 2022 - 2022 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2022.7
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Takashi Miyamoto, Yudai Yamamoto
IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 1 - 1 2021
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Takashi Miyamoto, Yudai Yamamoto
IGARSS 2020 - 2020 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 6623 - 6626 2020.9
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AIを活用した鋼構造物の腐食損傷の点検・診断の現状及び展望 Reviewed
CHUN Pang-Jo, DANG Ji, 佐野泰如, 杉崎光一, 宮本崇, 阿部雅人, 清水隆史
防錆管理 64 ( 6 ) 193 - 200 2020
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RESEARCH TRENDS IN MACHINE LEARNING FROM THE PERSPECTIVE OF DISASTER PREVENTION APPLICATIONS Reviewed
宮本崇, 浅川匡, 久保久彦, 野村泰稔, 宮森保紀
AI・データサイエンス論文集 1 ( J1 ) 242 - 251 2020
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APPLICATION OF A DEEP-LEARNING METHOD INCLUDING SHORTCUT PATHS TO CORRECT THE PRECIPITATION OUTPUTS OF A NUMERICAL WEATHER PREDICTION MODEL Reviewed
倉上健, 相馬一義, 宮本崇, 古屋貴彦, 馬籠純, 石平博
土木学会論文集G(環境) 76 ( 5 ) I_471 - I_478 2020
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DATA SCIENCE FOR PATTERN RECOGNITION AND LAW DISCOVERY Reviewed
宮本崇
AI・データサイエンス論文集 1 ( J1 ) 270 - 277 2020
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ENHANCEMENT OF PRODUCTIVITY IN INFRASTRUCTURE MAINTENANCE THROUGH ARTIFICIAL INTELLIGENCE Reviewed
杉崎光一, 阿部雅人, CHUN Pang-jo, 宮本崇, 河村圭
土木学会論文集A1(構造・地震工学) 76 ( 2 ) 197 - 211 2020
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DATA-DRIVEN ANALYSIS OF NONLINEAR DYNAMICS BASED ON KOOPMAN OPERATOR THEORY AND ITS APPLICATION TO SHORT-TERM PRECIPITATION FORECAST Reviewed
宮本崇, ZHENG Shitao, 阿部雅人, 岩波越
土木学会論文集A2(応用力学) 76 ( 1 ) 22 - 37 2020
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A DEEP-LEARNING METHOD TO CORRECT THE OUTPUT OF A NUMERICAL WEATHER PREDICTION MODEL USED FOR SHORT-TERM PRECIPITATION FORECAST Reviewed
倉上健, 相馬一義, 宮本崇, 古屋貴彦, 馬籠純, 石平博
土木学会論文集G(環境) 75 ( 5 ) I_33 - I_39 2019
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地盤工学における機械学習技術の応用研究事例について Invited Reviewed
宮本崇
地盤工学会誌 67 ( 6 ) 16 - 19 2019
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3-D Gravity Basement Structure Around Mashiki, Kumamoto, Japan Reviewed
Shun Araki, Tatsuya Noguchi, Masao Komazawa, Shoya Arimura, Mitsuhiro Tamura, Kei Nakayama, Hitoshi Morikawa, Takashi Miyamoto, Kahori Iiyama, Yoshiya Hata, Masayuki Yoshimi, Takao Kagawa, Hiroyuki Goto
Journal of Disaster Research 13 ( 1 ) 193 - 198 2018.2
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AUTO DETECTTION OF ANALYSIS SECTIONS FROM MICROTREMER RECORDS USING DEEP LEARNING Reviewed
宮本崇, 古屋貴彦, 盛川仁
土木学会論文集A2(応用力学) 73 ( 2 ) I_321 - I_331 2017
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Relationships between H/V spectral ratios and damage due to the 2016 Kumamoto earthquake sequence based on microtremor measurements with very high density and wide area in central Mashiki Town, Japan Reviewed
秦吉弥, 湊文博, 後藤浩之, 吉見雅行, 古川愛子, 宮本崇, 飯山かほり, 野口竜也, 盛川仁, 池田隆明, 香川敬生
物理探査 70 35 - 41 2017
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Jensen-Shannon divergenceを用いた構造物の非線形応答値に基づく地震動波形の集合のクラスタリング Reviewed
宮本崇, 本田利器
日本地震工学会論文集 16 ( 3 ) 3_41 - 3_52 2016
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Synthesis of representative wave of spectrum-fitting input motions based on iterative learning procedure Reviewed
Takashi Miyamoto, Riki Honda
International Journal of Earthquake and Impact Engineering 1 ( 1/2 ) 159 - 173 2016
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Summary of the 2016 Kumamoto Earthquake and aftershock/microtremer observations in and around Mashiki town Reviewed
宮本崇, 飯山かほり, 後藤浩之, 盛川仁
自然災害科学 35 ( 2 ) 77 - 86 2016
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3次元非線形地盤震動解析を用いた堆積層における地盤ひずみの集中効果の検証 Reviewed
宮本崇, 入原渉, 鈴木猛康, 藤田航平, 市村強
土木学会論文集A1（構造・地震工学） 72 ( 4 ) I_768 - I_776 2016
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JS divergenceに基づく地震動波形のクラスタリング手法による観測地震動記録群の分類
宮本崇, 本田利器
土木学会論文集A1（構造・地震工学） 72 ( 4 ) I_810 - I_820 2016
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大規模河川氾濫に伴う広域避難体制構築のためのBECAUSEモデルを適用した研修・訓練と評価 Reviewed
鈴木猛康, 宮本崇, 秦康範
災害情報 ( 14 ) 105 - 115 2016
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APPLICABILITY OF CLUSTERING SCHEME FOR GROUND MOTIONS USING JS DIVERGENCE TO SPECTRUM COMPATIBLE DESIGN MOTIONS Reviewed
宮本崇, 本田利器
土木学会論文集A1（構造・地震工学） 71 ( 4 ) I_799 - I_806 2015
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Optimization of Disaster Recovery Process of road network Using Parallel Genetic Algorithm Reviewed
宮本崇, 金原卓広
土木学会論文集A2（応用力学） 70 ( 2 ) I_595 - I_602 2014
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Synthesis of Design Ground Motion Representing the Information of a Set of Possible Ground Motions Reviewed
Honda, R, Miyamoto, T
Safety, Reliability, Risk and Life-Cycle Performance of Structures & Infrastructures 4463 - 4470 2014
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STOCHASTIC ESTIMATION FOR THE EFFECT OF NUMBER OF DESIGN INPUT MOTIONS ON SEISMIC PERFORMANCE OF STRUCTURES Reviewed
宮本崇, 本田利器
土木学会論文集A1（構造・地震工学） 70 ( 4 ) I_981 - I_990 2014
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Comparison of revenue guarantee programs in build-operation-transfer projects Reviewed
Kohei Asao, Takashi Miyamoto, Hironori Kato, Crispin Emmanuel D. Diaz
Built Environment Project and Asset Management 3 ( 2 ) 214 - 227 2013.11
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設計地震動の集合が有する情報量に基づく構造物の安全性評価 Reviewed
宮本崇, 本田利器
JCOSSAR2011論文集 425 - 431 2011
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Application for the Input Motion Synthesis Using Nonlinear Response as Feature Indices by Searching Algorithm to a RC Bridge Pier Model Reviewed
宮本崇, 本田利器
土木学会論文集A2（応用力学） 67 ( 2 ) I_439 - I_449 2011
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地震動の集合が有する設計地震動としての情報量の定量的評価 Reviewed
宮本崇, 本田利器
土木学会応用力学論文集 13 577 - 586 2010
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非線形応答値を特徴指標とした，構造系に与える影響の観点からの地震動の類似性評価 Reviewed
宮本崇, 本田利器
土木学会論文集A1（構造・地震工学） 65 ( 1 ) 88 - 96 2009
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12 601 - 610 2009
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SIMILARITY ESTIMATION OF SEISMIC WAVES FROM THE VIEWPOINT OF THE EFFECTS ON STRUCTURAL SYSTEMS BASED ON NONLINEAR STRUCTURAL RESPONSE AS FEATURE INDICES
Takashi MIYAMOTO, Riki HONDA
Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE)) 65 ( 1 ) 88 - 96 2009
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非線形系の応答の時間周波数特性の複素数表現に基づく入力波の推定 Reviewed
本田利器, 宮本崇
土木学会応用力学論文集 11 665 - 673 2008
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解析信号ウェーブレットによる時間周波数特性を考慮した入力地震動表現 Reviewed
本田利器, 宮本崇
土木学会地震工学論文集 29 139 - 145 2007.4
MISC
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Hisahiko Kubo, Takashi Miyamoto
Proceedings of the Annual Conference of JSAI JSAI2024 3L5OS3b01 2024.6
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Estimation of geotechnical parameters in consolidation settlement problems using physics-informed neural networks
久保栞, 西尾真由子, 井上純哉, 宮本崇, CHUN Pang-jo
計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(CD-ROM) 22nd 2021
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DYNAMIC ANALYSIS OF ONE-DIMENSIONAL CONTINUUM BASED ON PHYSICS-INFORMED NEURAL NETWORKS
宮本崇, 西尾真由子, CHUN Pang-jo
AI・データサイエンス論文集(Web) 2 ( J2 ) 2021
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震災に立ち向かうAI・IoT技術 IoT・AI技術の地震工学への応用
北原武嗣, 宮本崇
日本地震工学会誌 ( 42 ) 2021
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クープマン作用素解析と運動学的解析の混成手法による短期降水予測
ZHENG Shitao, 宮本崇, 阿部雅人, 清水慎吾, 加藤亮平, 岩波越
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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河川水位情報と雨量情報からの深層学習によるダム流入量の予測
宮本崇, 三浦奈都, 天方匡純, 中野裕之, 安野貴人, 石井明
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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表層地盤の基盤不整形性を考慮した甲府市街地における地震被害推定の高度化
吉田旭宏, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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衛星画像と構造物情報のマルチモーダル深層学習による地震被害判別
山本裕大, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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ダム洪水予測のための山間部における河川水位計の設置方法
石井明, 天方匡純, 安野貴人, 中野裕之, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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Koopman operator analysis: application in short-term precipitation forecasts
宮本崇, ZHENG Shitao, 阿部雅人, 清水慎吾, 加藤亮平, 岩波越
日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2020 2020
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クープマン作用素解析による動的な物理現象へのデータ駆動アプローチ
宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 75th 2020
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時系列降雨分布データと再帰的畳み込み深層学習モデルを用いた短期降雨予測の試み
鄭世韜, 宮本崇, 阿部雅人, 清水慎吾, 加藤亮平, 岩波越
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 74th 2019
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人工衛星撮影データの時系列性と不均衡性を考慮した機械学習モデルによる地震被害判別
宮本崇
構造物の安全性および信頼性(CD-ROM) 9 2019
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rankSVMを用いた不均衡な訓練データからの機械学習と地震被害検知への応用
宮本崇, 丸山諒
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 74th 2019
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歴史的な土地改変を行った甲府市街地の微動による推定表層厚と地震被害との関係
吉田旭宏, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 74th 2019
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富士川周辺地域における素因と誘因を考慮した機械学習による土砂災害危険度推定
相馬一義, 黒田晴, 倉上健, 宮本崇
日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2019 2019
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短期気象予測における降水量ガイダンスへの深層学習の活用に関する検討
倉上健, 相馬一義, 宮本崇, 古屋貴彦, 馬籠純, 石平博
日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2019 2019
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微動観測と非線形地震応答解析に基づいた木造住宅の地震被害推定
吉田旭宏, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 73rd 2018
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常時微動観測と1次元等価線形解析に基づいた地下ライフラインの地震被害推定
木下顕吾, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 73rd 2018
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深層学習は土木を変える?-AI活用の可能性を探る-畳み込みニューラルネットワークを用いた常時微動記録の自動処理-深層学習による時系列データの特徴抽出-
宮本崇
土木学会誌 103 ( 2 ) 2018
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Building Damage Detection from Optical Satellite Imagery Using Time-Spatial Convolutional Neural Network
宮本崇, 濱崎泰知
日本リモートセンシング学会学術講演会論文集(CD-ROM) 64th 2018
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時空間畳み込みニューラルネットワークによる衛星画像からの地震時構造物被害の検出
宮本崇, 濱崎泰知
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 73rd 2018
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物理探査における常時微動記録の深層学習処理について
宮本崇, 古屋貴彦, 盛川仁
知能メカトロニクスワークショップ講演論文集(CD-ROM) 22nd 2017
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2点同時微動観測に基づく傾斜基盤構造推定の試み
飯山かほり, 宮本崇, 盛川仁, 飯田剛史, 後藤浩之, 秦吉弥
日本地震学会秋季大会講演予稿集(CD-ROM) 2017 2017
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3次元基盤不整形性を有する市街地における地下ライフラインの地震被害想定の試み
木下顕吾, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 72nd 2017
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深層学習を用いた常時微動記録の自動処理手法の開発
宮本崇, 古屋貴彦, 盛川仁
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 72nd 2017
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カトマンズ盆地における動的なコーン貫入抵抗と常時微動に関する一報告
荒木功平, 宮本崇, 藤森弘晃, 木下顕吾, 中村高志, 西田継, 鈴木猛康
地盤工学会関東支部発表会(CD-ROM) 13th 2016
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甲府盆地の3次元地盤構造モデルの構築と地盤震動解析
入原渉, 宮本崇, 鈴木猛康
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 70th 2015
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JS divergenceを用いた構造物の非線形応答値に基づく地震動波形のクラスタリング
宮本崇, 本田利器
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 70th 2015
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保護者と学校で相互に安否確認のできる学校防災SNS
鈴木猛康, 秦康範, 宮本崇
日本災害情報学会研究発表大会予稿集 16th 2014
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不確実性を反映した多数の想定地震動の特性の機械学習に基づく設計地震動の合成
宮本崇, 本田利器
理論応用力学講演会講演論文集(Web) 63rd 2014
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プレート境界型地震時における甲府盆地の地盤構造を考慮した液状化判定に関する検討
大澤史崇, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 68th 2013
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大規模河川氾濫における広域連携体制構築のためのプロセスの有効性検証
飯久保雄太, 鈴木猛康, 宮本崇
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 68th 2013
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設計地震動の数が構造物の安全性に及ぼす影響の定量的評価
宮本崇, 本田利器
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 68th 2013
Awards
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AI・データサイエンス論文賞
2020.12 土木学会構造工学委員会 構造工学でのＡＩ活用に関する研究小委員会 パターン認識と法則発見のデータサイエンス
宮本崇
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Presentation Award on 2020 JSCE Applied Mechanics Symposium
2020.10 Japan Society of Civil Engineering
Takashi Miyamoto
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Best Presentation Award, IMEC2017
2017.8
Takashi Miyamoto
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Outstanding Paper Award, Built Environment Project and Asset Management
2014.10
Takashi Miyamoto
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Best Paper Award from JSCE Applied Mechanics Committee
2010.8 Applied Mechanics Committee, Japan Society of Civil Engineering
Takashi Miyamoto
Research Projects
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物理とデータ科学の統合手法による都市域観測ビッグデータからの災害解析
Grant number：23K26350 2023.4 - 2027.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
宮本 崇
Grant amount：\18460000 （ Direct Cost: \14200000 、 Indirect Cost：\4260000 ）
洪水害および風水害を対象に，衛星による地表観測画像に加えて付加的なデータを入力に用いる被災域解析のAIモデルを開発を行い，その性能を検証した．
洪水害の被災域解析においては，広く用いられるSAR衛星画像に加えて数値標高データを深層学習モデルに入力データとして用いる方法を検討した．衛星画像の有する位置情報に基づいて，画像内の撮影域に対応する数値標高データをオープンデータから自動的に抽出・加工するアルゴリズムを開発し，洪水被災域の衛星画像を格納したオープンデータセットであるSen1Floods11を，数値標高データパッチを追加する形で拡張しその成果を公開した．また，構築した拡張データセットを用いて標高情報が洪水被災地域の検知に与える影響を評価し，標高情報そのものよりもその1次微分である傾斜情報が重要な役割を果たすことを示した．
風水害の被災域解析においては，光学衛星画像から台風による住宅構造物の被害を検知する深層学習モデルの開発に取り組んだ．衛星画像に加えて住宅1棟単位の属性情報を入力データとして処理するモデルの基礎構造を開発し，その性能を検証した．
また，物理的な方程式を推論に組み込む手法であるPhysics-Informed Neural Networks（PINNs）について，従来から課題となっていた動的な問題に対する収束性の低下を補うために，簡易な数値解析から得られる数値解を深層学習モデルの教師データとして用いる手法を提案した．同手法により，PINNsが収束する問題の範囲を大幅に拡張することに成功し，手法の汎用性を向上させる結果を得た． -
A New AI Method for Bridge Inspection and Diagnosis that Combines CNN with Highly Accurate Damage Detection and Expertises
Grant number：21H01417 2021.4 - 2024.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Grant amount：\17420000 （ Direct Cost: \13400000 、 Indirect Cost：\4020000 ）
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スパースな地震観測網による地盤-構造物系の地震時挙動の高精度予測手法の開発
Grant number：19H02400 2019.4 - 2024.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 基盤研究(B)
盛川 仁, 後藤 浩之, 飯山 かほり, 宮本 崇
Grant amount：\17030000 （ Direct Cost: \13100000 、 Indirect Cost：\3930000 ）
R元年度は本研究の初年度として，当初計画通り，観測および観測記録の高精度化，高効率化に着手した。微動を用いた物理探査手法(微動探査法)ではノイズが含まれない解析区間の自動抽出手法を検討した。検討により，深層学習を用いてノイズの有無を判定する手法が有用であるとの感触を得た。また，観測規模が大きくなるにともなって観測の自由度が失われるため，観測効率が低下する傾向がある。これを解析アルゴリズムの工夫によって観測の自由度を高め，観測を効率化する手法を新たに開発し，数値計算によってその妥当性を確認した。また，観測記録で検証するために地盤構造がわかっている場所で，実際に微動観測を実施して微動記録を収集した(解析は第二年度に実施する予定)。また，地盤ー構造物系の動特性のモデルの統合のための検討にも着手した。
観測網をスパース化しながらも地盤震動の推定精度を損なわない手法を確立することは本研究の大きな目標の一つであるが，そのための手法としてスパース推定に関するミニシンポジウムを主催した(「スパース推定の展開と土木工学 ---疎なデータからどこまで高密度な情報が再現できるか」，共催:土木学会構造工学委員会 構造工学でのAI活用に関する研究賞委員会，山梨大学 工学域スマート社会基盤創造研究ユニット，2019年10月15日，土木学会講堂，東京)。ミニシンポジウムでは会場がほぼ満員となる参加者(68人)を得て，スパース推定研究の第一人者6名による講演，パネルディスカッションを通じて活発な議論を行い，最新の研究成果に関する情報を研究者間で共有した。ここで得られた知見を第二年度以降の研究に活用するための素地とすることができた。 -
Development of a heavy rainfall prediction method combining numerical weather prediction models and deep learning methods
Grant number：19H02246 2019.4 - 2023.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Grant amount：\17550000 （ Direct Cost: \13500000 、 Indirect Cost：\4050000 ）
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衛星リモートセンシングから得られる時空間ビッグデータの機械学習による地震被害の判別
2019.4 - 2021.9
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業ACT-I 「情報と未来」領域 加速フェーズ
宮本崇
Authorship：Principal investigator
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様々な情報源から得られるヘテロデータのマルチモーダル学習による地震被害分布の推定
Grant number：18K13966 2018.4 - 2022.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
宮本 崇
Grant amount：\4030000 （ Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost：\930000 ）
大地震前後に撮影された衛星画像に加えて，築年代や構造形式といった構造物個々の情報を統合的に考慮して地震被害の有無を判定するAIモデルを開発した．
2016年熊本地震時における被災地域における撮影画像と構造物情報・被害情報を元に，機械学習モデルの学習と精度検証のためのデータセットを構築した．衛星画像と構造物属性を総合的に判断するモデルとして，これまでに有効性を検証できた3次元畳み込み構造にマルチモーダル学習構造を新たに加えることにより，大きく被害判別精度が向上する結果が得られた． -
深層学習を用いたSAR衛星画像からの地震被害域の自動判別
2017.10 - 2019.3
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 ACT-I
宮本 崇
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
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Framework and Methodologies of Seismic Design for Anti-Catastrophe Property
Grant number：16H02357 2016.4 - 2020.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A) Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Honda Riki
Grant amount：\43550000 （ Direct Cost: \33500000 、 Indirect Cost：\10050000 ）
The "anti-catastrophe" as a concept of seismic performance against extremely severe earthquakes was organized and, based on the concept, seismic design methods and technology were developed. As design external forces, a method of synthesizing seismic design motions using machine learning and strong ground motion simulation using a characteristic source model were developed. As the structural systems, RC bridge piers with a frictional pendulum-type seismic isolation mechanism and a structure whose parts can be replaced after the disasters were developed, and their effectiveness were verified through structural and numerical experiments. The concept has been implemented in the society, such as a method to evaluate the degree of damage, and partially contributed to the recovery after the Kumamoto earthquake. The framework was constructed based on the concept of community resilience, and the results have been shared at joint symposiums held overseas.
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Grant number：15H02990 2015.4 - 2020.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Morikawa Hitoshi
Grant amount：\14430000 （ Direct Cost: \11100000 、 Indirect Cost：\3330000 ）
Using ultra-high-density observation records of gravity, microtremors, and earthquake ground motions, we conducted a basic study for advanced use of observation records. Furthermore, we developed observation and data processing techniques to improve the efficiency and to reduce the cost of time and personals. We introduced physics of dynamic phenomena into stochastic modeling to represent ground motions, dynamic characteristics, and damage estimators, etc., which have been treated based on just statistics. The proposed methods were confirmed and verified through actual observation records.
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Grant number：15K18106 2015.4 - 2018.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Takashi Miyamoto
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
In this project, it was developed a scheme to synthesize a input motion that represents a set of possible ground motions based on data scientific methods. First, possible ground motions are divided into several clusters considering their effects on nonlinear structural response values. Second, In each cluster ground motions' characteristics are integrated to one artificial wave through the developed iterative learning procedure. These schemes were verified through numerical simulations.
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Grant number：24360177 2012.4 - 2016.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
HONDA Riki, MIYAMOTO Takashi
Grant amount：\9230000 （ Direct Cost: \7100000 、 Indirect Cost：\2130000 ）
This research proposes a concept that, for the seismic design, not a few strong ground motions, but a whole set of input ground motions should be considered. To implement this concept, we developed a scheme to determine the set of ground motions in which their value in terms of their effect on the seismic performance of the structures are evaluated by information entropy. Also proposed a practical method to synthesize the ground motions that represent the set of ground motions, in which a candidate of input motion “learns” other waves to grow a representative wave to be considered in the seismic design. The develop method uses Jensen-Shannon divergence for stable computation of information quantity and utilizes clustering method to deal with a wide range of ground motions efficiently.
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地震動と構造系の不確実性を考慮した情報理論的手法に基づく設計地震動の合成
Grant number：11J56192 2011 - 2013.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
宮本 崇
Grant amount：\1300000 （ Direct Cost: \1300000 ）
本研究では実構造物の非線形挙動が有する複雑さを前提に,以下に示す2つの段階から構成される新たな設計地震動の設定手法を提案した.
(1)従来では特定の地震動波形を設計用入力地震動として選定することに対し,本手法では複数の地震動波形の集合を性能照査用の外力として考慮することを提案した.その上で,目的の安全性を達成する設計地震動の集合を,その集合が有する多様性という観点から選定することの提案とその有効性の検証を行った.地震動の集合が有する多様性を定量化するために,情報理論などから得られる情報エントロピーを利用することを提案した.
数値解析による検証の結果,地震動の集合が対象構造系の損傷モードに対し影響の強い波形を含む確率と,その集合が有する情報エントロピーの値には明確な関係が確認され,構造系の挙動が有する複雑さの下でも高い信頼性をもって目標の安全性を達成する波形の選定が可能となることを示すことができた.
(2)提案手法の第二段階では,上述した手法により設定される,目標となる安全性に応じた設計地震動の集合を代表する波形の合成手法を構築した.本研究では,指標値の最大化による"強い波形の合成"ではなく,選定された多数の波形が有する様々な特性を一つの波形に学習させることによる,"多様な特性を反映した波形の合成"を目的とした手法の提案を行った.
構造系に与える影響の観点から地震動特性を適切に表現,考慮するために,本研究では構造パラメタに変動を有した構造モデルに対して地震動が与える,応答値の確率密度関数を地震動特性の指標として利用し,情報幾何空間と呼ばれる確率密度関数の為す空間上に地震動を写像することを提案した.また,情報幾何空間と,空間上の距離関数であるKLダイバージェンスを利用して,学習の対象となる地震動波形に近づきながら空間上の広い範囲をカバーするように合成波形の修正を繰り返すという波形合成のアルゴリズムを構築した.
数値解析による検証の結果,従来の手法から合成される代表波形に比較して,実構造の有する様々な損傷モードに対する影響が大きく,十分に設計外力の集合を代表するものであることが基礎的な数値シミュレーションモデルの下で検証された.