先端技術館 展示物と教科との関連資料（2024年度）※本資料は、TEPIA先端技術館スタッフが教科書などを参考に作成したものです。
展⽰物名

概要

課題
エネルギー

発電する電⼒が少なくても、多くの装置での活⽤が期待されていらの温もりで電気を⽣み出す微⼩温度差発電モジュールは温度差を利⽤したクリーンな発電です。鉄、アルミニウム、シリコ

これからのIT社会に必要なセンサや通信の機器は様々必要となり、る。

ンといった地球に多くある物質で出来ている FAST材®を使って構築された技術は安価で無害、環境に優しい上、外部からの給 微⼩な電⼒でも良いが安定した電源供給が必要となる。
A1

暮

A2

解決に資する技術

私たちが暮らす便利な⽣活、スマート社会の実現には、膨⼤な数のセンサとそれを動かす電気が必要になります。この⼿のひ

⼿のひらサイズの「体温発電機」 電の必要がない⾃⽴した電源を⽣み出す技術です。

学習ポイント
⼀般的な発電（電磁誘導）の仕組みとの違いを知る。

鉄・アルミニウム・シリコン元素からなる熱電材料（FAST材®）を技術分野

技術分野

技術分野

P144

P192

P175

これからの発電⽅法を考えよう これからのエネルギー変換技術 電気回路の設計・製作

⽤いた微⼩温度差発電モジュールを使い体温と外気のわずかな温度どのようなモジュールがあるか差で発電、蓄電できる。

な

空中結像技術をつかった空中ディスプレイで、タッチパネル⾯に触 反射する光をまた結合することで像が現れる空中結像技術を理解す

感染予防対策の観点から、不特定多数の⼈が触れる画⾯タッチ操作においても衛⽣⾯での配慮が必要になりました。ASKA3D

⾮接触プレートによる空中ディスプレイは、タッチパネル⾯に触れることなく操作やオペレーションが可能です。光の反射を利⽤す

新型コロナウイルスの感染防⽌対策として、不特定多数の⼈が触れ れることなく操作やオペレーションが可能。衛⽣⾯を重視する医療 る。

ASKA3Dプレートによる⾮接触ることで空中に映像を表⽰させる空中結像技術を使っています。衛⽣⾯を重視する医療現場だけではなく、様々な施設で感染る画⾯タッチ操作でも衛⽣⾯での配慮が必要となる。

タッチパネル 「空中ディスプレ予防対策に役⽴ちます。それだけではなく、汚れた⼿や⼿袋をしていても操作できます。

現場、さらには店舗や飲⾷店、⾷品⼯場、公共施設などでの活⽤が 空中をタッチする指を感知する仕組みを理解する。
期待される。

イ」

ら参考となる教科の教科書の単元等記載（参考にした教科書名等）
新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉

未来へひろがるサイエンス１

新しい技術・家庭〈東京書籍〉

〈啓林館〉

技術分野

P210

P174

エネルギー

電気回路の設計・製作

1章光による現象

どのように制御する？

❚光がはね返るのときの様⼦

しとコロナ禍で急激に普及したオンライン授業や会議などの活動は、ビデオチャットなどの動画コミュニケーションが中⼼です。

ストレスのないコミニケーション経

あらゆるビデオアプリ上でリアルタイムに動作する「xpression camera」を使えば、画像を⼀枚⽤意するだけでその⼈になりテレビ電話などの動画コミュニケーションはストレスを感じる⼈も 早く画像を⽣成処理して、リアルタイムで表情を動かせる。このこ 定し、⽬・⿐などの顔の特徴点を判定し、その情報を選択した画像きることができます。⾃分のスーツ姿の画像を使い、メイクせずに普段着で仕事の会議に臨むことも可能です。従来の技術はいる。

済

A3

バーチャルカメラアプリ「xpression camera」

顔の形状や表情を50,000点以上の3Dのポイントで詳細に認識し、素 AI・ビッグデータを理解する。（映像の中から素早く顔の領域を特とによって他の画像でテレビ電話に参加でき、ストレスなく楽しむ に反映する。）
事ができる。

２Dで顔の点を認識をしていましたが、３Dで捉えることにより詳細な顔の形状・表情を認識しています。

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉
技術分野

技術分野

P254

P261

情報の技術

4 情報の技術

4章社会の発展と情報の技術

Society5.0を⽀える技術

2 これからの情報の技術

AI／ビッグデータ❚新しい情報の技術の開発
顔認証システムA4

B1

狭い配管内を⾃由に移動できる機構とカメラやジャイロセンサ、⾓ 難しい環境を移動するための構造を知る。

配管の⽼朽化が問題になっています。特に建物の配管メンテナンスにおいて、⽼朽化した配管の位置や破損した場所を調査す

維持管理の効率化

る際、⽼朽化の進⾏具合を確認することは困難を極めます。この配管くんは配管内を移動しながら内部映像と位置を記録しま

インフラの⽼朽化が進み、点検維持管理の増⼤や労働者不⾜に陥っ 速度計で配管内の情報を知ることができる。

センサ・⾓速度計を⽤いることの意義を知る。（例：上記のセンサす。位置情報から作成した図⾯と映像を組み合わせて配管の状態を診断します。ている。

を⽤いると空間情報がデータ化されるなど）パイプ探査ロボット「配管くん」

⾳声で伝える着⽤型の端末「ダイナグラス」

カメラで写した情景・⽂字・ハザードなどの情報をAIで認識し⾳声

ダイナグラスは取り付けられたカメラとAIが周囲の情景を認識。1つの端末に「信号」「⽂字」「周囲の様⼦や⽬の前にいる共⽣社会⼈」「周辺の危険物」の情報を⾳声で伝えてくれる機能があります。

視覚障がい者の外出は多くの危険と隣り合わせである。安⼼して外 に変換してユーザーに伝える。

盲導⽝や⽩杖と⼀緒に利⽤することで得られる情報が増え、視覚障がい者が今以上に安⼼して外出や暮らしを楽しめるように出できるように、周囲の情景を伝える必要がある。

家庭分野

技術分野

技術分野

技術分野

技術分野

P179

P160

P162

P175

P236

持続可能な住⽣活を⽬指して回転運動を伝える仕組み

機械が動く仕組み

電気回路の設計・製作

計測・制御システムとは何だろセンサう

AIやビッグデータを理解する。

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい社会 公⺠〈東京書籍〉

最新のテクノロジーを駆使しながら、共⽣社会を考える。

技術分野

家庭分野

1節

P261

P260

⼈権と⽇本国憲法

4 情報の技術

5 家族・地域

2平等権②Society5.0を⽀える技術

3章 これからの家族と地域共⽣社会を⽬指してAI／ビッグデータ

3 地域での協働を⽬指して障がいのある⼈への理解

情景データを貯めることで、使⽤ごとに画像解析性能が向上し続ける。

なる技術です。

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉❚これからの私たちと地域との関わりCuGoは、荷物をのせて安定した⾛⾏ができ、軽量⾞体で⼤⼈⼀⼈でも持ち運べます。動⼒機構を内蔵し、簡単に組み⽴てるこ ロボット開発の効率化

社
会

B2

B3

電動クローラ（キャタピラ）移動

⾛⾏部分にCuGoを活⽤することで、その他の機能の開発に注⼒でタイヤ、クローラ、四⾜歩⾏、⼆⾜歩⾏など、⾜回りの違いによる新しい技術・家庭〈東京書籍〉

き、ロボット開発を効率よく⾏える。

⻑所や短所を考える。

技術分野とができ、アルミフレームの取り付けだけでカスタマイズが可能です。建設現場や災害現場などの不整地の⾛⾏や天候や季節ロボットを開発するうえで、実⾏したい⽬的の機能の開発に加えによって変動する様々な作業に合わせたロボット開発など、いろいろな⽬的に活⽤できるロボットです。て、⾛⾏部分まですべて開発を⾏うと多くの時間を要してしまう。

ファブリックスピーカーは、銀メッキ短繊維を利⽤した導電配線・電極形成により布からスピーカーのように⾳を出す技術で技術範囲の拡張

す。薄くて柔らかく、伸び縮みする素材を使⽤しているため布と同じように⾐服に組込み、⾝に着けることができます。⾐服

電⼦技術の利⽤範囲を広げるため、柔軟に変形する素材にも電気を 感なく⾳声の情報を取得できる。また⾞の座席やベッドなどあらゆだけでなく⾞の座席やベッドに組込むことで、⼈にストレスを与えることなく⾳や情報を伝えることが可能になります。

通せるようになる必要がある。

P160
回転運動を伝える仕組み

⽤ロボット「 CuGo 」

⾳が鳴る布「ファブリックスピー

布のようなやわらかい素材で作ることで、⾐服に組み込めば、違和 変形しても断線せず電気が通る仕組みを理解する。

〈啓林館〉
P224-

るところに組み込むことも可能。この技術を使ってセンサも作られエネルギーており、体の情報を測定して医療にも活⽤する研究がされている。

カー」

未来へひろがるサイエンス3

4章
多様なエネルギーとその移り変
わり
2.エネルギーの変換と保存

C１

ナノ材料を利⽤した太陽熱による⾼効率な⽔の加熱

地
ハイパースペクトル画像診断技術

球・

C２

⽣を⽤いた
マイクロプラスチックの⾼速な分析⼿法の開発

命

世界の⽔不⾜す。ナノ粒⼦にした窒化チタンを、⽔等の媒質に分散をさせて太陽光を吸収させると⽔が蒸発する性質があることがわかりま

世界⼈⼝の40％の⼈が安全な⽔を確保できないとされており、汚れ 災地や浄⽔場の⼤型設備を整えられない環境でも、安全な蒸留⽔を 利⽤して、気体を凝縮して⾏うが、窒化チタンナノ粒⼦を利⽤するした。この性質を応⽤することで太陽光で⽔を直接蒸留させることが可能となり、被災地や浄⽔場の設備を整えられない環境

た⽔を主原因とする下痢で命を落とす乳幼児は、年間30万⼈、毎⽇ 作ることが期待されている。

でも、汚⽔や海⽔から安全な蒸留⽔を作ることが期待されます。※窒化チタンは主にドリルの刃等⼯具のコーティングに使わ800⼈以上にものぼっている。安全な飲み⽔の確保は命に係わる重れている材料。

⼤な社会問題である。

環境中のプラスチックは次第に細かくなり、マイクロプラスチックと呼ばれるようになります。現在、海にはたくさんのマイ海の環境保全

クロプラスチックが漂っており⽣態系への悪影響を及ぼすとされていますが、どこにどのくらいあるのか実態がわかりませ

回収が困難である海洋に漂うマイクロプラスチックの削減に向けて 法の100倍程度に効率を上げられるようになる。

耐久性があるため腐らず⻑持ちするので、海に流れて海洋汚染に繋ん。また、海からサンプルを取って調査をしても下処理に時間がかかり、量や測定できる⼤きさにも限界があり⾮効率な状態

現在どのような状況であるか迅速に調べる必要がある。

がっている）

C３

紙繊維「キュアテックス ® 」とより簡単に蒸留が可能になることを理解する。

ハイパースペクトル画像診断技術を⽤いることで分析速度が従来⼿ プラスチックの素材の特性を理解する。（耐久性に優れているが、未来へひろがるサイエンス１

未来へひろがるサイエンス１

〈啓林館〉

〈啓林館〉

P189〜192

P177-179

3.混合物の分け⽅

物質のすがたとその変化

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 未来へひろがるサイエンス3

未来へひろがるサイエンス１

技術分野

〈啓林館〉

〈啓林館〉

P28

P273

P218

1 材料と加⼯の技術

環境

1章 光による現象でした。今回、ハイパースペクトル画像診断技術を⽤いることで分析速度が従来⼿法の100倍程度に効率を上げられるようにな

プラスチック素材ごとに固有の分光反射特性を持つので解析できる技術のとびら

2章

2.光が通り抜けるときのようすりました。

ようになることを知り、さまざまな調査⽅法について考える。

プラスチックの特性

さまざまな物質の利⽤と⼈間❚光の⾊

2.プラスチック

図26❚プラスチックの利⽤と廃棄

⾊の⾒え⽅

現在、⽇本では年間約48万トンの⾐料品が廃棄処分されています。⾐料品の多くは化学繊維でできており、⼟壌汚染や、焼却

⽣分解性と⼟壌活性化に優れた和窒化チタンナノ粒⼦を利⽤するとより簡単に蒸留が可能になり、被 ⽔不⾜という社会課題を認識した上で、⼀般的な蒸留は沸点の差を現在、世界⼈⼝の40％の⼈が安全な⽔を確保できないとされています。安全な飲み⽔の確保は命に係わる重⼤な社会問題でごみの減量/CO2の削減

キュアテックス®は⼟に還すことができ、⾐類のゴミを削減し、環境 ゴミを減らす意義を理解する。

処分をする際の⼆酸化炭素の排出量など環境への負担が⼤きいことが問題となっています。和紙を100%使って独⾃製法でつむ ⽇本で年間約48万トンもの⾐類がゴミとして処理されており、焼却 汚染やCO2増加を抑⽌する効果が期待されている。

⼈間の⽣活における⾐類も微⽣物のはたらきで天然素材であれば分いだキュアテックス® は、消臭・抗菌・抗ウイルス・UVカット効果等の高い性能に加えて土に還る生分解性もあり、土壌中解される（⽣分解）ことを理解し、分解される素材と分解されないの微生物を活性化させることで高栄養な農作物を育てることができるようになります。役目を終えた衣料品を土に還すことで環境への負担を軽減しつつ循環した社会の構築が期待されます。

時に発⽣したCO2による環境負荷が⼤きな問題になっている。

また植物の成⻑を促し栄養価の⾼い作物を育てることができる。

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 未来へひろがるサイエンス3

未来へひろがるサイエンス3

家庭分野

〈啓林館〉

〈啓林館〉

P154

P265

P267

持続可能な⾐⽣活を⽬指して環境

環境

4.⽣物の遺骸のゆくえ

2章❚微⽣物のはたらきさまざまな物質の利⽤と⼈間素材を考える。

1.天然の物質と⼈⼯の物質

森林：⽇本の豊富な森林資源を最D1

新技術でカーボンニュートラルな⾰新素材に変えるテクノロジー

森林資源の未活⽤

ロースナノファイバー）は、森林資源の循環利⽤へつながる技術です。植物から取り出したナノサイズの繊維状物質で、軽林業の⾼齢化が進み、また、海外から安い⽊材の輸⼊が進み、収⼊ で、とても軽く、そして強くて壊れにくいという特⻑をもつ。鋼鉄 などさまざまなものが、CO₂を吸収して育った⽊を原料としたセルさ、強度、耐膨張性など様々な優れた点を持ちます。その特⻑を活かし、⾃動⾞、家電、住宅・建材等の分野で環境負荷の少よりも⼿⼊れや保育にかかる費⽤の⽅がかかってしまうことなどか の5倍の強度で5分の1の軽さといわれている。

ロースナノファイバーにできると⽇本の資源を活⽤でき、環境にもない製品開発が⾏なわれ実⽤化されています。また、天然素材である特⻑を活かして⾷品分野での応⽤が進んでいます。

ら、間伐や⼿⼊がされずほったらかしになってしまう森林が増えてやさしい。

最近、⽇本の沿岸で「磯焼け」という現象が起きています。鉄鋼スラグと⼈⼯腐植⼟を合わせたビバリー®ユニットは、磯焼け 海洋環境の変化と⾃然の原因の⼀つである森林からの鉄分供給の不⾜を補い、海藻の⽣育に必要な「⼆価鉄イオン」を腐植酸鉄の形で海に供給し藻⽇本の陸地の約12倍の広さを持ち、豊かな資源に恵まれた⽇本のビバリー®ユニットは、鉄鋼の製造過程で出る鉄鋼スラグと腐植物質 海藻類は育つ過程で多くの⼆酸化炭素を固定してくれる他、⿂のえの混合物を海底に埋めることで海藻の⽣育に必要な鉄イオンを供海洋：海洋でのさまざまな課題の 場の造成を助けます。ビバリー®ユニットは、森林⼟壌中の「鉄イオン」と「腐⾷酸」がキレート化する事で⽣み出される腐⾷ 海。現在は、磯焼けや酸性化など海洋環境の変化によって海藻類の 給。海藻が⽣い茂る環境をよみがえらせる。
D2 解決に役⽴つテクノロジー 「ビ 酸鉄を⼈⼯的に⽣成するものです。キレート化とはカニがはさみでモノを挟むような形で⾦属と錯結合することです。腐植酸 ⽣息場が減少するという問題が起きている。
バリー®ユニット」

さになったり産卵場になる等海の⽣態系を⽀える重要な役割をになっている。

fabulaは、売り物にならない野菜や加⼯時に出る⽪や種、売れ残りコンクリートをつくるために必要な砂が⼤変貴重な⾃然資源とな廃棄物の未活⽤のものに新しい価値を⾒つけ活⽤ 温度と圧⼒を調整することであらゆる廃棄⾷材を理想の形に成形することができます。製品使⽤後に回収することで再び原料る過程」で発⽣するごみも含まれる。ごみ処理には⼤きな⼿間やコ られる。その丈夫さは、⽩菜を原料としたプレートでコンクリート る新素材。砂の不⾜問題だけでなく、⾷品ゴミの問題解決の可能性

D3 し、地域の困りごとの解決にもつ として使⽤することができ、不要になった場合は⼟に還すことも可能です。いろいろな業種と協業し、地域で出たゴミをその「fabula」

技術分野

技術分野

〈啓林館〉

P11

P134

P283

技術の⾒⽅考え⽅

⽣物育成の技術と環境との関わ 環境
り

3 科学技術の発展

材⽊を育てる技術

もっと知りたい 新素材

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉
技術分野

技術分野

技術分野

P11

P29

P99

技術の⾒⽅考え⽅

材料と加⼯の技術

⽣物育成の技術

新しい材料

天然資源を守るための⼯夫

鉄のようにキレート化した⾦属は⽣物に吸収されやすくなります。

fabulaは、規格外の野菜や加⼯時に出る端材、廃棄される⽣ゴミや⾷品廃棄物など未利⽤資源からバインダーを使⽤せず100
廃棄物：そのまま廃棄されるはず ％⾷品廃棄物からつくられた素材です。⾷品ゴミを乾燥・粉砕した後に、⾦型に粉末を⼊れて熱と圧⼒を加えて成形します。

ながる新しいテクノロジー

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 未来へひろがるサイエンス3

いる。

「CNF」

⼈

セルロースナノファイバーは、⽊材など、植物を原料とする新素材 今まで⽯油から作っていた⾝の回りのプラスチック製品や⾞の部品

⽇本国内で育った⽊材を暮らしの中で利⽤することが、森林に必要な⼿⼊れを⾏い、守ることにつながります。CNF（セル

場所で活⽤するゴミの地域循環モデルの構築を⽬指しています。

⾷品ごみには、⾷べ残しのほかにも農場や⼯場など「⾷べ物をつく のお弁当などの⽣ゴミを原料に、乾燥・粉砕・熱圧縮の⼯程でつく り、奪い合いとなっている。⾝の回りの⾷品廃棄物のみでつくられストがかかり、⾷品ごみの問題は、世界中で⼤きな関⼼ごとになっ の曲げ強度の約４倍にもなる。ている。

を考える。

新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉 新しい技術・家庭〈東京書籍〉
技術分野

技術分野

過程分野

過程分野

P11

P130

P204

P207

技術の⾒⽅考え⽅

社会の発展と⽣物育成技術

省エネルギーと持続可能な社会 持続可能な消費⽣活を⽬指し

私たちの⽣活の係る育成技術の 資源の消費と廃棄物て、エシカル消費と消費者市⺠

例社会