令和５年度

市立札幌開成中等教育学校

５年次課題研究「コズモサイエンス」研究要旨
１

音の硬度における物理的要素の解明

２

月面探査に有用なローバーの開発

３

ポイ捨てのない社会へ

４

プラスチックを使わないシャンプーボトルの開発

５

カメムシの起き上がりを利用したレスキューロボットの考案

６

腐食した食品の食品化

７

色素増感太陽電池の高効率化

８

火星のレゴリスを用いた高機能ソイル開発実験 ”Artemis program”

９

ホッキ貝を用いたコンクリートの作成方法および利用方法

10 環境に優しい日焼け止め
11 人と環境に優しい絵の具
12 家庭で作成可能な服薬補助剤の開発
13 根粒菌の窒素固定機能を利用した環境負荷の少ない農業サイクルの確立
14 現地の食文化を壊さないミドリムシを使った栄養食の考案
15 画像認識を用いたアプリ作成
16 より良い教育用ゲームの探求～教育におけるゲーミフィケーションの有用性について
17 媒体の種類による広告の効果の違い
18 プラレールで STEAM 教材を作る
19 株価に近似した新指標の作成
20 学習の最適化におけるレートシステムの有用性について
21 誹謗中傷のメカニズム解明
22 世代別同調行動について
23 行動経済学におけるナッジ理論を使用したスーパーマーケットの改善
24 都市空間のサインにおけるランドマークの活用が 移動の正確性に与える影響の考察
25 ボランティアをビジネスに
26 味覚とパーソナリティの関係性

SSH コズモサイエンス課題研究 2023

音の硬度における物理的要素の解明
1班

抄録(Abstract)
私たちが音を表現する時に使う、「硬い」「柔らかい」音というものにはどんな特徴があるのかを分析し、考察を行い、「硬い音、柔らかい音」の定義付けを行った。音の表現という人間の心理的な部分と物理学的な分析を組み合わせた、2方向の視点から分析、研究を行った。倍音成分の含まれ方と音の硬さには相関関係がみられるという仮説のもと研究を行った。その結果倍音成分は音の硬さに関係していないことがわかった。
1.研究の背景と目的
身の回りに存在する音を表現する際、私たちは「硬い音」「柔らかい音」「明るい音」「暗い音」など様々な表現をする。
しかし、このような表現には明確な定義が存在せず、主観でしかないのだ。
だからこそ今回私たちのグループでは、「硬い音」「柔らかい音」の２つに注目した。これらの音の表現方法に物理的な側面からアプローチを行い、定義付けをするために、wave spectra(※1)というアプリを使って分析、研究を行った。
(※1 フーリエ変換を行うことにより、音や振動の波形が、どのような周波数と振幅を持つ波の合成で成り立っているかを知ることのできるアプリ）
2.方法
私たちのグループでは、倍音成分と音の硬さには相関があるという仮説を立ててデータの分析を行った。
1. 身の回りに存在する音のデータをn-Track Tunerというアプリを用いて収集する。
2. 手順１で収集した音をオーディオファイル形式に変換する。
3. wave spectra を使用して、何倍音の成分がどれだけの割合含まれているかを調べる。
4. 手順３で分析したデータをexcelを用いて倍音成分と音の硬さの関係について相関係数をとって分析を行う。
3.結果
音を60回とった時の平均Mainと、最もその成分の音が大きかった時のPeakを各倍音ごとに分析し、点数(高いほど硬いと感じる音)との相関を求めた。分析すると、点数においてそれぞれMainで最も強い相関を持つ倍音は第五倍音、Peak
で最も強い相関を持つのは3分の1倍音という結果が得られた。また、第四倍音に関してはpeak、mainの両方で一定以上の相関が見られた。
4.考察
音の硬さの評価と倍音の含まれる割合の相関がピークとメイン両方において高い第4倍音が最も音の硬さに関連している。またピークとメイン一方のみで相関が強かった第⅓倍音と第5倍音は、値自体は第4倍音よりも大きいが、音の硬さとの関連性は第4倍音に比べて小さいと考えられる。しかし、ここで分析している音のデータは6個のみであり、仮説を検証するには十分であるとは言えない。今後の展望としては、録音したが分析までできなかったデータを分析し、音の硬さと倍音の関連性についてより深く調べたい。一方で、Mainではn倍音成分のnが上昇するほど、Peakでは現象するほど相関が強くなる傾向も見られ、4分の1以下の倍音、6以上の倍音についても考察する必要もあるだろう。
5.結論
音の硬さと倍音の関係は今回の研究からは検証できなかった。
音の硬さと倍音には
6.参考文献・幸史大石. (n.d.). 音色評価のための音響分析方法の検討 : 倍音のもたらす心理的印象を焦点として.
・坂上暢. (2024, February 9). 倍音とは？【今さら聞けない用語シリーズ】. Digiland.
https://info.shimamura.co.jp/digital/knowledge/2014/09/34946
・曽根敏夫ら. (1962). 音の評価に使われる言葉の分析.東北大学工学部電気工学科
・第一学習社「高等学校 物理」(2023)
・Gigazine. (2018, February 15). 音の原理や「音色は基音と倍音によって決まる」ことがよく理解できる「Let’s Learn
About Waveforms」. Gigazine. https://gigazine.net/news/20180215-learn-about-waveforms/
・明一中村. (2012, March 9). 人はどんな｢音｣や｢声｣に魅了されるのか 「倍音」が生む豊穣の世界. 情報・知識&オピニ
オン Imidas. https://imidas.jp/jijikaitai/l-40-147-12-03-g438#:~:text=もうひとつの「非整数,整数次倍音である%E3%80%82
7.キーワード 3，4語程度
倍音、波、フーリエ変換、音の表現月面探査に有用なローバーの開発
2班
Abstract
私たちは月面探査に有用なローバーのモデルを自らの手で作ることを目標にして研究を行った。様々な駆動を比較、実験して考察を重ねた結果、私たちはマルチクローラー(キャタピラーが２つ以上あるもの)という種類のローバーを改良してオリジナルの駆動を考えた。現在は3Dプリンタを用いてモデルを作成するために3Dデータの作成と改善に取り組んでいる。
1．研究の背景と目的
現在、宇宙開発が進んでいる中で無人探査に注目が集まっている。無人探査にはローバーと呼ばれる探査機が用いられる。現状、様々な形のローバーがあるが、駆動力を求めれば耐久性が弱まり、耐久性を求めれば重くなるといった様にどれも一長一短である。私たちはそれらの課題をできるだけ解消できるようなローバーの機構を明らかにして、自らの手で開発したいと考えて研究を始めた。
2．方法
私たちは実験を2つに分けて行った。1つは坂における登坂能力を調べるものであり、もう一方は段差を乗り越える能力を調べるものだ。坂における登坂能力を調べる実験は、ダンボールで作成した坂に焼砂を使用して月面を模した坂を作り、タイヤ型とクローラー型の2つの模型でどちらがどのくらい登ることができるかを調べた。段差を乗り越える能力を調べる実験は、小さい段ボールを置き、2つの模型を走らせて乗り越えることができるかどうかを調べた。
3．結果
砂地での駆動は、設置圧が高いタイヤは沈み込んでしまい、走行不能になった。対してクローラーは設置圧が低かったため坂でも駆動することができた。一方段差に対しては、双方弱かったが、特にクローラーが上下逆さまに転んでしまい、走行不能になってしまった。
4．考察
実験結果から、フルクローラー型の方が非舗装環境において安定した駆動力があると考えられる。フルクローラー型に優位な結果が出た理由として、フルクローラー型は地面に対し面で接するので単位面積あたりの圧力が低く、タイヤは地面に対し点で接するので単位面積あたりの圧力が高く沈んでしまったのだと考えられる。そのため同じ力でもクローラー型は駆動可能であったと考えられる。
5．結論
クローラーはタイヤより優れている点が多そうだということが分かった。ただし、車体の横方向と垂直方向への移動能力が壊滅的で、破損した場合全く身動きが取れなくなる可能性が高く、実用化されていないのだと考えた。
クローラーの数や回転数をある程度自在に変えられるようにすることで移動能力の補強ができると考えられる。
6．参考文献・久保田孝(2003.7). 惑星別探査ローバー.日本ロボット学会雑誌. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/21/5/
21̲5̲468/̲pdf(参照 2023.12.05)・飯塚浩二郎 (2012). 軟弱地盤走行のための月面探査ローバー用走行系検証. 科学・技術
研究. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/21/5/21̲5̲468/̲pdf(参照 2023.12. 05)・ロボタイムズ(2010.11.6). JAXA「ライトクローラ」＆東工大「Tri-Star IV」月・惑星探査ロボットも活躍の宙博2010リポート前編. ロボタイムズ. http://robo-times.com/06-evn/rep/2010/11/evn-rep101106a.html(参照 2023.12.05)・JAXA宇宙教育センター(n.d.). 月面の環境(レゴリスを中心に). JAXA宇宙教育センター. https://edu.jaxa.jp/contents/other/himawari/pdf/
2̲moon.pdf(参照2023.12.05)・林公代 (2021.11.11). 民間で世界初!? 千円札大の極小ローバーが、月を駆ける.読む宇宙旅行. https://www.mitsubishielectric.co.jp/me/dspace/column/c2111̲1.html#:~:text=特徴は世界最小・最,開発されたということ%E3%80%82(参照 2023.12.05)

7．キーワード
ローバー: 地球外惑星や衛星を探索する機械。移動能力を持ち、様々な観測装置を搭載している。
フルクローラー: 主に重機の駆動部として使われている部分。複数の車軸をガイドにベルトが巻かれ、車軸からの動力をベルトを介して地面に伝えることで動く。
ハーフクローラー: 小さめのクローラーを前後左右、計4個設置し、動く機構。

ポイ捨てのない社会へ 3班
抄録（Abstract）
AIを用いた自動分別ゴミ箱はコストがかかるため、磁力を利用し分別をするゴミ箱について研究する。
1.研究の背景と目的
日本に置かれるゴミ箱は年々減らされ、観光客が困っていたり街のポイ捨てが増えている。今回の研究の目的は、収集する時に分別をしなければならないゴミを減らすことである。コストのかからない自動で分別できるゴミ箱を作ることを目
指す。
2.方法
調査①
仮説:リサイクルマークが違う。
検証方法:家庭で出るゴミの見た目や大きさの相違点と共通点を探す。

結果:
考察:自分達が作成するAIで判別するのは難しい。
調査②
仮説:反磁性体の炭、常磁性体のアルミニウム、強磁性体の鉄をゴミの種類によって粉末を少量含めることによってゴミを分別できる。
調査方法:シャーレに適量粉末を入れ、ネオジム磁石をシャーレの中の粉末に近づけ、粉末の動きを観察する。
結果:鉄粉は磁石に近づき、アルミニウム粉末、炭素粉末は反応しなかった。
考察:炭素粉末の反磁性が見られなかった理由としては、反磁性体の磁性が元々とても弱いものであるからであると考え、磁石が引き付けるものとそうでないもので分別する方針に変更した。
調査③
仮説:巻き数と電池の数を増やす程分別率が上がる。
調査方法:砂鉄を紙の上に並べて横に定規を5センチになるように置く。電磁石を定規の0から砂鉄に近づけ、初めて砂鉄がついた時の長さを調べる。巻き数、磁石の数を変えて同様に実験を5回ずつ行う。

結果:
考察:
巻き数、電池の数を増やすと鉄を引き寄せる距離は長くなる。
5.結論
電磁石で分別するには、磁力の強さのみが問題ではない。
6.参考文献●著者不明(2022,11,17)「街のゴミ箱が減少傾向。それにも理由があるんです」,文化放送,
https://www.joqr.co.jp/qr/article/71879/ 2023年5月30日閲覧●上田(2015,10,1)「世界のゴミ箱から(5)〜パリ〜」,DOWAエコジャーナル,http://www.dowa-ecoj.jp/kaigai/dustbox/dustbox_05.html. 2023年5月30日閲覧●吉田靖直(2021,5,18)「若者の路上飲み報道に感じた街にゴミ箱が少なすぎる問題」,
QJWeb,https://qjweb.jp/journal/50884/2/ 2023年5月30日閲覧●著者不明,(2020,5,13),「ゴミの分別に関する意識調査結果を発表」,Coca-Cola Japan,
https://www.cocacola.co.jp/press-center/news-20200513-11 2023年12月5日閲覧●著者不明(n,d),「散乱実態調査」,食品容器環境美化委員会, https://kankyobika.or.jp/recycle/research/3R-2000
2023年12月5日閲覧

7.キーワード・ポイ捨て ・ゴミ ・SDGs ・電磁石

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
プラスチックを使わないシャンプーボトルの開発
4班
抄録(Abstract)
プラスチックを使用せずにシャンプーを包装するために、シャンプー自体を工夫する方法と包装を工夫する方法の2つのアプローチで研究を行った。1つ目の方法では、シャンプーを固形化させたのち、粉末化することで紙で包むことに成功した。2つ目の方法では、接触角が大きい方が耐水性が高いことを実験で示し、画用紙を蝋でコーティングして撥水角を大きくすることで、紙で液体を包むことができるとわかった。
1.研究の背景と目的
近年世界では環境問題が深刻化している。プラスチックは発掘、生産、廃棄の過程で1tあたりCO2を約1.9℃も排出しており、地球温暖化や海洋プラスチックゴミの問題など、いくつかの環境問題はプラスチックが原因となっている。そのため、近年は多方面でのプラスチックの削減が求められており、私たちはその中で、資源循
環、炭素循環、製品循環の3つの循環があり、環境に優しい紙製品に着目した。
2.方法
2-1シャンプーの粉末化(1)寒天でシャンプーを固体化する(2)固形化したシャンプーをおろし金を粉末する
2-2 包装の工夫-接触角と耐水性の関係性の調査(1)ー素材の接触角と30分後に浸透の度合いを比較(2)蝋でコーティングした素材の比較
3.結果
3-1 シャンプーの粉末化
固形化させたシャンプーをおろし金で、することで粉末化させる事が可能であった。
3-2 包装の工夫-接触角と耐水性の関係性の調査(1)接触角が大きいと耐水性が高い（相関係数0.79の強い正の相関、グラフ1参照）(2)蝋で加工した素材は耐水性が高くなった
4.考察
4-1 シャンプーの粉末化
シャンプーを粉末化する事が可能であった。時間経過による状態変化を確認する事ができなかった事や、安全面の実験を行う必要がある。
4-2包装の工夫
ろうを用いてコーティングすることで紙に防水性をもたせることができた。今後は包装
内のシャンプーの品質の保持や、安全性の向上を行う必要がある。
5.結論
シャンプーの固形化と、ろうを用いたコーティングにより、プラスチックを使わないシャン
プーボトルを製作することができた。
6.参考文献伊藤隆彦(2022,7,11). 撥油コーティングとは？撥油加工の原理・仕組みや実用例などについて解説. フロロテクノロジーT. Retrieved October, 3,2023,fromhttps://www.fluorotech.co.jp/column/oil_repellent.html
環境保全茨城県民会議事務局(n,d).海のプラスチックごみはどこからくるの？. はじめよう、プラスチック・スマートな暮らし. Retrieved October, 2, 2023, fromhttps://www.ecodane.jp/plastics-smart/house-trash.html

7.キーワード 環境問題 海洋プラスチック シャンプーボトル

SSHコズモサイエンス課題研究2023
カメムシの起き上がりを利用したレスキューロボットの考案
5班
抄録（Abstract）
この研究は、災害が多い日本で使われるレスキューロボットにカメムシの脚先・起き上がり方の特徴を活かそうというもので、カメムシの脚の最先端の節である附節の観察や起き上がり方の実験から「カメムシ型レスキュロボット」の考案を行う。
1. 研究の背景と目的
日本は、災害が多い国であるため、災害時の迅速な対応が要求される機会が多くある。二次災
害の恐れから、人が立ち入りできないような災害現場の救助活動では、レスキューロボットが使用されることがある。しかし、レスキューロボットは、瓦礫の上や中を移動する際には転倒の危険性があり、安全な走行が困難である。私たちは、カメムシが脚を地面に引っ掛けて起き上がっている姿を目撃し、レスキューロボットに活用できると考えた。そのため、私たちは、転倒した際に自ら起き上がる「カメムシ型レスキューロボット」の考案をすることにした。
2.方法
実験①では電子顕微鏡を用いてカメムシ、タガメ、コガネムシの脚先を比較し、カメムシの脚の構造を明らかにするために観察を行った。実験②ではカメムシの起き上がりについて、カメム
シがどの部位を使って起き上がっているのかをカラーサンド(色付きのガラスの砂)を用いること
で、視覚的に解明した。実験③では起き上がりに効率の良い比率を考察するため、3種類のカメム
シ計48匹、タガメ2匹、コガネムシ5匹についてそれぞれに体長や脚の長さの比を測定し比較を
行った。
3.結果
カメムシの脚先の最先端の節である附節には、爪とヘラのような構造が付いており、他の虫には付いていなかった。(実験①)
後脚の先を使って地面を押して体を持ち上げていた。後脚の先に大量の砂が付着していた。シャーレの底のガラス面では起き上がることができなかった。(実験②)カメムシとコガネムシの体長の横の長さの比：体長の縦の長さの比＝1：1.9、タガメは1：2.7であった。(実験③)
4.考察
これらの実験から、カメムシは他の虫にはない爪とヘラのような構造が付いた附節を使って起き上がっていると考えられる。また、カメムシが後脚の押し出しを利用して起き上がるためには一定以上の地面の凹凸が必要であることが分かった。カメムシ型ロボットの体長の横の長さ：体長の縦の長さ=1：1.9の比が良いだろう。
5.参考文献平成10年度防災白書 第１章 我が国の災害の状況. (n.d.). 内閣府 防災情報のページ. https://www.bousai.go.jp/kaigirep/hakusho/h18/bousai2006/html/zu/zu1̲1̲01.htm(2024年2月
27日参照)
佐々木正仁. (2011). ｢起き上がるカブトムシ｣の観察 ─環境─行為系の創発. 質的心理学研究,
10(10), 46‒62.
この研究は以下の事業による支援を受けています。
2023年度高校生による環境安全とリスクに関する自主研究活動支援事業

北海道大学ナノテクノロジー連携研究推進室
6.キーワード

レスキューロボット、カメムシ、昆虫、生物模倣

SSHコズモサイエンス課題研究 2023
腐食した食品の食品化
6班
抄録(Abstract)
現代社会の問題として「フードロス」という課題が挙げられる。ブルーチーズの製造に使われる「ペニシリウム・ロックフォ
ルティ」というカビはroquefortine C、PR toxinというカビ毒を放出する。本実験ではこれらのカビ毒を含んだりんごにアンモニア等の薬品を用いることでそれらを無毒化し、カビによって腐食した食品を食べられるようにすることを目指す。こうして腐食による食品廃棄を減らし、フードロスの課題を解決することが最終目的である。
1.研究の背景と目的
食品廃棄の原因となっている腐食した食品を食べれるようにすることで、フードロス削減に繋げようと考えた。先行研究によると、青カビにはブラックライトを当てると蛍光を発する、タンパク質を分解して生じるアンモニアを用いて毒を分解するという２つの特徴が分かったためこれらの特徴がわかる青カビに焦点をあて、青カビの無毒化を目的とした。
2.方法
1.
2.
3.
3.結果
1.
2.
3.

ブルーチーズのカビ毒分解ではりんごにブルーチーズのカビを生やしアンモニアにつける前後でブラックライト
を当ててカビの有無を確かめる。
アンモニウムイオンの検出ではアンモニアに浸したりんごの水分を抽出しpH試験紙とアンモニウムイオンパック
テストでpHとアンモニウムイオン濃度を確かめる。
中和滴定ではりんごに浸したアンモニア水にPPを加えた溶液に塩酸を滴定し滴定量を調べる。

ブラックライトを当てるとアンモニアにつける前は蛍光だったがつけた後は蛍光が見られなかった。
アンモニアに浸したりんごの水分はpH10.0~11.0で、アンモニウムイオンも多量に含まれていた。
塩酸の滴定量の理論値14.8mLに対し測定値6.73mLであった。

4.考察
1.

アンモニアに漬け込んだ後に蛍光が失われたことから、アンモニアにはカビ毒を打ち消す効果があると考えられる。またアンモニアでカビ毒が分解されたかどうかはこの蛍光の有無で判断できるだろう。
2. アンモニアを用いてカビ毒を無毒化した後でも、りんご内部にはアンモニアそのものが残っている事が推測される。
3. 理論値と結果の塩酸の滴定量にここまで差が現れるのは、アンモニアがカビ毒の除去に使われることでOH-イ
オン濃度が低下したからであると考えられる。
<今後の展望>アンモニアを塩酸によって中和した後も、塩化アンモニウムといった毒物が生じる。またアンモニアを中和することでカビ毒が再発生していないかの確認についても未検証のままだ。よって今後はこの検証に加え、アンモニア以外の塩基でも無毒化ができないかどうかを試すことでアンモニアのどの性質がカビ毒を中和しているのかについても調べ、無毒化するための他の手段についてより深い考察をしていきたい。
5.結論
アンモニアに腐食した食品を漬け込んだ上で、酸を用いて中和することで、食用化に向けて進歩することができた。
6.参考文献・有益か有害か。青カビが及ぼす影響とは?|一般社団法人日本エアコンクリーニング協会. (n.d.). エアコンクリーニング
依頼、研修、講習・一般社団法人日本エアコンクリーニング協会. Retrieved February 27, 2024, fromhttps://www.j-aca.jp/column/20.html#:~:text=%E5%88%BA%E6%BF%80%E7%9A%84%E3%81%AA%E9%A6%
99%E3%82%8A%E3%81%A8,%E3%81%8C%E3%81%AA%E3%81%84%E3%81%8B%E3%82%89%E3%81%
AA%E3%81%AE%E3%81%A7%E3%81%99%E3%80%82
・https://fiano.co.jp/blue-cheese-mold/#index_id3
・Kenichi I. (2023a, February 10). ブルーチーズが体に悪い?とんでもない、健康や美容への効果が盛りだくさん!
FIANO 株式会社フィアーノ. Retrieved February 27, 2024, from https://fiano.co.jp/is-blue-cheese-bad-for-you/・林純薬工業株式会社. (n.d.). アンモニア水の濃度と密度早見表|試薬ダイレクト|林純薬工業の法人向け公式通販サイト. 試薬ダイレクト. Retrieved February 27, 2024, from https://direct.hpc-j.co.jp/shop/pages/ammonia_water.aspx
7.キーワード・ブルーチーズ・ペニシリウム・ロックフォルティン
・りんご・アンモニアSSH コズモサイエンス課題研究 2023

色素増感太陽電池の高効率化
7班
抄録(Abstract)
色素増感電池は色素を塗布することで、街の景観や家の色に合わせた色にすることができる。しかし、発電効率については従来のソーラーパネルを超えることはできず、太陽電池としての機能は劣っている。そこで色素を変えることで発電効率が変化するのならば従来型にも劣ることがないのではないのかと考え、青系色素が発電効率が高いという先行研究より色素増感太陽電池に青系色素を塗布し研究を行った。

1.研究の背景と目的
今の日本には「原子力発電所の停止」「燃料依存と国際情勢の混乱」という課題があり、原子力発電所が停止したことによって再生可能エネルギーと火力発電の割合を増やして対応している。そのため火力発電ができなくなったときに備え、再生可能エネルギーを高めていかなければならないと言える。そこで私たちは再生可能エネルギーの一つである色
素増感太陽電池に目をつけて実験を行った。色素増感太陽電池は発電効率が低く、発電効率よりもデザイン性が認められているところがある。しかし色素増感太陽電池の発電効率が少しでも上がれば再生可能エネルギーの割合を高めることができるとも言える。

2.方法(1)色素液を抽出し、吸光度を測定する(2)色素増感太陽電池を作成する(3)電極を太陽光に当て電圧を測定する

3.結果
視覚的に紫色の植物からは波長400nmの吸光度が測定された。相関係数は約0.38であり仮説は支持されず、吸光度と発生電圧に関係性は見られなかった。また測定日の違いにより実験結果に大きな差が出た。

4.考察
色素液の吸光度が3前後で止まってしまった原因として、ランベルトの法則より、単純に濃度が高すぎてしまったことが推測できる。ランベルトの法則とは、吸光度は液体の濃度によって変化するというもので、加える水の量を調整し、色素液を等しく希釈することで相対的な値を求めるべきであった。
実験日によって結果の傾向が異なる原因として、色素増感太陽電池の作成工程が多く、マッフル炉の温度や色素の吸着の度合いなどの条件を確実に揃えることが難しかったことが挙げられる。太陽電池であることから、最終的な電圧量を測定する日を晴れの日に設定する必要があったため、色素を吸着し終えてからの乾燥時間が大きくずれるなど、気象状
況にも影響された。
発電中、電圧が安定しなかった原因は、先行研究でも散見されたものと同様に、電解液を介した酸化還元反応が十分になされていないからだと推測した。放出された電子は理論上、元の電極に戻るが、還元率が100%であるとはいえない
ため、安定した値を計測することは難しい。実際に、実験中に電解液を滴下し直すと、電圧が上がった。

5.結論
結果の相関係数より、色素増感太陽電池の発生電圧は、色素液の吸光度によっては変化しない可能性が示唆された。

6.参考文献石崎 博基 (2013). 高効率色素増感太陽電池の開発. 東京理科大学.https://shingi.jst.go.jp/pdf/2013/toukyourika_5.pdf (閲覧日：2024.2.27)
加藤 一徳 (n.d.). 色素増感太陽電池. あいち産業科学技術総合センター. https://www.aichi-inst.jp/other/up_docs/z_no15_04.pdf (閲覧日:2024.2.27)

7, キーワード①色素増感太陽電池(シキデン)②アントシアニン ③吸光度SSH コズモサイエンス課題研究 2023

火星のレゴリスを用いた高機能ソイル開発実験 ”Artemis program”
No.8

抄録

⾼機能ソイルと呼ばれる植物栽培サイクルを効率的に回す事のできる⼟壌を整備する技術を⽕星の⼟砂を⽤いて研究を⾏なった。この開発実験を⾏う上で距離の離れた⽕星の⼟砂を⼊⼿する事は困難である事から、再現するという⽅向で研究を進めた。多くの⽂献調査を基礎に、⽕星の⼟砂を地球上にある物質で再現した後に⾼機能ソイルの本質である微⽣物・有機物(アルファル
ファ)を⽤いて、栽培において⾮常に効率的かつサスティナブルな⼟壌を開発した。最終的な研究の結果として科学的データに基づき、本研究は⽕星の⼟砂を⽤いた⾼機能ソイルを開発した事を証明した。

α, 研究の背景と目的
宇宙産業の規模が拡⼤する今、⼈類はアルテミス計画を始め、宇宙空間を利⽤した宇宙産業を発展させることが想定される。⼈類が宇宙で活動するために⾷料が必要不可⽋であり、効率的な⾷料の獲得⽅法は現地調達である。そのため、今回は⽕星での持続可能な植物栽培に対して需要があると調査の上で判断し、今後の宇宙産業へ貢献をするという⽬的をもち研究を⾏った。

β,方法①⽞武岩で作成した⼟壌で、アルファルファをすき込むものと、アルファルファをすき込んでいないものを⽤意し、微⽣物を添加する②1週間後、それぞれの⼟を少し取り、シャーレの上で⽔に浸す③シャーレから液体を取り出し、寒天培地に塗る④それぞれ5つずつ作成し、1週間後に微⽣物のコロニーの繁殖状況を⾒る

γ,結果
表の通り、アルファルファが混⼊しているプラン
ターはアルファルファの⼊れていないプランターよりも微⽣物は増殖している。反対にアルファルファの⼊っていないプランターは微⽣物は減少し、微⽣物の活動に適さない環境であると読み取る。
(◯アルファルファ⼊り)δ,考察・結論
投⼊したアルファルファは微⽣物にとって分解対象として働く事で栄養価のない⼟壌であっても植物の栽培において栄養を⽣み出す事が出来ると考えた我々は実際に微⽣物とアルファルファ、
寒天培養を⽤いて微⽣物の活動を視覚化し、データを取る事に成功した。
本研究の結論として科学的データに基づき、寒天培養によるコロニー数測定より我々は⽕星の⼟砂を⽤いた⾼機能ソイルを開発した事を証明する。

ε,参考文献九州⼤学附属図書館kyushuuniversitylibrary. (n.d.). 細菌培養の基礎. https://guides.lib.kyushu-u.ac.jp/c.php?g=774908&p=5559294
Towing. (n.d.). ⾼機能ソイル. https://towing.co.jp/pages/solution
Plos one. (n.d.). Farming on Mars: Treatment of Basaltic Regolith Soil and Briny Water Simulants Sustains Plant Growth. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/
journal.pone.0272209
⽮沢勇樹2007.地球砂漠と⽉・⽕星砂漠の相違点〜⽕星の表層物質と農業的利⽤の可能性〜
https://www.jstage.jst.go.jp/article/bss/21/4/21_4_129/_pdf

ζ,キーワード
宇宙

⽕星

アルテミス計画

微⽣物

⾼機能ソイルアルファルファSSH コズモサイエンス課題研究 2023
ホッキ貝を用いたコンクリートの作成方法および利用方法
9班
抄録（Abstract ）今、世界では私たちが使用する自動車や発電などにより多くの二酸化炭素が排出されている。海はこの二酸化炭素を吸収するが、海洋中のの二酸化炭素蓄積量は増加しており、海洋酸性化の進行はとどまることを知らない。また、水酸化カルシウムは、廃棄される貝殻から作ることができ、水質浄化の効果があることが報告されている。そこで、私たちはホッキガイから水酸化カルシウムを生成し、環境負荷に配慮したコンクリートの作成の研究を行った。
研究の背景と目的
今、世界では多くの二酸化炭素が排出されており、海洋中の二酸化炭素蓄積量が増加することで、海洋酸性化が進行している。水酸化カルシ
ウムは、酸性を抑える効果があることが報告されており、また北海道で多くの数が生産されていること、捨てられるものを再利用できることから、私たちはホッキガイから水酸化カルシウムを生成し、環境負荷に配慮したコンクリートの作成の研究を行った。
方法
実験1：強度の測定(1)せん断強度…物体を互い違いにずらすように働く力への耐力①棒状のコンクリートを机に固定する
写真1 剪断強度の実験②紐をかけ、そこに10gの錘を１つずつかける③コンクリートが折れた時点での重さを記録する(2)圧力強度…圧縮荷重に対する1平米あたりの耐力①万力に棒状のコンクリートを挟む②万力を回転させる③コンクリートが折れた時の万力の回転数を記録する
実験2：塩化効果の確認①通常のコンクリート(1)とホッキガイを用いたコンクリート(2)の二つを別々に酢の入ったビーカーに24時間入れる②コンクリートをビーカーから取り出し、(1)と(2)から酢を採取する③パックテストを用いて、元の酢と(1)と(2)のpH値の変化を比較する
結果
圧力強度に関しては、ホッキガイと砂の比率による差はあまり見られなかった。
剪断強度に関しては、ホッキガイと砂の比率の差が増えれば増えるほど、強度も増すというデータが見られた。また、どのホッキガイコンクリートにおいても、強度は通常のホッキガイを入れないコンク
リートに及ばなかった。
pH値に関しては、ホッキガイの有無に関わらず、コンクリートを入れることでアルカリ化効果が見られた。さらに、ホッキガイを多く含むコンクリートは
ホッキガイを含まないものと比べ、0.2のpH値の差が見られた。
考察・結論
実験1では仮説は支持されず、ホッキガイと砂の比率の差が大きければ大きいほど強度が高くなるという結果が得られた。その要因としては、砂とホッキガイの粒の大きさが違うため強度が変動してしまったことが考えられる。
実験2では仮説が支持され、phの差は0.2であるというデータになった。この結果について、海洋酸性化とphはph0.1の上昇で海洋中の二酸化炭素濃度が26%上がるという関係性である。より、0.2の差でも多大なる影響を与えるだろう。
参考文権
著者不明(n.d),フライアッシュコンクリートの特長は？,一般財団法人カーボン
フロンティア機構,https://www.jcoal.or.jp/ashdb/ashqacollection/
ashqa̲cement/03.html (参照日 2023.5.30)
著者不明(n.d),石炭灰,石炭利用総合センター,https://www.mlit.go.jp/kowan/
recycle/3/09.pdf (参照日 2023.5.30)
吉田朋央(n.d.),ホタテ貝殻の機能性に関する研究,八戸工業大学,https://www.hi-tech.ac.jp/pdf/doctor̲paper/d031.pdf（参照日
2023,10,31)
著者不明(2023.3.14.),ホタテパウダーとは,シェアシマinfo,https://shareshima.com/info/77603992187(参照日 2023,10,31)
著者不明(2020.2.17),海洋酸性化は海の多様性にどんな影響を与える？,gooddo,https://gooddo.jp/magazine/sdgs̲2030/
life̲below̲water̲sdgs/7231/,(参照日 2023.6.30)
キーワード

ホッキ貝

コンクリート海洋酸性化

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
環境に優しい日焼け止め
10班
発表要旨
一般的な日焼け止めに用いられる紫外線吸収剤の代替品として、植物色素を利用した日焼け止めの効果を検証し、サンゴ礁の白化など環境問題の改善を目指す。
⒈ 研究の背景と目的
現在一般的に使われている日焼け止めに含まれている紫外線吸収剤は高い紫外線防止効果を持つ
反面、海に溶け出した際の海洋生物への悪影響が問題となっている。実際に、紫外線吸収剤の「オキシベンソン」や「オクチノキサート」などの化学物質はサンゴ礁の白化現象を引き起こすことがこれまでの調査で分かっている。2015年に学術誌に発表された論文によれば、世界のサンゴ礁に流れ込む日
焼け止めの量は、年間約1万4000トンにも達する。この問題に対し、ハワイ島では2021年から一部の紫外線吸収剤が含まれる日焼け止めの流通、販売を禁止しており、これらを含まない日焼け止めの需要が拡大している。よって、私たちは紫外線吸収剤の代替品として植物色素を用いた「環境に優しい日
焼け止め」の作成を目的として活動を始めた。
⒉ 方法
入手しやすく学校で抽出が可能な植物色素を調べ、4種類の野菜から4種類の色素を抽出して実験を行った。ほうれん草からクロロフィル、赤しそからアントシアニン、トマトからリコピン、にんじんからカロテ
ンを水、お湯、エタノールを用いて抽出した後、抽出した色素をクリーム状にし、分光光度計という紫外線波長の透過率を測定することが出来る器具に通し、どの植物色素が最も紫外線を吸収するのかを測
定した。
⒊ 結果
アントシアニン(赤シソ)、クロロフィル(ほうれん草)の順に紫外線吸収効果が高かったが、一方でリコピン(トマト)とカロテン(にんじん)からはあまり紫外線吸収効果が見られなかった。また、紫外線吸収効果が確認できた2つの色素をクリーム状にし、市販品の指標に使用される
SPF値を算出したところ、いずれもSPF値は1だった。
⒋ 考察
植物色素自体には紫外線吸収効果があったが、植物色素を用いて作製した日焼け止めに紫外線吸収効果は見られなかった。理由として、クリームに対して植物色素の濃度が低かったことが挙げられる。
⒌ 結論
現時点で日焼け止めクリームの作成手順が確立できているため、一般的な日焼け止めの効果の指標として用いられるSPF値、PA値を算出したいと考えている。また、日焼け止めクリームの改良も行う予定である。例えば、ベースとなる保湿クリームと植物色素の最適な配合量についてや、実験で紫外線吸収効果が見られた2種類の色素を配合した日焼け止めと各1種類のみの色素で作った日焼け止めの比較を考えている。さらに、配合量を定めた上で実用化に向けて日焼け止めクリームとして安定化させることも視野に入れたい。
⒍ 参考文献前田京子(1999).お風呂の楽しみ.日経印刷株式会社⒎ キーワード
植物色素、日焼け止め、環境

SSHコズモサイエンス課題研究2023
人と環境に優しい絵の具
11班
紗録
人体に有害な成分を含まない赤と緑の絵の具の開発を行なった。その結果、緑系色素である銅クロロフィリンナトリウ
ムと見分けのつきやすい赤系色素はベタニンであるとわかった。
背景と目的
市販の絵の具に含まれる顔料には鉱物由来の有毒なものがあり、これが環境問題へ繋がったり誤飲による危険性がある。また男性は20人に1人、女性は100人に1人が色覚異常とされ、その9割以上が赤色と緑色を見分けることが難しい
1型と2型とされている。そのため、私たちは植物由来の環境に優しい染料で色覚異常の人たちでも見分けられる赤色と緑色の絵の具を作成することを目標に研究する。
方法
1. 絵の具の作成について
緑系色素の銅クロロフィリンナトリウム、赤系色素のベタニン、カルタミンを含む食品を煮て、ミョウバンを加えた色素抽
出液に膠を入れて紙に添付できる粘度に調整する。
2. 色彩の測定について
光センサーで絵の具の色のRGB割合を測定し、カラーコードに変換する
3. 見分けやすさの測定について
カラーコードに変換した色を判別ツールを用いて色覚異常の人の見え方とその時の色距離を測定して比較する。
結果
結果は以下のようになった。
表1
作成した絵の具のRGBの割合とそのカラーコード
銅クロロフィリン
ナトリウム

カルタミン

ベタニン

赤

0.268

0.510

0.503

緑

0.390

0.225

0.251

青

0.342

0.265

0.246

色

考察
以上の結果を用いて色距離を測定したところ以下のようになった。
クロロフィリン&カルタミン
クロロフィリン&ベタニン

結論
クロロフィリンと見分けやすい赤色色素はベタニンである
使用したサイト⚪︎色弱の人からの見え方のシュミレーション
Chomatic Vision Simulator. (n.d.). Web Edition 1.3. https://asada.website/webCVS/⚪︎光センサーによる数値から色を特定する
カラーコード計算機. (n.d.). Macで遊んでいる. https://kisagai.com/カラーコード計算機/⚪︎色差・色距離・見分けやすさ計算ツール
パン工房.（色覚多様性対応）.(2023.1.8).色差・色距離・見分けやすさ計算ツール（色覚多様性対応）
https://pankobo.me/works/tools/color-differenceSSH コズモサイエンス課題研究 2023
家庭で作成可能な服薬補助剤の開発
12班
抄録(Abstract)
私たちは「家庭で作成可能な服薬補助剤の開発」をテーマに家庭にある食品で作成可能な服薬補助剤のレシピを考案することで食品ロスの削減と経済的負担の軽減を目指した。そのために薬との飲み合わせやゼリーの最適な固さを実験を通して研究した。先行研究として補助剤と薬の飲み合わせを確認し、実験では口内における薬の残りやすさと食道での流動性をゼリーの固さを変えて検証した。その結果、より固いゼリーの方が服薬補助剤として優れているという結論に至った。
1.研究の背景と目的
この活動は、家庭における食品ロスの削減や、経済的負担の軽減を目的とした実験である。服薬補助剤として代表的な、龍角散の製品である「おくすり飲めたね」は、開封後の消費期限が1週間と短く、使いきれなかった場合に破棄しなけ
ればならない。また、毎日服薬している人にとっては、定期的に買いに行く労力やコストがかかる。そこで、家庭で「おくすり飲めたね」のような服薬補助剤を作ることができれば、これらの課題を解決することができるのではないかと考えた。
2.方法
おくすり飲めたねを始めとした市販の服薬補助剤を分析すると、多くの商品がゼリー状だった。そのため、私たちはゼリー状の服薬補助剤は他の形状のものと比較して優れていると仮定し、実験はゼリーを用いて行った。
実験① 舌への薬の着きやすさを検証する実験
薬の味を感じるのは、薬が舌に付くことが原因である。そのため、薬や舌を薬品やスポンジに見立て、中和反応を利用してゼリーで包み込んだ薬がどれほど舌に付着するかを検証した。
実験② 食道での流動性
食道と等しい長さ、半径のチューブを用いて、硬さの異なるゼリーをチューブに流した。ゼリーの固さによって、チューブを通過する前と後の質
図1 実験①の実験装置
量変化量が異なるか否かを検証した。
3.結果
右の図2は、実験装置に使ったスポンジの質量の変化量を示している。変化量が小さいほど、シュウ酸と水酸化カルシウムの反応が小さい、すなわち口内に残った薬の量が少ないことを表す。
図2 実験②におけるスポンジの質量の変化量
4.考察
水100mlにつき1.4、1.6、1.8gのゼラチンで作ったゼリーを使った実験のデータは、1回目、3回目の実験では似たような傾向が得られたが、2回目の実験では異なった傾向の結果が得られた。しかし、2g、2.2gのゼラチンで作ったゼリーを使った実験では、どの実験でも同じような結果が得られた。このことから、2g、2.2gのゼラチンを使ってゼリーを作った方が、他の固さよりも再現性が高く、レシピを作るのに適していることが分かる。また、実験②の結果から、ゼリーがいずれの固さのゼリーを使っても食道の中で問題なく流れたことが分かった。実験①、実験②から、2g、2.2gのゼラチンで作ったゼリーが、家庭で作れる服薬補助剤として優れているということが分かった。
この結果から、「ゼリーが固くなるほど、高齢者や子供が喉を詰まらせたり、誤嚥したりするリスクが高まるのではないか」という懸念が生まれた。しかし、日本嚥下学会が定めた介護食の固さの指標によると、スライス状にすくえる離水が少ない状態のゼリーであれば嚥下が十分可能であることが分かった。2g、2.2gを使ったゼリーはこの指標に当てはまるので、安全面からも適している。
固さや安全性は検証できたので、今後は今回検証できなかった味の観点について研究を行っていきたいと考えている。
5.結論
固いゼリーの方が服薬補助剤に適している。
6.参考文献
おくすり飲めたね. (n. d. ). 龍角散. https://www.ryukakusan.co.jp/okusurinometane(参照2023, 5, 16)
栢下淳. (2021). 日本摂食嚥下リハビリテーション学会嚥下調整食分類 2021. 日摂食嚥下リハ会誌, 25(2), 135–149.
https://www.jsdr.or.jp/wp-content/uploads/file/doc/classification2021-manual.pdf?0917(参照2024, 2, 20)
7.キーワード 服薬 ゼリー 流動性 嚥下SSH コズモサイエンス課題研究 2023
根粒菌の窒素固定機能を利用した環境負荷の少ない農業サイクルの確立
13班
抄録
根粒菌を利用した環境にやさしい農業を確立すること。これを目指して研究を進めた。製造時及び使用時において環境への負荷が大きい化学肥料や農薬を使用した慣行農業が主流であるという現状を背景に、根粒菌の窒素固定機能をマメ科以外の植物の栽培に応用できないかと考えた。ここから、窒素固定機能を利用した
環境負荷の少ない農業サイクルを確立していく。
1.研究の背景と目的
研究の目的は、根粒菌を用いて窒素肥料の使用量を削減し、農業スタイルを確立する事によって、環境への負荷を軽減する手法を模索することである。
2.方法
根粒菌をすき込んだ際の窒素栄養素量の変化を調べることで根粒菌を利用した農業サイクルんk確立を目指す。
3.結果
根粒菌を直接すき込んだ土壌では、すき込んでない土壌に比べてアンモニウム態窒素の濃度には誤差程度の差しか、硝酸イオン・亜硝酸イオンの濃度には差は見られなかった。
4.考察
結果の通り、根粒を土壌に直接入れるとアンモニウム態窒素が発生する可能性があるため、この方法には新しい農業スタイルを確立できる可能性があると考える。しかし、この実験では試料に用いた根粒がエダマメの根1〜2株程度の少量なものであった。また、根粒を採取してから実験を行うまでの期間も2週間ほど経過してしまった。そのため今後の実験で は新鮮な根粒を実験に用いたい。 また、本研究では根粒菌の相利共生関係を再現できていなかった。今後は、本研究の目的である「根粒菌を用いて窒素肥料の使用量を削減
し、農業スタイルを確立する事によって、環境への負荷を軽減する手法を模索すること」を実現するため、根粒菌に直接リンゴ酸やアミノ酸を与え て擬似的に相利共生関係を作り、実験2を再度行うことで窒素肥料から根粒菌の窒素固定機能への代替が可能であるかどうかの検証を行いた い。それに加えて、実際にこの代替が可能であった場合には農業スタイルの利用において直接のリンゴ酸・アミノ酸の供給が必要なため、この影響について再度検証が必要である。
5.結論
根粒菌を直接すき込む形で利用した場合、新たな農業サイクルは確立できない。
6.参考文献国立研究開発法人海洋研究開発機構国立大学法人東京大学大気海洋研究所.(2018.5.23).北極海の「砂漠」で生物生産を支える エネル
ギー供給源が明らかに―窒素固定が北極海及び全海洋の窒素源として重要な可能性が ―.JAMSTEC.https://www.aori.u-tokyo.ac.jp/
research/news/2018/20180523.html
公益社団法人日本肥糧検定協会(n.d).成分分析(肥料分析・飼料分析など).https://www.j a.or.jp/business/analysis/
生物資源科学部生物環境科学科助教 佐藤孝.(n.d).「根粒菌(こんりゅうきん)ってすごい!!」.秋田県立大学. https://www.akitapu.ac.jp/oshirase/oshirase2007/505
BLOME.(2021.5.30).空気中の窒素を栄養にできるマメ科植物.https://biome.co.jp/biome̲blog̲169/
大澤秀城.(2020.8.30).緑肥作物の種類と効果一覧!緑肥のメリットや注意点、すき込み方法も解説.minorasu. https://minorasu.basf.co.jp/80028
前田勇.(n.d).微生物共培養による窒素固定能の発現.https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu/55/2/55̲113/̲pdf
キンコンバッキーくん.(2022.8.4).緑肥とは?緑肥の種類と使い方を詳しく解説.セイコーエコロジア. https://ecologia.100nenkankyo.jp/column/single207.html
浅田浩二.(2006.7.25).窒素固定について.日本植物生理学会.https://jspp.org/hiroba/q̲and̲a/detail.html?id=907#:~:text=窒素 固定は窒素化合物,的条件で起こりやすい%E3%80%82
藤野正美.(n.d).アンモニア合成の新たな道.natureダイジェスト.https://www.natureasia.com/ja-jp/ndigest/v16/n7/アンモニア合成 の新たな道/99256
今泉温子.(n.d).「根粒共生」の実像と可能性〜化学肥料からの脱却と温暖化ガス削減に向けた研究アプローチ.Cool Earth via.https://
dsoil.jp/cool-earth/column/detail/---id-49.html

ffi

7.キーワード
農業、根粒菌、窒素固定、環境問題

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
現地の食文化を壊さないミドリムシを使った栄養食の考案 14班
抄録(Abstract)
国際問題の一つといえる栄養問題の解決方法の一つとして14班が考案したのが、本研究のテーマであるミドリムシを使った粉末状の栄養食だ。本研究では、1）ミドリムシの培養方法、2）ミドリムシの粉末化方法、3）粉末化したミドリムシの栄養価測定、4）モデル国カンボジアの食生活への適合、の4段階で研究を行い、ミドリムシの栄養食化を目指した。結果としては、段階1で培養可能なpH条件や最低限必要な薬品を、段階2で粉末化の方法を確立することができた。これ以降の段階は未検証である。本研究ではミドリムシの培養及び粉末化の方法の確立を行なった。今後は段階3を実行に移し、できた粉末化が栄養食であるという裏付けのための研究を行う。
1.研究の背景と目的
本研究の背景としては、国際問題の一つである栄養不足の解決に寄与するような研究を行いたいというグループの方針があった。この問題に対する自分たちなりのアプローチを考えた結果、栄養豊富な微生物であるミドリムシを用いて解決を模索することとなった。
本研究の目的は、ミドリムシを粉末状の栄養食化することである。粉末状にすることでふりかけのような手軽さになり、現地の食文化に組み込みやすくなると私たちは考えた。
2.方法①ミドリムシの培養に適した条件（pHや必要な薬品）を検証する②乾燥機を用いて水分を飛ばし、粉末化する③粉末化後の栄養素を専門の機械で測定する④実際に現地の食事に合わせる
3.結果①顕微鏡で観察すると、ミドリムシが確認できた。よって酢酸緩衝液を作ってpH=3.8に調整し、尿素と金属（酸化鉄または塩化マグネシウム）を入れることで適した培養液が作れる。しかし、血球計算盤での測定ができなかったため、正確な個体数は把握できなかった。
②乾燥機の温度を100℃にして数時間置いておくと粉末化できる。
③、④未検証4.考察
ミドリムシの天敵を寄せつけないように、培養液の液性を酸性にする。さらに、ミドリムシの光合成をするという特性上、窒素源を必要とするため、培養液中に尿素を加える。また、培養したミド
リムシがクロロフィルを形成するための金属として、人間の体内に入ったときに栄養素として機能する鉄やマグネシウムを培養液中に入れる。個体数把握ができなかったのは、培養したミドリム
シが小さかったからと考えられるため、今回操作しなかった気温等の条件の検証も必要である。
今後研究は、粉末化したミドリムシの栄養価を専門的な機械を用いて測定し、栄養食としての効能を確かめる段階に入っていく。その後は測定の結果によって行うべきことが異なる。測定によって効能が確かめられた場合は、実際にカンボジアの食事に適合させる手順に進み、そうでな
ければ培養段階に戻り、方法を再検討することになる。
5.結論
ミドリムシは培養と粉末化が可能であり、手軽な栄養食として期待されるが、現段階で効能は不明瞭である。
6.参考文献・嵐田亮ら（2015）.公開特許公報(A)_ユーグレナの培養方法及びその培養液.crosssearch.https://dbsearch.biosciencedbc.jp/Patent/page/ipdl2_JPP_an_2014017793.html(2024.2.29参照)
・ ユーグレナ(n.d.).微細藻類ユーグレナとは？
https://www.euglena.jp/whatiseuglena/(2024.2.28参照)

7.キーワード・国際問題 ・ミドリムシ ・栄養食

SSHコズモサイエンス課題研究2023

画像認識を用いたアプリ作成
15班
抄録
AIによる画像認識を用いることで日常での行動のプロセスを自動化することができるというテーマで活動を行った。画像認識を用いてレシートの文字から食材をリスト化して、献立を提案するア
プリケーションを作った。リスト化した食材から献立を提案するシステムを作ることはできたが、「読み取り」の機能を作成する過程において、製品化するのに十分なクオリティを持ったものを作成することができず、全工程において正確な検証を行うことはできなかった。しかし一つの形として作成し、できる範囲の検証の下、一定のクオリティのものを完成させることができた。
1.研究の背景と目的
近年のAIの進化には目を見張るものがあり、特に2023年にはチャットGPTや生成AIというものが登場した。このAIの台頭から、AIを用いることで日々の生活における様々な要素を何かしらの形で手助けができるのではないかと考えた。本研究では主婦や主夫のニーズに焦点を当てて、献立を自動で提案するシステムを構築し、献立作りの貢献にどの程度つながるのか、実生活においてどの程度の有用性があると判断されるのか、を検証実験をするために活動を始めた。
2.方法
以下の方法を評価基準として、ニーズをどの程度満たせるのかどうかを評価するという方法で行った。
(1)食材の判別の正確性をパーセンテージから判断
5段階の評価とし、人力でリストアップした食材との整合性を20％区分で評価(2)食材の入力からレシピ提案までの時間を短時間で行えるか計測
20秒を基準とした区分で、短い順に5段階で評価(3)ユーザーにとって使いやすい機能になっているか
使いやすさを利用者から5段階評価をもらう。
3.結果(1)判別の正確性については、レシートに合致した読み取りができるように、外部ツールを利用しながら試行錯誤したが、その精度は手作業で判別したものとマッチさせると、5%ほどにとどまってしまった。
(2)レシートの部分の正確性がかなり脆弱なものになってしまったため、この部分が足を引っ張り、１０品程度の商品を掲載したレシートに対して、修正期間を用いた入力時間は1分を大きく変えるほどの時間が平均してもかかってしまい、評価としては低い段階にとどまってしまった。
(3)使いやすさ、については10名ほどから評価を得たが、5段階の平均としては2.6にとどまった。
また聞かれた意見としては、単純に検索する機能としては有用性があるが、これそのものの”独自性”がこのままでは足りないのではないか、との声があった。
4.結論・考察
結論としては、特に文字の”判別”の部分において、あまりにも負荷の大きい作業を試みたために、評価としては厳しいものとなってしまった。しかしこの部分を今後改善できれば、より”独自性”と”有用性”のあるものにしていけるのではないかと考える。
5.参考文献・丸山拓馬, 秋山瑞樹, & 柳井啓司. (2012, March 6). 食材画像認識を用いたレシピ推薦システム. 柳井研究室. https://mm.cs.uec.ac.jp/pub/conf11/120306maruyama_5.pdf

6.キーワード
レシピ提案 画像認識 AI

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
より良い教育用ゲームの探求〜教育におけるゲーミフィケーションの有用性について〜
16班

抄録(Abstract)
先行研究により、ゲームが教育に良い影響を与えることを学んだが、具体的な要素については明言されていなかった。このことから、私たちはゲームの要素を具体的に分けて調べることとした。今回の研究では自作したゲームを使用して、ジャイロ操作とフリック操作を比較した。結果としてゲームを行った場合で知識の定着が見込まれ、その中でもフリック操作の効果は高かった。
1.研究の背景と目的
近年、学習アプリなどの教育ツールが生まれており、これらにはゲームの要素が組み込まれていることが多い。これはゲームの要素を他分野に活かし利用するゲーミフィケーションである。これを実際に学習に活かして、確実に知識を定着させることができるのかを調べたい。また、ゲームと学力の関係性(右図参照)から、ゲームをするほど学力は低下していることがわかる。そのため、ゲームのように楽しく学べる効果的な学習方法を用いることで、学力の低下の現状を変えることができると考えている。この上で先行研究を調べたところゲームは教育に良い影響を与える事が分かったが具体的な要素が明言されていなかったため要素に注目して調べることにした。
2.方法
幅広い人を対象としたため、より多くの人が持っているスマホに着目し、スマホゲームを作成した。内容は、学習効果を調査するため、英単語暗記ゲームにした。スマホ上のキャラクターを動かし、アルファベットを集めて英単語を作るシステムである(写真1参照)。また、操作という要素で比較するため、スマホ本体を傾けて動かす ジャイロ 操作と指で動かす フリック 操作での学習効果の違いを確かめることとした。
学習効果の検証方法として、ゲーム上で覚える英単語を使った英単語テストを受けてもらい、ゲーム配布から2週間ゲームをしてもらった後、同じようなテストを使い、点数の伸び率で効果の有無を検証する。また、対照実験として英単語テストを受けてもらったあとゲームをせずに各々のやり方で2週間英単語を学習してもらい、
その後英単語テストを受けてもらう。
3.結果
ゲームをした集団としていない集団の特典の違いは右図(図2,図3)のようになっている。集団の大きさはゲームをしていない集団が20、した集団が24となっている。次に、フリック操作とジャイロ操作の集団での得点の違いは右図(図4,図5)のようになっている。
どちらも横軸が得点、縦軸がその得点を得た人数である。
4.考察
ゲームをした集団の方が伸びが大きくなった理由としては、単語での暗記と比べて娯楽としてモチベーションを保ちやすいことや、1文字ずつアルファベットを取っていくことで単語の綴りを覚えやすいというものがある。フリック操作の方が伸びが大きくなった理由としては、感覚的に操作しやすいという理由が大きい。
5.結論
ゲームを行った場合で知識の定着が見込まれ、その中でもフリック操作の効果は高かった。
6.参考文献岸本好弘,三上浩司.(n.d.).ゲーミフィケーションを活用した大学教育の可能性について.
https://www.omurice.com/kissygame/130304DiGRA/gu_essay.pdf. Retrieved May, 23,2023
赤平 優佑・五十嵐 友美・川上 栞(n.d.).電子ゲームが学力に与える影響.
https://www2.sed.tohoku.ac.jp/cgi-bin/psced_wiki/wiki.cgi?page=%CA%BF%C0%AE23%C7%AF%C5%D9%A1%A1%B6%B5%B0%E9%B3%D8%BC%C2%BD%AC%28%C5%FD%B7%D7%C5%AA%C
4%B4%BA%BA%BC%C2%BD%AC%29&file=Report2011%5F5%2Epdf&action=ATTACH .Retrieved
May 23,2023.
7.キーワード ゲーム 教育 英単語

SSH コズモサイエンス課題研究2023

媒体の種類による広告の効果の違い 17班
この研究では、学校の広告活動においてどのような媒体が購買効果という点で最も効果的かについて、校内の売店にある商品のオリジナル広告を作成し、それを用いた活動前後での売り上げの変化から導いた。実験の結果、テレビ放送を用いた広告が実験前の売り上げから2.6倍まで増加させたことから、テレビが最も効果的な広告媒体であることが分かった。
1.研究の背景と目的
近年、YouTube広告をはじめネット広告が増加していることから、私たちはテレビよりインターネット広告の方が効果があるのではな
いかと考え、私たちは「媒体の違い」に着目して研究を行った。本研究の目的は、媒体による広告の効果の違いを明らかにすることであり、この研究を行うことで、それぞれの媒体の特徴に合った広告を用いて無駄のない消費活動が可能になり、フードロスといった課
題の解決にもつながる。
2.方法
実験①
テレビ広告とスマホ(iPad)広告の比較
まず、テレビ広告とスマホ広告での効果の違いを明らかにするため、媒体の画面の大きさの違いに注目して実験を行った。
私たちは14秒程度のCMを作成し、被験者を2グループに分け、それぞれテレビかiPadを見てもらった後、アンケートを取り広告の効
果を調べた。実験を行う際、広告の効果をより正確に調べるために、本来の広告の在り方にできるだけ寄せ、広告に集中させないよ
うに、被験者にはテーマと研究内容を偽り、私たちが普段テレビを見る時にCMが流れてきて自然と目に入る状況を作り出した。アン
ケートの内容は「飲みたいと思ったか」という質問で被験者の購買意欲の差を調べた。
実験②
電子媒体での広告と紙媒体での広告の効果の比較
この実験では、ポスター広告でチョコチップクッキー、テレビCMでスノーボールクッキーをそれぞれ宣伝し、宣伝前と宣伝期間の売り上げの変化から購買効果を調べた。テレビCMは全校同時放送で、全クラスに設置してあるテレビに一斉放送をした。ポスターは各学年のラウンジに掲示し、どちらも期間は1週間行った。
3.結果
実験①
iPadで広告を見た人は30.4%、テレビで広告を見た人は34.4%が「思った」と回答した。それほど大きな差ではなかったことから、二つの媒体で購買効果に差があるとは判断できないとした。
そこで実験②では、iPadとテレビを電子媒体という大きな枠でまとめ、電子媒体と紙媒体での購買効果の違いについて実験した。
実験②
ポスターで宣伝したチョコチップクッキーは1.85倍、テレビCMで宣伝したスノーボールクッキーは2.6倍、売上が上がるという結果になり、テレビCMのほうが購買効果が大きかったと言える。売店の都合で具体的な個数を聞くことはできなかったが、どちらも実験の効果は確実に現れた。
4.考察
実験①
実験①でテレビとiPadで購買効果に差がほとんど生まれなかった理由として、画面の大きさは記憶や印象への影響が小さいということが考えられる。山形大学の本多薫と門間政亮の「記憶再生、視線移動、負担からの情報表示における画面サイズと 表示位置に関する検討」によると、実験内で、同じ位置のマスにおける画面サイズの違いによる記憶再生度の差は認められなかったとしている。つまり、画面サイズの違いは記憶力に影響を与えないとしていて、私たちの実験①でも同じようなことが言える。
実験②
テレビ広告の方が購買効果が大きくなった理由として、ポスターは静止画での情報であるのに対し、テレビは音声と動画での情報があることが挙げられる。実際に、アメリカ国立訓練研究所が発表したラーニングピ
ラミッド（図1）によると、視覚のみ(読書)を用いるより、視覚と聴覚(視聴覚)を用いて学習をした方が定着率が高いことが分かる。このことからポスター広告よりテレビCMの方が記憶に残りやすく、購買意欲も高くなり購買効果が大きくなったと考えられる。
一方で、他の要因として普段校内ではテレビ広告を流すことがない為、注目を集めやすかったことが考えられる。また、やむを得ない事態ではあったが、商品の値段が異なっていたということも少なからず影響していたと考えられる。結論当学校において最も効果的な媒体は電子媒体である。

5.結論
この学校において、最も効果的な広告媒体は電子媒体である。

6.参考文献本多薫, 門間政亮. (2020). 記憶再生、視線移動、負担からの情報表示における画面サイズと 表示位置に関する検討.
https://www-hs.yamagata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/03/c84aa4b106731ed01db1e2b662e4dc49.pdf
平均学習定着率が向上する「ラーニングピラミッド」とは？. (2018, July 12). キャリア教育ラボ.
https://career-ed-lab.mynavi.jp/career-column/707/
7.キーワード
媒体、広告、フードロス

SSH コズモサイエンス課題研究 2023

プラレールでSTEAM教材を作る
18班
抄録(Abstract)
STEAM教育とは科学（Science）、技術（Technology）、工学（Engineering）、芸術・リベラルアーツ（Arts）、数学（Mathematics）の5つの学問を含む新しい教育理念であり、小学生を含む学生に向けて行われている。STEAM教育では教材や教員の不足など課題が多くある。これに着目し、小学生に馴染みのあるプラレールを用いてSTEAM教材を作成することにした。
1.研究の背景と目的
経済産業省は未来の教室の3本柱に学びのSTEAM化を挙げており、1人ひとりのワクワクする感覚を呼び覚まし知識を取得する［知る］と、創造的・論理的に思考して解決策を見い出す［創る］のサイクルを重要視する。STEAM教育プログラムにはプログラミング教育がよく利用されているが、現状、不足している。
STEAM教育において重要な「楽しさ」を取り入れて教材を作成する。本研究の目的は課題が多くある
STEAM教育に着目し、児童に焦点を当て楽しい学びを提案・提供することである。
2.方法⑴プラレール作成
市販のプラレールにマイクロビットを接続してスマホで操作できるように作成する。
［必要なもの］プラレール,マイクロビット,電気ケースホルダー,コンデンサ,抵抗,モータードライバーモジュール,導線⑵授業案作成①事前アンケートをとる。
②プログラミングについて教える。
③プログラミングを実行させる。
④フローチャートを書く。
⑤速さの計算を行う。
⑥事後アンケートをとる。
写真1 作成したプラレール
写真2 授業の様子
3.結果
すべての項目において人数が増加していた。「興味がある」「楽しいと思う」では増加人数が少なかった。一方で増加
人数が多かったのは「簡単だと思う」「仕組みが分かる」である。
図1 アンケート結果(小学生28人)
4.考察
すべての項目において僅かでも人数が増加していたことから、仮説はある程度正しかったと言える。特に点数が高かったのは、「簡単がと思う」と「仕組みが分かる」であった。やはり小学生にとって馴染みのあるプラレールを利用することでプログラミング=難しいものという先入観が消えやすく、身近で簡単に感じ、仕組みも理解しやすいのだと考えられる。また「興味がある」、「楽しいと思う」についてはもとからそう感じている人が多かったために、増加人数が少なかった。
5.結論
馴染みのあるプラレールを児童のプログラミング教育に利用することでプログラミングを身近に感じ、理解してもらいやすい。
6.参考文献いわンゴ(2022.2.18),【IoT】プラレールをスマホでプログラミングしてみた,https://m.youtube.com/
watch?v=y4a17YdLPPM(2023年参照)
JSiSE(n.d),プログラムによる計測・制御向けのプラレールを用いた学習教材,https://www.jsise.org/wpcontent/uploads/2022/08/2013̲kansai̲p10.pdf(2023年参照)
7.キーワード
プラレール マイクロビット プログラミング STEAM教育

SSHコズモサイエンス課題研究2023
株価に近似した新指標の作成
19班
抄録(Abstract)
ランダムウォークの代表例とされるが、経済を反映しているとされる株価がどのような経済指標と関係があるのかを定量的に分析し、株価に近似した指標を作成するために、相関分析や回帰分析を行った。また、関係性の多寡を適切に評価するために、実数では行わず、増減率による相関を探究した。単一指標では、為替（ドル円）が一番相関係数が高いということが分かった。また、重回帰分析を用いた混合指標の作成では、相関係数は最大で0.42であった。
1.研究の背景と目的
株価は、ランダムウォークの代表例とされる一方で、経済の現況をある程度反映しているとされている。では、どのような指標と関係があるのか。先行研究の課題を改善し、日経平均株価と他の経済指標と関係があるのかを明らかにするために研究を行い、株価に近似した新指標（既存指標の混合指標）の作成を行った。
2.方法① 研究に使用する経済指標を選定し、多重共線性を調べ、データ間での相関を下げる。
② 日経平均株価と各経済指標における前月比での増減率を算出する。
③ ②を用い、2000年1月から2023年3月の期間で株価とそれぞれの経済指標との相関係数を求める。
④ 算出した増減率を用いた重回帰分析によって複数指標と日経平均株価を近似させ相関係数を求める。
⑤ 最も相関係数の高い指標の組み合わせや期間を選定し、作成した新指標と2023年度上半期の株価との相関係数を求める。
3.結果
図表1より株価はドル円と最も関係があり、図表2より混合指標では相関係数が0.4をわずかに超えた。一番相関の高かった指標と株価の変動を重ねると図表3のようになった

図表１ 株価と指標の関係
図表２ 株価と複数指標の関係
図表３ 首位指標と株価の推移
4.考察
この研究は、為替が株価と最も関係があるということを定量的に示すことができた。今後は、株価と経済指標のデータを数か月ずらすことで、株価の予測ということもできるかもしれない。
5.結論
単独指標では、株価は為替（ドル円）と比較対象の中では、一番関係がある。
6.参考文献大竹和希（2021，December，16）．日本のGDPと日経平均株価はどれだけ連動しているか．FPに関する知識を中心にわかりやすく図解 元銀行員が提供するお金の話．Retrieved May, 30, 2023, fromhttps://highbrow-square.com/gdp-nikkei
佐々木英憲（n.d.）．日経平均にみる株価形成の分析 -実務家としての考察-．Retrieved May, 30, 23,fromhttps://keiai.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=33
08&item_no=1&attribute_id=22&file_no=1
統計ダッシュボード（n.d.）．統計ダッシュボード．Retrieved May, 30, 2023, fromhttps://dashboard.e-stat.go.jp
7.キーワード 株価 為替 回帰分析

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
学習の最適化におけるレートシステムの有用性について
20班
抄録(Abstract)
本研究では、日常での学習を効率化する学習教材の作成を行った。先行研究(後述)から、正答率85％となるような状況が最も効率的と仮定してそのような学習を実現する方法を模索したと
ころ、各人へのパーソナライズが可能なWebサイト上での”レート”(後述)を活用した学習システム
が最も適当と判断した。そこで、Python上で、複数の変数を変化させるシミュレーションを行った。その結果最適な変数の設定が発見された。
1.研究の背景と目的
近年の受験生の学習負担は増加している。そこでデジタルな教育コンテンツおよびレートに着目した。デジタルな教育コンテンツは、運用中に設定を変えて、現状に最適化できるという強みを持つ。また、ゲームなどで使われる実力を表す値(レート)を活用することで、自律的に問題や学習の最適化が図れると考えた。
2019年にアメリカで行われた研究によると、学習アルゴリズムを用いたシミュレーションでは、正答率85％の問題を解き続けた時がもっとも学習の効率が高いことが明らかになり、これは過去、動物に対して行われた実験の結果とも合致し、人間に対しても適用できる可能性が高いとの見解が示された。
このことから、私たちの班では、正答率が85%となるような問題を出し続けるシステムが適切な変数の設定によって可能であるとの仮説を立てた。
2.方法
実際の人に対し実験を行う場合、定量的な評価が難しいため、シュミレーションで学習システムを再現することを行った。6つの変数「学習者のレートの上がりやすさ／下がりやすさ」「問題のレートの上がりやすさ／下がりやすさ」「学習者に対する問題のレートのマッチングの上限／下限」を導入し、これを変化させることで正答率の変動を調べた。
3.結果
正答率に最も大きく影響する変数は「学習者のレートの上がりやすさ／下がりやすさ」であり、他2つの要素は±15%程度の変動であったのに対し、この変数は±30%ほどの正答率変動を与えた。よってこのことを利用して複数の要素を調整することで、正答率が85%にすることが可能であることを示せた。
4.考察
結果を言葉で解釈すると「レートが下がりやすいほど、実力に対して簡単な問題とマッチングしやすくなり、正答率が上昇する」といえる。これは当然の帰結であるが、そういった状況を自動的に作ることができるという点で、レートシステム及びデジタルな教育コンテンツが有用であることが示された。
5.結論
本研究を通して、レートシステムやデジタルな教育コンテンツによって、学習効果を高めることが可能であることが示された。
6.参考文献ウィルソン C ロバートら. (n.d.). The Eighty Five Percent Rule for Optimal Learning.
Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-019-12552-4（参照:2024.2.27）
7.キーワード シミュレーション 教育 学習

SSH コズモサイエンス課題研究 2023
誹謗中傷のメカニズム解明
21班
誹謗中傷の発生条件を明確にするべく、①「精神負荷の程度が高いほど、言葉の加害力が増す」②「集団状況における誹謗中傷は加害力を増す」③「匿名下で精神負荷の程度が高いほど言葉の加害力が増す」の三つの仮説をもとにして、実験を行った。結果、匿名化かつ精神負荷がかかっている状況と集団状況で言葉の加害力が上昇するということがわかったので、これらの状況を避けたSNSこそ、誹謗中傷が根絶されたSNSになるという結論が得られた。

1.研究の背景と目的
SNSでは誹謗中傷などが多発しており、社会的にも問題視されていると言えるが、今現在、運営側が採用している誹謗中傷対策が効果を発揮している様子は見られず、誹謗中傷の発生件数は高止まりし続けている
現状にある。今回、誹謗中傷を「減少」させるのではなく「根絶」する事を目標とし、研究を通して誹謗中傷の「発生条件」を解明することで、誹謗中傷の生まれないSNS社会を目指した。

2.方法①「精神負荷の程度が高いほど、言葉の加害力が増す」②「集団状況における誹謗中傷は加害力を増す」③「匿名下で精神負荷の程度が高いほど言葉の加害力が増す」の仮説を立て、8期生と先生をターゲットに、ストレスをかける、集団状況を生み出すなど、仮説に対応した状況を作った上で誹謗中傷を行ってもらい、言葉の加害度を測定した。

3.結果
研究の結果は、仮説①の状況では、言葉の加害力の増加が見られず、仮説は妥当ではなかった。仮説②の状
況では、言葉の加害力の増加が見られた為、仮説は妥当であった。仮説③の状況では、言葉の加害力の増加が見られた為、仮説は妥当であった。詳しい増減は以下のグラフである。

4.考察
これまで行った３つの実験を通して、加害者に「集団状況における誹謗中傷は同調圧力により加害力を増す。」「匿名下においての誹謗中傷は言葉の加害力はストレスを受けるほどに増す」の条件が揃う事によって、誹謗中傷が発生すると言える。すなわち、これらに対応するSNSの匿名利用・他のユーザーとのリライの機能が誹謗中傷の言葉の加害力をあげており、発生に関係しているといえる。また、アプリ内にストレス緩和の機能を備える必要性が見えてくる。

5.結論
考察で述べた発生条件である、「集団状況における誹謗中傷は同調圧力により加害力を増す。」「匿名下においての誹謗中傷は言葉の加害力はストレスを受けるほどに増す」の二つを避けたSNSを作ることで、誹謗中傷が根絶されたSNSを生み出せるということがわかった。

6.参考文献飯島健太郎(n.d.)「都市研究のストレスを改善する緑の役割」jstagehttps://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsrt/35/
2/35_2_304/_pdf (2024.2.27 参照)

7.キーワード「誹謗中傷」

「SNS」

「炎上」

「加害者」

SSHコズモサイエンス課題研究2023

世代別同調行動について
22班
抄録
自分以外の人の考え方に流され、自分の決定を変更する同調行動の世代による違いを研究するため、アッシュの同調実験を簡易化した実験と自我や同調行動についてのアンケートを実施した。実験より、小学生から大人に成長するにつれ同調する人の割合は減少するということがわかった。
1.研究の背景と目的
世間では「日本人は同調行動がよく見られる」という声が多くあり、特に若年層は周りに合わせることがあると言われることが多い。一方、先行研究では全体の約25%にしか同調行動が見られず、これは世界各国と比較し大きな差はないと明らかとなっていることから幼少の頃から発達の段階で同調行動が多いのが原因ではないのかと考える。「日本人は同調行動がよく見られる」というのは本当なのだろうか。これらの世論を受け、世代別に同調行動を調査し、関連性があるのか考察する。
2.方法⑴小学生(6歳から12歳)と大人(成人以上)アッシュの同調実験(簡易版)を行った。
① 図1を見せ、ABCから最も近い棒を選択してもらう② 協力者と話し合いをし、改めて答えを決める③ ①と②の答えが違うかを確認する⑵開成の生徒を対象とする同調行動や自我についてのアンケートを実施した。
3.結果
図2より小学生は65%、中高生は53%、大人は25%と中高生から大人になるにかけて急速に同調行動が失われていることがわかった。
4.考察・結論
実験結果より同調行動は発達段階に依存しておらず、中高生に対するア
ンケートでは自我との同調性が見られなかった。このことから同調行動は発達に依存するという仮説は支持されなかった。しかし特にアンケートによる実験において、他の要素が多く入ってきていたため制御変数をうまく調整することができなかった。
5.参考文献Takano Yotaro(2008,Feb).Are Japanese More Collectivistic Than
Americans?.https://www.researchgate.net/profile/Yohtaro-Takano/publication/242183033_Are_Japane
se_More_Collectivistic_Than_Americans/links/56652d7308ae192bbf90b53e/Are-Japanese-More-Collectivistic-Than-Americans.pdf?origin=publication_detail (2023/9/12)
働き方改革研究所(2022.01.31).日本人は集団主義なのか－実証研究.Retrieved
September,12,2023.From https://www.teamspirit.co.jp/workforcesuccess/diversity/groupism3.html

6.キーワード
同調行動 自我 発達段階

SSHコズモサイエンス課題研究2023
市立札幌開成中等教育学校
行動経済学におけるナッジ理論を使用したスーパーマーケットの改善
23班
抄録
ナッジ理論を用いたポスター実験を行うことで身近なスーパーマーケットが抱える食品ロスや人手不足等の課題の解決を試みた。実際のスーパーマーケットに協力を得て実験し、その実験の課題を考察した後、行動経済学専門家からの助言も頂きながら、スーパーマーケットの改善で有効なナッジ理論は、AIDAモデルのActionであるという考えの基、改善案を作成した。
⒈背景と目的最近、様々な場面で「ナッジ理論」を使用し、人々の行動改善が行われている。強制的にではなくより良い方向に促すこの理論を使用すると身近な問題を平和的に解決できるのではないかと考えた。今回経営に関する問題に絞り、身近な
スーパーマーケットの問題を解決することに決めた。より信憑性のあるデータを得るため、実際に営業しているスーパー
マーケットTRIAL伏古店に協力してもらった。解決する問題点として、TRIALが挙げた「レジカートの利用率向上」とフードロス削減に関わる「食パンの値引き額削減」を採用した。先行研究をもとにそれぞれに以下の仮説を立てた。
仮説1:選択肢を自然と目に入るように提示することで、選ばせたい選択肢を選ぶ人が増える。
仮説2:行動することで生まれる利益を提示することで、自然とその利益のための行動をする。
2.方法
採用した目標を達成するために、私達は以下の方法を考えた。
レジカートの利用率向上は導入されたばかりのレジカートの興味を引くことが必要である。
食パンの値下げ額削減は賞味期限の短いものを優先的に買ってもらうか、全体的に売上高を上げることが必要である。ここから、2種類2つずつの実験をそれぞれ1ヶ月間行った。
《9月に行う実験》①:レジカート置き場に、大きく端的にレジカートの利点が分かる横5mのポスターを掲示する。（右図）②:てまえどりで改善される環境問題に客が協力できることを理解させるポスターを掲示する。
《10月に行う実験》③:カゴにレジカートに関する体験型ポスターを入れる。
④:食パンを使用したレシピのポスターを掲示する。
3.結果①:9/1〜9/30まで実験を行った。データはグラフ⑴の通り。
②:①と同じ期間、実験を行った。データはグラフ⑵の通り。8月の合計値引き額は326,669円に対して、実験期間中の9月の合計値引き額は256,955円である。
③:10/9〜10/31まで実験を行った。データはグラフ⑴の通り。
④:①と同じ期間、実験を行った。データはグラフ⑵の通り。8月と9月の合計値引き額は326,669円、256,955円なのに対し、④の実験中の10月の合計値引き額
は244,812円である。
4.結論
ナッジ理論の効果は一部支持されたが、顧客の声を聞けなかったためニーズを反映できていない可能性がある。私たちは今回AIDAモデルのAttentionに関するナッジを活用したが、スーパーマーケットを改善するにはAttentionに関するナッジは適していなく、Actionに関するナッジを試してみる必要がある。
5.参考文献
食品ロス削減に向けた ナッジをはじめとする行動変容策，特別区長会調査研究機構
https://www.tokyo23-kuchokai-kiko.jp/report/docs/9420a8432b793e93cf30833eac0efccd55f4e535.pdf⒍キーワード 行動経済学 ナッジ理論 スーパーマーケット 地域課題

SSH コズモサイエンス課題探究 2023

都市空間のサインにおけるランドマークの活用が移動の正確性に与える影響の考察
24班

I.

制御変数：開始点から目的地までの道の抄録り(±500m)，選定する都市規模(DID人
口≧100万人) ※DID = 人口集中地区

札幌駅周辺はサツエキの愛称で呼ばれ，日々様々な人が行き交
い，近年では北海道新幹線の延伸による急速な再開発が行われてなお本実験は②での反省(後述)を考慮し，実験協力へのハードルいる．そうした多種多様な人々が集う公共機関における課題としを下げることのできるゲーム形式でのインタフェースを用いて行て「情報の煩雑化」やそれに伴う迷いやすい施設の存在が挙げらなった．本実験で開発／使用したゲーム「OnlyMap!」は現在もアれる。そこで我々は，複雑な文字情報に代替する「LM(ランドクセス可能であり，引き続きデータを収集している(https://マーク)」にを用いたインフォグラフィック的アプローチからの提hiragino-shun.github.io/onlymap-beta/)．

案により，「迷子にならないサツエキ」を目指すこととした．

IV. 結果II. 研究の背景と目的

実験①②の双方から，データには「LMを有する地図の方が迷いにくいとは言えない」傾向にあることがわかった(下図を参照)．し

増井・今田(1993)は調査から人々が道に迷いやすいと感じる場所

かし，収集できたデータの母数が少なく，有意な差とは言えないの特徴を4つのクラスタ，24のファクタに整理している[1]．これにと考える．

よると駅はこれらのうち半数に当たる12のファクターを満たしており，駅が迷いやすい空間であることを示唆している．そのため，我々は駅などの都市空間で道に迷う人を減らしたいと考え，LMの使用による情報の正確性への影響について研究を行った．

III. 方法
本研究において，以下2つの検証を行った①紙媒体調査用紙を用いた，来校者を対象にした実験

Figure 1

Figure 2

回答総数に対する地図利用者の道に迷ったのかの有無の場合

ランドマークの有無による最短距離の歩行時間に対する商学校祭の一般公開で，調査用のQRコードを添付した校内地図を配VI. 結論／考察

布した．LMの有無で被験者を区別し，校内の移動体験から主観的なデータを収集しようと試みた．
独立変数：配布した地図におけるランド

以上より「LMを活用したことによって，案内の正確性が向上しマーク掲載の有無た」と言うのは難しいことがわかった．この研究成果は，2024年

従属変数：校内で迷ったかどうかの主観

3月に予定されている札幌市立高校まちづくりコンペにおける提言

的体験の差異「札幌駅周辺地区への統一的な案内サイン設置の提言」のにも反制御変数：被験者の年齢(10代以下〜80

映し，今後も札幌市をはじめとした駅／都市空間の快適性向上に代程度)，配布枚数(いずれのマップも70向けた探究を継続していきたい．

枚ずつとし，無作為になるよう配布)

VII. 参考文献②ストリートビューによる現実の都市空間を題材にし，校内の生徒を対象にした実験[1] 増井幸恵, 今田寛(1993). A situational structure of becoming

Google mapsを使用して，札幌と規模が同等とされる都市の繁華lost and its relationship with sense of direction. 人文論究, 43, 45

街の地図を作成した．これも①の実験と同様に，LMの有無での目- 58. https://kwansei.repo.nii.ac.jp/records/15518

標地点到達の経過時間の差異等から定量的なデータを収集しよう[2] AKASE Tatsuzo(2009). Demonstrative study onと試みた．

systematizing sign system design theories with public

独立変数：表示する地図へのランドマー

transportation spaces as the catalyst. 東京大学博士論文,

クを掲載の有無

https://ci.nii.ac.jp/d/link/500001440064

従属変数：スタート地点から目的地まで移動するのに経過した時間

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SSH コズモサイエンス課題研究 2023
ボランティアをビジネスに
25班

抄録
現在ボランティアで運営されている「子ども食堂」は食事に苦しむ相対的貧困層の子供やその家族を支えるのに必要な活動である。だがこのような社会のニーズがあるのにも関わらず継続して活動できていない現状がある。このような仕組
みをビジネスとして確立することで持続可能性のあるシステムづくりにつながるのではないかと考え、ビジネスプランを作成した。その中で、食材を有効に活用することでフードロスとも関連づけられることに気づいた。また、高齢者施設での運営により、土地代を軽減させると同時に高齢者へのエンジョイ老後ライフの提供を可能にした。作成したプランは大学の教授らや金融業の方からのアドバイスを受けてブラッシュアップを行った。
⒈研究の背景と目的
近年、「子どもの貧困」や「孤食」という家庭が抱える食の問題がメディアに取り上げられるようになり、それと共に「子ども食堂」の活動が注目を浴びている。だが、子ども食堂はボランティアであり、活動頻度は決して高くない。この活動をビジネスと繋げ、活動頻度を上げることでより多くのニーズを満たし、子どもの食問題を解決する一助になるのではないかと考えた。
⒉方法
ビジネスプランを作成し、コンテストへの応募・大学教授への評価やアドバイスを受ける。その後、改善点を明確にしてプランをブラッシュアップする。
⒊結果
シール戦略、5円アップ大作戦を考案することができた。しかしこのプランでは収支のバランスは取れてない。

⒋考察
このプランは未だ助成金ビジネスの域を出ていない。自分たちで利益を作らなければ持続可能性を高い水準で保つことは難しい。子供食堂として食事を提供する以外で提供するサービスに対応して利用者から金銭をもらう仕組みなどを作る必要がある。
⒌結論
ビジネスにするには安定した収支を考える必要がある。社会問題を解決するにはボランティアといった活動のほかに収入源となる別の活動についても考えることも重要である。
⒍参考文献
札幌市(2023/12/13)札幌市内子ども食堂等一覧.
https://www.city.sapporo.jp/kodomo/torikumi/ibasho/documents/ichiran.pdf.参照2023/12/14⒎キーワードボランティア 子供食堂 ビジネス フードロス 相対的貧困層

SSH コズモサイエンス課題研究 2023

味覚とパーソナリティの関係性

26班

抄録(Abstract)
味覚とパーソナリティには関係があるという大人を対象にした先行研究をもとに、子供にもその関係を見つけたいと考え研究を行った。研究を社会に活かすため、子供が夢を見つける適職診断作成を目標とした。社会人には「先行研究にあった味覚とパーソナリティの関係確認」と「パーソナリティと職種の関係調査」、小学生には「味覚とパーソナリティの関係調査」を目的としたアン
ケートをそれぞれ行った。社会人へのアンケートを分析すると味覚とパーソナリティには深い関係がみられなかったため私達は職業診断の作成を諦めた。研究を通して、味覚とパーソナリティと職種には関係がない事、小学生と社会人の攻撃性の傾向は異なる事が分かった。
1.研究の背景と目的
近年、将来の夢が見つからない子供たちが増加傾向にある。また職場に不満を持つ社会人も多い。本研究では子供たちの成長に貢献するため、味覚とパーソナリティの関係を調査し、小学生を対象とした適職診断を作成することを目的とした。
2.方法
今回の研究は以下のような流れで進めた。
1.実際に使用する心理尺度の決定 2.味覚にかかわる質問の作成 3.アンケートの実施 4.アンケート結果の分析 5.考察
アンケートでは合計6社の企業の方と開成にいらっしゃった保護者の皆様、開成小学校の5、6年生の皆様147名にご協力いただ
いた。
3.結果⑴図１は甘味を好む人と好まない人のパーソナリティの違いを示したものである。（濃い色が甘味を好む人、薄い色が甘味を好まない人を表す）これより、甘味とパーソナリティに関係はみられないことがわかった。ほかの味覚も同様の結果が得られた。
⑵図２は業種別のパーソナリティをまとめたものである。これより、職業とパーソナリティには関係がないことが分かった。
⑶図３は年齢別の攻撃性を示したものである。これより、小学生は攻撃性の全項目が同程度に高いのに対し、社会人はCの身体的攻撃性の値が他の観点に比べ低くなっている。

図1 甘味嗜好別パーソナリティ比較 図2 業種別攻撃性平均値

図3 年齢別攻撃性平均値比較

4.考察
味覚とパーソナリティに関係はみられなかった。小学生よりも社会人のほうが攻撃性が低いのは社会に適応する過程で攻撃性が失われるからと考えられる。言語的攻撃性のみに絞ると小学生と社会人で大きな差はなかったことから、言語的攻撃性は成長する中で大きな変化をしないと考えられる。
5.結論
味覚とパーソナリティと職種には関係がない事、小学生と社会人の攻撃性の傾向は異なる事が分かった。
6.参考文献山脇美代（2020, February, 1）.子ども時代から大学に至るまでの好き嫌いの変化.純心人文研究第26号,
113-126.chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://core.ac.uk/download/pdf/288228896.pdf
山本雄大,齋藤りこ（2023）.苦味を好むこととパーソナリティの関係性:大学生調査.八戸学院大学紀要,
66,49-55.http://id.nii.ac.jp/1110/00001288/
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7.キーワード
味覚 パーソナリティ 年齢