船井情報科学振興財団

７⽉報告書

University of California, San Diego
Bioengineering, Undergraduate

2023 年 7 ⽉

松尾理夏

お久しぶりです。University of California, San Diego にて Bioengineering 専攻として学部留学している松尾理夏です。前回の報告書以来、Winter Quarter と Spring Quarter を終え、夏季休暇に⼊っています。この半年間で数々の⾯⽩い授業を受け、課外活動の⾯でも成⻑しました。
1. 学業について数々の授業を取ったので、その中でも特に興味深かった授業について書きます。まず、Winter Quarter で取った Bioengineering 1 です。この授業は、これから⽣体⼯学を学ぶ上で導⼊となる最初の授業です。主に、⽣体⼯学の分野で活躍している研究者からのレクチャーと実際に⼿を動かすラボに分かれています。第２週⽬のラボは脊椎⾻を計測するというもので、模型の⽅向を表す⾔葉（superior, inferior, anterior, dorsal, etc）を学びました。基本的に 4 ⼈のグループとなり、作業も実験後の結果のまとめや課題もグループワークで進めていきます。第３週⽬
は、⼼拍数を計測してみるという内容でした。両腕、腕と⾜に分けて⼼拍数を計り、もう⼀度運動後に計りました。実験時間が少ないので、補⾜実験や、終わらなかったものは積極的にoffice hours を⽤いて、進めていきます。この授業の特に⼤変なところは、実験後に結果をまとめるという課題が出るのですが、その課題が 4 ⼈で分けても作成に 2,3 ⽇かかる量であるところです。

次に、Spring Quarter で取った Mechanical Aerospace Engineering 3 という授業が⾃分にとっては最も学びが多い授業でした。週約１２時間を⽤いて１０週間で簡易的な建設⽤ロボットを製作するという授業でした。フィールド上のさまざまな⾼さにあるブロックを持ち上げ、積み重ねる位置に持っていき、積み重ねるという 3 ⼈チームで協⼒して作るので、⾃分の思うようにスケジュールが進まなかったり、他のメンバーの担当しているパーツの意思疎通が難しかったりしました。私たちのグループでは、最初 Scissor Liftを⽤いて縦⽅向の運動を⾏おうと計画していましたが、モーターのパワーが⾜りなく、どうしても持ち上がらなかったため、計画を最近変えました。教授には、計画を変更するのも⼀つの頭の良い選択であると⾔われ、確かにと納得しました。あのまま Scissor
Lift を続けていれば、⼀つもブロックを持ち上げることができなかったかもしれません。私はその中でも台⾞を担当したのですが、CAD (Fusion 360) では完璧に設計しても、実際に組み⽴てると問題が次々⾒えてくるので、結局はロボットを修復する時間の⽅が⻑かったと思います。特に、私は Friction Driven Drivetrain を製作し、モーターを輪ゴムが巻いた⾞輪に直接接触させていたのでその接触部分の問題の修復に努めました。
接触部分の間隔が広がると⾞体が⽌まってしまうので、適切な距離感を微調整することになりました。また、Physics 2B Lab では、地球の密度を求めるために、Black’s Beach という⼤学から徒歩 30 分ほどの海で崖の上と下からの⽇没の時間差を測りました。⽇没時に晴れでないと、実験がうまくいかないので、３回ほど海へ出向いて観測しました。その後、誤差の計算をメインにしたレポート課題が出ました。

Winter Quarter-

Bioengineering 1
講義と設計プロジェクトの実習を含む⽣物⼯学の⼊⾨講座。問題定義、⼯学的創意⼯夫、チーム設計、プロトタイピング、テストの原則に加え、情報へのアクセス、⼯学的基準、コミュニケーション、倫理、社会的責任も重視される。

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Chemistry 6B
理⼯系専攻者を対象とした 3 クォーター授業の第 2 クォーター。気体、液体、固体、熱化学と熱⼒学、物理・化学平衡、溶解度などのトピックが含まれる。

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Math 20B
指数関数、対数関数、双曲線関数、三⾓関数を⽤いた 1 変数の積分学とその応⽤。積分の⽅法 。無限級数 。平⾯上の極座標と複素指数。

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Physics 2A
微積分をベースとした理⼯学系の⼀般物理学コースで、ベクトル、1 次元と 2 次元の運動、ニュートンの第 1 法則と第 2 法則、仕事とエネルギー、エネルギー保存、直線運動量、衝突、回転運動学、回転⼒学、剛体の平衡、振動、引⼒を扱う。

-Psychology 2
このコースでは、⼈間の⾏動と脳機能の関係についての⼊⾨的な解析を⾏う。具体的な重点分野としては、視覚とその他の感覚プロセス、記憶、動機づけ、注意、認知などがある。

Spring Quarter-Math 20C
ベクトル幾何学、ベクトル関数とその導関数。偏微分。極⼤と極⼩ 。⼆重積分。

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Mechanical Aerospace Engineering 3

実践的な個⼈プロジェクトやチームプロジェクトを通して、設計プロセスを紹介する。トピックは、2D/3D CAD（図⾯投影/アイソメトリック、⼨法記⼊）、設計問題の特定、プロトタイプ製作技術（ショップスキル、ラピッドプロトタイピング）、設計プロセス（コンセプトの⽣成/選択、リスク低減戦略、スケジューリング）、ハードウェアの性能から学ぶ（問題解決/再設計）、チームワークなど。部品の使⽤：ファスナー、カップリング、DC モーター、グラフィックを使った⼝頭/書⾯でのやりとりを扱う。
-Physics 2B
電荷と物質、電場、ガウスの法則、電位、コンデンサーと誘電体、電流と抵抗、起電⼒と回路、磁場、アンペールの法則、ファラデーの法則、インダクタンス、電磁振動、交流、マクスウェルの⽅程式を扱う。

-Physics 2bL
実験には、重⼒、直線運動と回転運動、エネルギーと運動量の保存、衝突、振動とバネ、ジャイロスコープなどが含まれる。実験レポートの作成には、データ解
析と誤差分析が必要。講義 1 時間、実験 3 時間となるように組まれている。

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Warren College Writing Program 10A
Warren College の全学⽣に義務付けられているセミナー形式のリーディングとライティングのコース。情報源に基づく論証と批評的⽂章を重視する。

2. 課外活動について
ワクチン免疫科学の研究を⾏っている Dennis Carson Lab にて⽣物系の実験を主に⾏いました。⼀つは、mIL-12 ELISA の分析です。これは、吸光度を計測することにより、結合した抗体の量がわかり、元々存在した抗原蛋⽩質の量もわかる実験です。この⼿技は３⽉から時間をかけて教えていただき、⼀度に複数のプレートを処理できるようになりました。⼆つ⽬は、Flow cytometry です。今回は⾃分で⾏うというよりも、先輩の⽅に教えてもらうという実験になりました。今後は、1 ⼈で⾏わなければならないので、プロトコル通りに⼿を動かせるように練習したいです。また、Flow cytometry ⾃体は⾼校２年⽣の時に東京⼤学医科学研究所でも体験したので、概念はわかっていました。最後に、次の学期から動物実験ができるようにオンライントレーニングを受けました。それと同時にマウスの解剖をして、⾜の⾻から⾻髄細胞を採取しました。この⽅法も東京⼤学医科学研究所でやったことがあったので復習のようでした。
今現在は、東京⼤学医科学研究所にてワクチン科学課⽯井健教授のもとでインターンしています。⽇本でも同じ分野で研究してみたかったため、夏季休暇中もラボに通っています。⼆つのラボの共同研究へ繋げることができたら嬉しいです。

3. ⽣活について
５⽉１３⽇に Sun God Festival という、⼤学主催の⼤きなフェスがありました。会場に⼊場するためには保安検査を通らなくてはならず、⿇薬を探知する⽝もいました。警備が厳重になっており、警備員や警察も多く⾒かけました。そのフェスにはルームメイト達と⾏ったのですが、DJ がかけた⾳楽に合わせてみんなが盛り上がっていたので、⾮常に楽しかったです。また、屋台なども出ていたので、みんなで２時間ほど並んでタピオカを買って飲みました。今までの⼈⽣で⼀番美味しいタピオカだったと思います。
また、学期終了後に友達とレンタカーをして向かった Julian という街が最⾼に良かったです。アメリカの昔ながらの街並みを残しつつ、メキシカンな⾵潮がない街でした。そこではアップルパイが有名であるため、みんなで閉店間際のお店に駆け込んでアップルパイを美味しくいただきました。

Figure 1 MAE 3 で作成したロボット

Figure 2 Sun God Fes4val の様⼦

Figure 3 Julian Pie Company の様⼦