NASA Space Apps Challenge 2023 Yokohama『チームで挑むオープンサイエンス』

NASA Space Apps Challenge 2023からの出題

1.オープンサイエンスのマーケットプレイス

中級者　上級者｜オープンサイエンス　ソフトウェア

　数多くの異なるオープンサイエンス、オープンソースのプロジェクトやツールがありますが、貢献するために必要なスキルを備えた興味を持つ共同研究者とプロジェクトの作成者を効率的にマッチングする方法がありません。
　オープンソースプロジェクトで働くために探している人々と、熟練した貢献者が必要なプロジェクト作成者が互いに見つけることができるコミュニケーションの解決策を作成してください。

2.動画『アルテミス2とあなた!』

初級者｜アート　気候　多様性と公平性　地球　ハードウェア　月と惑星　ソフトウェア　宇宙探査

　NASAのアルテミス2号ミッションは、世界に多くの初をもたらします。女性、有色人種、カナダ人を月の宇宙に送るミッションです。
　どこにいても、アルテミス2号ミッションの開発があなたやあなたのコミュニティにどのような影響を与えているかを共有するための短い動画を作成してください。

3.アプリ『デジタル地質学者になろう』

初級者　中級者　上級者　ソフトウェア　気候　地球　ゲーム

　地質学者を想像してみてください。あなたは、岩石を見るために遠隔地の現場で日々を過ごす人を想像しますか？私たちの地球とその地質学は、コンピューターとNASAのデータを使用して宇宙からも研究することができます。
　地質学者がNASAの地球観測データを使用して研究を行うことを可能にするアプリを作成してください。フィールドワークが必ずしも必要ではないということを想像力を働かせて示してください。

4.宇宙生物学動物園モデルの構築

中級者　上級者｜ソフトウェア　宇宙探査　地球

　転移学習は、モデルが大規模で幅広いデータセットで事前トレーニングされ、潜在的な特徴と関係をエンコードした上で、より小さいデータセットを使用して特定の問題に適合させる機械学習の技術です。この技術は、通常サンプル数が限られており、問題空間が制限されている宇宙生物学研究に関連しています。
　（1）様々なモデルの「モデル動物園」に用いることができる公開されている生物医学の包括的なデータベースを設計してください。（2）特定の宇宙生物学の問題を調査するためにモデルを調整するために使用することができる関連する公開されている宇宙生物学のデータセットを決定してください。

5.SARt（合成開口レーダーアート）

初級者　中級者｜アート　地球

　SAR（合成開口レーダー）は、地球プロセスの研究に強力なツールであり、地震や火山噴火から氷床変化、森林被覆までを調査するために使用されます。
　SARセンサーのユニークな視点を強調する革新的なアートワークを作成してください。複雑なSARデータを地球にもたらします。SAR画像および関連製品に基づくデジタルアート作品（画像、動画、3Dモデルなど）を作成してください。

6.マイプロジェクト

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　参加者は、取り組む課題を自分で作成することができます。
ただし、この出題はグローバル審査の対象外となります。

7.磁気嵐予測モデル開発

上級者｜

　国立海洋大気局（NOAA）の宇宙気象観測所であるディープスペース気候観測衛星（DSCOVR）が正確に稼働している場合、太陽風の強さや速度を宇宙で測定することができ、これによって地球上のGPSや電力網などの重要なシステムに深刻な影響を与える可能性がある磁気嵐を予測することができます。しかしながら、DSCOVRは予想寿命を超えて稼働し続けており、故障を引き起こすことがあり、それ自体が宇宙気象の指標になる可能性があります。
　DSCOVRの「生データ」（故障を含む）を使用して、地球上での磁気嵐を予測してください。

8.日食：視点による違い

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　日食は、私たちが見る空の2つの最大のオブジェクトである太陽と月の外観を劇的に変える驚くべき天体現象です。地球では、地球、月、太陽が一直線に並んだときに日食を経験できます。
　日食シーズン、日食が発生する方法と理由、それに地球上の一部の人々しか日食を見ることができない理由など、日食の仕組みを説明する、若い学習者向けのゲーム、アクティビティ、またはストーリーを作成してください。

9.未来につなぐ地表鉱物塵発生源調査

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　2022年7月14日の打ち上げ以来、EMIT (ハイパースペクトル可視/短波赤外線センサー) は非常に有用です！それは地球表面の組成を識別し、鉱物の塵が地球温暖化にどのように影響するかを調べています。これにより、メタンや二酸化炭素の特定の排出源を検出して、気候変動の温室効果ガスの源を直接対処するのに役立っています。EMITはリモートセンシングのこの分野を革命的に変える可能性がありますが、このセンサーについて聞いたことがない場合、あなたは1人ではありません！
　EMITが何であるか、どのように使用できるか、そしてそのデータですでに達成されていることをコミュニティの認識レベルを上げるのに役立つアプリを開発してください。

10.すべては水から始まる

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　地球には370京ガロン（1400京リットル）の水がありますが、そのうちわずか0.01％が我々が利用できる淡水です。気候変動が地球の水循環を変えるにつれて、この貴重な資源はさらに希少になる危険があります。
　学生が地球システム全体での水の完全な経路と、この重要な資源の入手可能性がどのように私たちの変化する気候に影響を受けるかをよりよく理解するための視覚的なツールを作成してください。

11.生物多様性のホットスポットを探せ

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　あなたのスキルを使って地球上の生命を探検してください！NASAからの新しいイメージング分光計のデータにより、宇宙から生物多様性を測定および監視することが大幅に向上しました。
　南アフリカの生物多様性のホットスポットを特徴付けてください。マッピングするとき、公開されている分光画像データを使用してください。

12.GeoAIの再創造

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　特にラベル付きデータ（つまり、特定の情報で注釈またはタグ付けされたデータ）の入手可能性が限られている場合、研究者は地理空間分析タスク用の正確で効率的な人工知能（AI）モデルを開発する上で課題があります。
　既存の地理空間基盤モデルを活用して、災害復旧作業やリアルタイムの環境モニタリングをサポートする微調整されたモデルを開発し、これらの重要な作業の効果と効率を改善してください。

13.執筆『居住可能な太陽系外惑星の創造』

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　宇宙には私たち以外に生命体が存在するのでしょうか？この問いに答えるために、NASAの次世代のフラッグシップ宇宙望遠鏡である居住可能な惑星観測所（HWO）が、太陽系外の居住可能な惑星を探索する予定です。これらの惑星はどのように見えると思いますか？
　居住可能な惑星に関する公開情報を利用して、独自の居住可能な惑星を設計し、その上での生命の可能性について執筆してください。

14.宇宙のサウンドに浸る

中級者｜アート　天体物理学　ソフトウェア　地球

　NASAは、2Dの天文データを音に変換する「sonifications」を提供しており、宇宙からの画像やその他の情報を体験する新しい方法を提供しています。現在、高度な機器が空からのハイパースペクトル（多くの色がある）画像を3D形式（2つの空間次元と1つの色次元）で提供しており、2Dの天文画像を強化して「fly-throughs」と呼ばれるビデオ表現を作成するために高度な技術が使用され、その視聴者が3D（3つの模擬空間次元）で宇宙の物体の間を移動するように見える体験を可能にします。
　これらの3D NASA宇宙のデータセットの音響化を作成する方法を設計し、私たちが宇宙の驚異を理解し、感謝するのに役立つ、異なる認知経路を提供してください。

15.ISSの地球観測データを使う冒険者募集

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　国際宇宙ステーションの3つの地球観測プラットフォームからのデータは、さまざまな学問領域の科学を進展させるために使用されていますが、現在、これらのプラットフォームのうち1つだけがスムーズなデータモニタリングとアクセス・パイプラインを持っています。この制限によって、科学コミュニティはデータセットを統合し、画期的で革新的な学際的科学を生み出す能力が阻害されています。
　オープンソースのWebベースのツールであるVISIONS（Visible to ShortWave InfraRed Imaging Spectroscopy Interface for オープンサイエンス）の機能を拡張して、より多くのリモートセンシングプラットフォーム・強化する機能を含めてください。

16.磁気リコネクション

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　磁気リコネクション（MR）は、反対方向の磁場線が合体する過程です。もし地球の磁場と星間磁場（IMF）の間で磁気リコネクションが起こると、太陽風プラズマ粒子が地球近傍の空間領域（ジオスペース）に入ることが許され、地球軌道上の人工衛星や地球上の電力システムに影響を与える可能性がある宇宙気象現象が引き起こされる可能性があります。
　宇宙船によって測定されたIMFベクトル成分を分析し、磁気リコネクションがどのくらい頻繁に起こるかを評価するための一般向けのコンピュータプログラムを開発してください。

17.月の地震マップ2.0

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　NASAのアポロ宇宙飛行士は、月を探査する際、各アポロ着陸地点の近くで地球物理学的データを収集するためにいくつかの機器を残しました。
　これらの機器が地球に送信した地震データを、インタラクティブな3Dデジタルの月の地球儀上にプロットする一般向けのアプリを開発してください。

18.山火事防火コミュニティ

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　NASAの衛星から取得した活火データは自由に利用でき、広範なユーザーにとって貴重な情報を提供しています。しかしながら、山火事が頻度、数、サイズとともに増加し続けるにつれて、より多様なステークホルダーがこれらのデータを理解し、使用する必要性が急速に拡大しています。
　技術革新と公開可能なデータを通じて、火災や自然資源監視に対処するソリューションを開発し、地域コミュニティが火災を報告し、モニタリングし、または現在のデータ配布を改善できるよう支援してください。

19.データマッピングプラットフォーム

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　世界は気候変動や水不足、疾患など多くの大きな課題に直面しています。これらの課題に対処するためには、多様なデータソースからのデータを使用した学際的研究が必要です。多くの米国政府機関は高品質で自由に利用できるデータを豊富に保有していますが、これらのアーカイブをナビゲートすることは難しい場合があります。
　NASAや他の連邦データリポジトリから利用可能なオープンデータを探索するためのプラットフォームを設計するか、既存のプラットフォームの機能を改善し、あなたのソリューションが社会的利益が大きい研究分野（環境正義、生態系保護、人間の健康など）にどのように適用できるかを示してください。

20.あなたの街のNASA

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　衛星は地球システムについて多くのことを教えてくれます。私たちは、宇宙から見た視点で空気の質、水の質、樹冠、さらには都市の熱について学ぶことができます。この情報は、地上で生活する人々に関する情報と組み合わせると、さらに有力になります。
　地元の近隣や町を見回し、環境と人間の関係についての質問を考え、NASAの衛星データと人間の情報を使用してその問いについて調査し、創造的な方法で結果を発表してください。

21.オーシャンガーデンズ

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　想像してみてください。海に行ったことのない内陸の地域を訪れた場合、地域の住民は海洋について何も知らないかもしれません。しかし、彼らが気付ないかもしれませんが、これらの人々は海洋の光合成で生成された酸素を呼吸しており、海洋プランクトンによって誘発された大気中二酸化炭素（CO2）の低減の恩恵を受けており、海洋生態系によって支えられた食品を消費しています。本質的に、海洋は、社会に美しさ、資源、CO2除去を提供する庭園と考えることができます。
　視覚、音、相互作用の方法を用いて、ユーザーが簡単に理解できる方法で、重要な海洋によるサービスについてユーザーに教育するアクセスしやすいプラットフォームを作成してください。

22.オープンサイエンスの冒険

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　NASAの科学ミッション局（SMD）は、科学的なプロセスを始めから終わりまで広範な参加者にオープンにすることを約束しています。NASAの科学をよりアクセスしやすく、包括的に、再現可能にすることは、科学のペースを加速し、歴史的に代表されなかったグループの参画を広げ、科学的発見を可能にします。
　NASAの科学からの例を使って、オープンサイエンスの影響を決定するための創造的な新しい方法を考えることです。その際、オープンサイエンスの影響をハイライトし、その影響を示す方法を説明してください。

23.オープンサイエンスストーリーテラー

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　2023年はオープンサイエンスの年です！成功事例を共有することは、グローバルコミュニティによって実現された素晴らしいオープンサイエンスの仕事を紹介する素晴らしい方法であり、オープンサイエンスを科学的ワークフローに統合する成功した方法の実世界の例を提供します。
　ストーリーテリングのあらゆる形式（歌から詩、ダンス、パペット、アクロバットなど）を使用してクリエイティブな方法で、オープンサイエンスの成功事例を語ってください。

24.小惑星プシケパーティー

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　NASAのプシケミッションは、火星と木星の間の小惑星帯にある小惑星プシケを探査します。宇宙探査は多くの人にとって手の届かないもののように感じられますが、クラフトや遊びは障壁を取り除き、誰もが冒険に参加できるようにします！
　手作りの遊びと「クラフト」を用いて、全年齢層の学習者に参加してもらえるプシケをテーマにしたパーティーパッケージを作成し、家族だけではなく、博物館、図書館、学校のスタッフによって再現可能で、アクセス可能で、持続可能であるようにしてください。

25.惑星旅行オフィス

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　遠い未来において、宇宙旅行は地球に住む人々にとって日常的なものになるでしょうが、宇宙旅行者は目的地を選ぶために支援を必要としています。また、旅程の決定にも支援が必要です。
　将来の宇宙旅行者にカスタマイズされた旅程を開発し、太陽系の主要な物体、たとえば火星、木星、または土星、を訪れたい人々のための旅程を作成するツールを作成するだけでなく、現代のユーザーが太陽系の多様な物体について学べるようにしてください。あなたが将来の宇宙旅行を手配するための旅行代理店で働くイメージで表現してください。

26.線虫の宇宙生物学デジタルツイン

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　深宇宙探査は、増加した放射線や変化した重力などの宇宙環境のストレス要因に人間の宇宙飛行士、動物、植物がさらされることを意味します。デジタルツイン（DT）は、物理システムの計算モデルです。これを変更して、実際のシステムの振る舞いを予測します。デジタルツインはこれらのストレス要因の影響を理解するのに役立ちます。オープンソースプロジェクト「OpenWorm」は、NASAのいくつかの宇宙実験で特集された小さな線虫C. elegans（シーエレガンス）のデジタルツイン/仮想生物を開発することを目的としています。
　コミュニティがC. elegansデジタルツインの開発に貢献できるオープンソースプロジェクトを設計し、生物に影響を与える要因の影響を確認するために役立つC. elegansデジタルツインを開発してください。

27.人工知能による技術基準の革新STAR

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　宇宙ファンの方へ、こんにちは！ミッションに対して正確な技術要件を必要としているにもかかわらず、不備や矛盾が発生し、ミッションに災厄をもたらす可能性があることにうんざりしていませんか？もし、標準的な技術補助リソースとなる「STAR」(Standards Technical Assistance Resource)と呼ばれる人工知能（AI）アプリがあったらどうでしょうか？それにより、プロセスを効率化し、必要とされる要件推薦を提供できます。
　STARのアプローチ、コード、または手順を開発し、STARを副パイロットとして利用することで、ミッションデザイナーが正確な要件を備えて自信を持って打ち上げを行うことができるようにしてください。

28.教育ゲーム『Titan City 3023』

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　月や火星での長期居住について考え始めたばかりですが、さらに遠い未来においては、より遠く離れた惑星や、土星の衛星タイタンのような氷のような衛星の成功した探に必要なものは何でしょうか？
　これらの課題を提起し、潜在的な解決策を探索し、新しい世代の宇宙探査家をインスパイアする教育ゲーム（デジタルまたはアナログ）を作成してください。

29.VR宇宙ミッション

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　地球周回衛星や、軌道変更操作を必要とする地球-月間ミッション、地球と火星の周期軌道上を往来する宇宙船、または小惑星帯を横断する深宇宙プローブなど、高度な宇宙ミッションを理解し可視化することは容易なことではありません。
　ミッションコンセプト、軌道軌跡、ミッションタイムラインを含む宇宙ミッションを可視化するために、ユーザーが対話的に操作できる仮想現実アプリケーションを作成してください。

30.この水に何が起きている？

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　自然界の水場で泳いだことがあって、自分の周りにいる微小生命体や、水中に生息するものに興味を持ったことがありますか？海や河川、湖には、目で見えないものを含め、多くの生物が生きています。
　人々が周りの水場で絶滅危惧種がいることを通知し、それらの種を保護するためにできることを説明し、水を尊重しながらレクリエーションを楽しむ方法についての情報を提供するアプリを作成してください。

31.挑戦!太陽物理学ビッグイヤー

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　太陽物理学ビッグイヤー (HBY)は、2023年10月から2024年12月までの期間をカバーしており、アメリカ上空での2つの大規模な太陽食が含まれ、太陽最大期（太陽黒点が最も多く、太陽フレアがよく見られる期間）とNASAのヘリオフィジックスのフラッグシップミッションであるパーカーソーラープローブが太陽に最も接近する予定です。私たちは「太陽はすべてに触れる」と言います。そして、太陽物理学ビッグイヤーのイベントに数百万人が参加することが予想されています。
　ヘリオフィジックス市民科学者プロジェクトに重要な貢献をすることができる人々を特定し、彼らに複数のプロジェクトへの参加を奨励するための創造的な方法を開発し、これらの様々なプロジェクト間のつながりを強調してください。また、彼らにプロジェクトへの参加を通じて、自然科学や宇宙について学ぶ楽しさを伝えてください。