2017年05月

2017年05月28日

「実験」アートの実験と科学、技術の実験

東工大×ロンドン芸術大学シンポジウム 「科学・アート・デザインの実験」



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科学・技術と創造・芸術。

この、一見離れた分野において、東京工業大学とロンドン芸術大学が手を組み、シンポジウムを実施することになりました。

選んだテーマは「実験」。専門分野と文化の隔たりを超え、両者が繰り広げてきた「実験」とは何かを見つめ合い、学び合う機会です。


と書きました。

実は、この「実験」が曲者です。

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実験とは未知の事象を解明、検証すること、得られた知見は記録し、発表する



「TAK」さんは、理工系ですが、小中高校、大学を通じて実験が嫌いでした。

なぜかというと、物理、化学などで、決まりきった条件で、決まりきった結果を再現するのが実験。

ただ、本で学ぶだけでなく、自分で再現し、確認することに意義がある。

「TAK」さんが小中高校、大学の頃の、実験とは、そんな感じだったでしょうか。

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大学院に進むと、様相がガラッと変わります。

既に得られている知見をもとに、未知の事象を解明するために行うのが実験の役割。

意図している実験を、正しく再現するよう、制御できるか、計測できるか

すべての状況を実験で行うのは難しいので、シミュレーションも併用するのですが、重要なポイントは実験で検証しておくことが大切です。

実験は意図したとおりの結果が得られなかったとしても、その「ずれ」「違い」に新たなヒントがあったりします。

すなわち、上記のように、実験とは未知の事象を解明、検証するための重要な手段です。


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想定されたことですが、アート系と科学・技術系の「実験」に対する定義、認識の「ずれ」「違い」が興味深いモノでした。

科学・技術系の「実験」とは、これまでの知見をもとに仮説を構築し、その仮説を検証するための手段です。

試験装置、計測装置が、予定通り、思惑通りに稼働するか、も大切で、小中高の決まりきった条件で、決まりきった結果を再現するのが実験とは、それが、実は難しくて、うまくいかないならば、何が問題なのか、発見し、解決することにも意味があります。

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アート系の「実験」とは、既知のことから、未知のことを試してみる、ことは同様ですが、仮説を構築し、検証する、というよりも、「わからないからやってみる」「やってみなければわからない」という感じでしょうか。

ただし、行き当たりばったり、ではなく、知りたいことを求めるには、どういう実験をすればよいのか、周到に準備します。

実験を行うと発見があります。その中には、想定していない発見もあります。

山登りをしていると、あるところまで登ると、風景がガラッと変わることがあります。

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先まで行くから、その先が見えてくる。宿題をすぐに済ますから、研究ができる




一番先まで行くから、その先が見えてきます。


と書きましたが、実験を行うから、その先が見えます。

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科学の進歩をもたらすのは、全くの偶然か、あるいは知的な計画か?
http://blog.livedoor.jp/stakeid/archives/51935260.html


科学と技術における飛躍的進歩とは、ひとつは、あらかじめ立てられた計画に基づいて研究を進めたときに起きます。

もうひとつは、セレンディピティ(=偶然に巡り会えた素晴らしいもの)によるもので、全く予期しない発見によって起きます。

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ある仮説を構築し、その仮説を検証する実験、測定を行うのが、一般的な手法です。

ただ、計画を着実に実行するだけでは想定内の結果しか得られないことがほとんどです。

そこに、偶然の要素が加わると歴史的な発見、開発につながることがあります。

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準備をしておくからこそ、「偶然」も起きます。実は「偶然」に見えて「必然」だったりするのですが。

準備をしないところには、「偶然」も起きようがありません。何もせずに、「偶然」を待っていてもナンセンスです。

また、あまりに型にはまった、近視眼的な対応には、「偶然」は起きません。


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アート系と科学・技術系の「実験」から、何が生まれ、何がわかってくるのか、楽しみです。



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2017年05月25日

理工系、理学と工学の間をさまよい、揺れ動く

東大五月祭工学博覧会

で伺ったお話です。

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「理工系、と一口で言うけれど、理学と工学では、研究に対する考え方、姿勢、ビジョン、哲学が随分異なる。

真理を探究する理学と、その探求した真理を社会に適用する工学。

宝探しをする理学と、見つけた宝を社会に役立つように磨く工学。

理学、工学に特化した研究者もいる一方、両者の間を彷徨い、揺れ動く研究者も多い」

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文系と理系、目的論とメカニズム、融合ではなく、両方必要?


工学部、理学部では、自然現象、あるいは、それらを模した実験を観察します。

そして、その観察から導き出されるファクト、メカニズムを得ようとします。

理学では、自然の真理を探究することが主目的ですが、工学では、その導き出されたファクト、メカニズム、を活用して、よりよい社会つくりをしていくことになります。


という感じでしょうか。

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小中高校、大学教養課程までの理科教育では、物理、化学、生命科学などにおいて、偉大な先人が発見してきた真理、知見、例えば、万有引力の法則、慣性の法則、作用反作用の法則、相対性理論などが教えられます。

大学専門課程から、多くの場合、理学と工学に分かれるのですが、真理を教わってきたのに、自分で真理を探究することを求められる理学、教わってきた真理から社会への適用を求められる工学、両者共に不慣れです。

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理学でも工学でも実験が行われますが、小中高校、大学教養課程までと、それ以降ではガラッと替わります。

実験とは未知の事象を解明、検証すること、得られた知見は記録し、発表する


小中高校、大学教養課程では、物理、化学などで、決まりきった条件で、決まりきった結果を再現するのが実験。

ただ、本で学ぶだけでなく、自分で再現し、確認することに意義がある。

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大学院に進むと、様相がガラッと変わります。

既に得られている知見をもとに、未知の事象を解明するために行うのが実験の役割。

意図している実験を、正しく再現するよう、制御できるか、計測できるか

すべての状況を実験で行うのは難しいので、シミュレーションも併用するのですが、重要なポイントは実験で検証しておくことが大切です。

実験は意図したとおりの結果が得られなかったとしても、その「ずれ」「違い」に新たなヒントがあったりします。

すなわち、上記のように、実験とは未知の事象を解明、検証するための重要な手段です。



「TAK」さんは工学なので、理学のことは知りませんが、工学でも理学的な真理探究が必要になることがあります。

工学の自然科学化から社会科学化、そして人間科学へ


建築物、船などは、昔からありましたが、その設計、建造に、科学的知見が取り入れられるようになったのは、日本では明治以降、世界でもニュートン、ベルヌーイ、ライプニッツらの自然科学的知見が出てくる近代になってからで、それまでは大工、職人の経験、勘によるものでした。

産業革命以降、蒸気機関による鉄道、船、飛行機あるいは鉄、コンクリートによる建築物ができると、飛行機の空気による揚力、抵抗、船と波の相互作用、建築物の耐震、耐風など、これまでは考える必要のなかった、新しい自然と人工物の関係が生まれてきました。

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この、新しい自然と人工物の関係は、理学ではなく、主として、これら鉄道、船、飛行機、建築物、をつくった工学が担当することとなりました。

そこで、流体力学、材料力学などの学問が生まれました。

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鉄道、船、飛行機、建築物をつくる、工、技術に対して、新しい自然と人工物の関係の評価は、工、技術よりも、むしろ観察に近い自然科学的手法が取られます。

これは、自然科学の知見を取り入れて、モノ、技術を創りだす、という方向から、創り出したモノ、技術を自然科学的手法で評価する、という、一種のパラダイムシフトを生むことになります。

この自然科学から技術へ、技術を自然科学で評価、という両方向を使いつつ、技術は進歩していくことになります。


「自然科学の知見を取り入れて、モノ、技術を創りだす、という方向から、創り出したモノ、技術を自然科学的手法で評価する、という、一種のパラダイムシフト」は大変興味深いもので、これがあるからこそ、工学研究者は新しい真理を自ら見つけつつ、技術を進歩させていくのかもしれません。

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科学と技術の融合




「科学技術」と一言で語られますが、「科学」と「技術」は、本来は違うものではないでしょうか?

「科学技術」と言われる場合、自然科学において、科学的な発見、根拠があり、それをベースに、実社会に適用する技術に応用する、というのが一般的です。

ただ、人類の歴史において、「技術」は人間の生活と共に、科学的根拠など伴うことなく、ほとんど経験により、活用されてきました。

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医術は人類と共に、発祥したのでしょう。

この当時のお医者さんは細胞試験、基礎実験など、行いません。実際の患者を扱う臨床の経験がベースです。

でも、紀元前の歯科技術は、現在と比べても、遜色ないことが発見されています。

農業が営まれると、水路をひく灌漑技術も発達しましたが、物理学の発見がベースではなく、これも経験によるものでしょう。

当然ながら、重力の法則も、作用・反作用の法則も発見されてはいませんでした。

測量技術により、直角を作るには、三角形の直角をはさむ二辺のそれぞれの平方の和と斜辺の和が等しい、ことを経験により知り、適用していました。

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これを科学的、論理的に証明したのが、ピタゴラスです。

このように「技術」は人間の生活に密着したもので、生活を便利にするために、経験をベースに作られていきました。

つまり、「技術」は「役に立つ」ことが基本です。

「技術」は極めて閉鎖的で、親方から弟子へ、教わることもなく、見よう見まねで伝承されました。

「技術」は自分たちの存在価値、意義、飯のたね、ですから、他の人たちには教えません。

「技術」が書き物にされて、学校で広く教えられるようになったのは、近代に工科大学が設置されてからです。

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一方、「科学」は、人間の生活とは、特に関係があった訳ではありません。

「同じ体積であれば、質量に関わらず、風呂からあふれる水の量は同じ」というアルキメデスの原理は、結果として、いろいろな技術のベースになりましたが、アルキメデスは人間の生活のために発見したのではないでしょう。

ニュートンの一連の法則、万有引力の法則、作用・反作用の法則、慣性の法則も同様です。

科学は、哲学、芸術、文学、などと同様、生活にゆとりがある人々の教養に基づく、知的欲求によるものです。

新しいことを知ることが楽しい、から行うのであって、特に、「人間のために役に立つ」ことを目的としたものではありませんでした。

「科学」は早くから大学で教えられてきました。もっとも、その当時は「科学」というよりも「哲学」であったかもしれません。

「科学者」は世の中から離れて、実生活とは関係のない、真理を追究する人たち、というイメージが最近までありました。

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「科学」と「技術」が融合したのは、つい最近です。

「技術」が経験だけでなく、「科学」も根拠とするようになりました。

「科学」も何か「技術」に結びつかないか?検討し出しました。

そこで、「科学」が人間の生活に役に立つ、ようになりました。

「新しいことを知ることが楽しい」科学が「人間の生活に役に立つ」ようになりました。

こう考えると、科学はむやみに人間の生活に役に立つように、というよりも「新しいことを知ることが楽しい科学」と「人間の生活に役に立つ技術」がバランスを取って融合するのがいい、みたいです。


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工部大学校と日本の工学形成




当時の「工」は、日本だけでなく世界的にも、現在の数学、物理学などの科学と密接に結びついたものというよりも、経験に基づく「ものづくり」、交通インフラ、建物の工事、に近いものでした。

測量、交通インフラ、建物の工事、簡単な電気通信工事は、例えば、戦場では大変重宝で、評価が高かったようです。

当時の工部大学校でも、学問理論重視か?実地経験重視か?で、だいぶ意見が分かれていたことが伺えます。

いつの時代も、すぐに役に立つ、という点で、学問理論よりも実地経験の方が望まれます。

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一方で、新しい技術を生み出すには、学問理論をベースとした研究開発があり、それが実地に展開することが大切であることは、後の歴史が示す通りです。

結果的にみれば、工部大学校は帝国大学令により東京大学工芸学部(前年に理学部より分離)と合併、帝国大学工科大学となり、理論と実践を融合させることになり、日本の技術の原動力となりました。


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理工系は、理学と工学の間を彷徨い、揺れ動くからこそ、進歩があるのかもしれません。



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2017年05月24日

東大ウィンブルドンテニスクラブのブースにて2017

東大五月祭で、模擬店の「東大ウィンブルドンテニスクラブ」に行ってみます。

このテニスサークルは「TAK」さんが学生の頃、ちょっとしたきっかけで始めたのですが、その後、後輩の方々が引き継いでくれて、なんと37年になります。ちょっと待ってください、「TAK」さんは18歳では?

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さて、ここ2年ほど、訪問し、その訪問記は、

東大ウィンブルドンテニスクラブのブースにて

祭り、という非日常的な、仲間が時間的、空間的距離を超えて集まる場

に書いてありますが、今日は今年感じたことを書いてみます。

さて、37年の時空を超えた旅の始まりです。

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さて、東大五月祭には、

東大五月祭2017に行ってきました

東大五月祭2017は近未来のデモンストレーション?

のように参加し、学園祭の雰囲気、パフォーマンス、理工学、人文・社会学の最先端の発表を見てきました。

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これだけでも、素晴らしいのですが、これに、東大ウィンブルドンテニスクラブのブースがあると、想い出がよみがえり、懐かしい人との再会、新しい出会い、があります。

まず、感じることは、

・サークルを続けてくれてありがとう

自分たちが始めたサークルが消滅していては、寂しいでしょう。とにかく、続けてくれてありがとう。

・五月祭にブースを出してくれてありがとう

焼きそばブースという「場」があるから、世代を超えた仲間が集まります。祭という非日常的イベントに「場」を設けることは大切です。

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感じることが同時多発的にたくさんあるのですが、模擬店ブースにいると、「遠いあの日」がよみがえってきます。30年以上の時間旅行です。

あの頃の仲間は残念ながら、来ていません。でも、なぜか、すぐそばにいるような感じがします。

大学サークルの同窓会は、ひりひりした原体験の再現ドラマ




単に、昔のことを思い出し、懐かしがり、しみじみと語り合い、共有するだけではなく、

学生当時の、お互いに食い込み合った、原体験を、お互いに引きづり出しながら、

まるで30年前を熱く再現しあう、場になっていきました。

「確か、こうだったな」

「違いますよ、それはですね」

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今の状態から、昔の学生時代を振り返って、思い出す、状態から、学生時代に戻って、当時の状況で熱く語り合う場になりました。

大学時代のサークル活動とは、長い人生の中の、ほんの1,2年のことです。

でも、その1,2年の活動は、お互いに「食い込む」、時には「ひりひり」する、強烈な原体験で、末永く人生に影響するものだったりします。

「ゆるやかなつながり」だけでなく、学生時代の、お互いに「食い込む」、時には「ひりひり」する、強烈な原体験にもとづく、つながりの大切さを気づかせてくれる同窓会でした。


と書いた、ひりひりした原体験を共に過ごした仲間へ、時空を超えた旅行の様子を伝えるのも、ミッションの一つです。

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テニスサークルとは、一緒にテニスをするためのコミュニティーですが、結果として、もっと大切なのが、テニスを通じて得られる、「人と人のつながり」だったりします。

生涯のパートナーをそこで得て、家庭を築く、に加えて、そこでの友達とは、社会に出てから得られる業界内の友人とは異なり、多方面に広がる末長く続く、かけがえのない友人となります

ということで、テニスは楽しい学生生活を送るための手段、だけではなく、有意義な人生を送るためのもの、にもなります

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ただ、卒業してから時間が経過するに伴い、学生時代は一緒に過ごしていた仲間たちと、一緒に過ごす機会も減っていきます。

離れ離れになってしまったけれど、年に数回は会おうよ、というのが、「祭り」という非日常的な機会です。

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さて、同じ世代の仲間と来る人が多くて、懐かしい仲間と久しぶりに会うにはよいのですが、

時空、世代を超えた旅行には、「ひとり」で来るのもよかったりします。

越境のポイントは「ひとりで行く」のだが、越境先に「友達」がいるとよい




「未知の世界」ではアウェイ感を味わうことが予想されます。

それは、ちょっと辛いので、一人ではなく、誰か、友達と行くことがあります。

すると、結局、せっかく行った「未知の世界」で、一緒に行った「友達」とずっと一緒で、

新しい友達をつくることができないことがあります。

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ややこしいのですが、

「友達」と一緒に越境するのではなく、

ひとりで越境し、越境先の主催者、コアメンバーに「友達」がいると、

その「友達」に、そのお友達を紹介してもらうと、共通のテーマがあって、また関心が重なっていたりして、お話がずっと深まります。

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残念ながら、越境先の主催者、コアメンバーに「友達」がいない場合は、

とにかく、越境先の主催者、コアメンバーと「友達」になると、取りあえず、これからの展開が開けそうです。


世代を超えた仲間が集まるのですから、懐かしい仲間との再会だけでなく、新しい出会いもあると、これからの展開が開けそうです。

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上に、「アウェイ感」と書きましたが、東京勤務ではない、空間的アウェイ感に加え、時間の流れによる時間的アウェイ感は既に学生の頃から起きています。

五月祭の前日の金曜午後は、五月祭の準備のため、授業は休み、ただし、研究会などはあります。

「TAK」さんは研究会で、大学院生の参加者に、

「五月祭の準備がある人は適宜抜けていいですよ」

と言ったところ、みな、顔を見合わせて苦笑いしています。

「2,3年前の学部生の頃は、私たちが中心になって準備していたのですが、今は後輩たちがやってます。

行っても、「何しに来たんですか」なんてことになります。あそこに居場所はないんです。アウェイ感、疎外感半端ないんです」

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時間的、空間的距離により、参加できなくても、今ではネットで情報共有できます。そのために、今、このブログを書いているのですが。

さて、時空、世代を超えた旅行は、「非日常」がよさそうです。「日常」はちょっと辛そうです。

そんなことで、次回の「非日常」の時空、世代を超えた旅行を楽しみにします。









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2017年05月22日

東大五月祭2017は近未来のデモンストレーション?

東大五月祭2017に行ってきました

に、

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本当はひとつひとつじっくり見学したいイベントが凝縮されています。

中でも、最近顕著なのが、理工系のイベントです。


と書きました。

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理学部、工学部の展示は、パネルが展示されていて、説明員がいる、というスタイルがほとんどでした。

このスタイルだと、パネルに魅力が感じられない、説明員の愛想がよくなさそう、だとスルーされてしまい、学園祭ではマイナーな存在でした。

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研究活動、研究成果を文字が主体のパネルで展示するのではなく、実際にモノがあって、しかも、来場者が、自分で体験できる展示が増えています。

あるいは、モノはなくても、発表がパネルからスライドに替わり、スライドで動画を示すことができるようになり、

無味乾燥が多かった理工系の展示が、ぐっと生き生きとして、身近に感じられるようになりました。

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工学博覧会2017

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など、文字が主体のパネル展示ではなく、実際にモノがあって、しかも、来場者が、自分で体験できる展示で、子供から高齢者まで多くの来場者でにぎわっていました。

医学部 五月祭企画

の手術、検査、診断の実演も長い行列ができていました。

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中でも圧巻なのが、

10分で伝えます!東大研究最前線

でしょうか。

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理工系だけでなく、人文科学、社会科学の研究者が集まって60人以上集まって、パネル展示ではなく、スクリーンを使って、自分の研究を10分間に凝縮して、発表します。

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10分とは、研究発表には短いのですが、専門外の人に聞いてもらうには、

最初の1分の背景、目的で、関心を持ってもらい、6分で説明、結論、今後の展開が2分、質疑1分、という時間配分でしょうか。

情報があふれ、待てない社会では、このペースでなければ、人はついてきてくれません。

テーマタイトルを見ていると、他に魅力的なイベントがなければ、2日かけてじっくり聞きたいものばかりです。

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これまではスルーされていた研究発表だったのが、会場が満員になってます。

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学園祭と言うと、コンサート、ダンスなどのパフォーマンス、著名人による講演、アイドル企画、模擬店などが主流でしたが、

近未来のデモンストレーションによる、

理工系、あるいは研究系の逆襲を感じた東大五月祭でした。




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2017年05月17日

IoT時代への新しい知財・標準化戦略とは?

知的財産マネジメント研究会(Smips)IoT時代への新しい知財・標準化戦略 ?欧州企業の最新動向から戦略を検討する? 

という案内が来ました。

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IoT、ビッグデータ、AIなど技術革新の中、企業環境は「100年に一度ともいうべき歴史的転換点」)を迎えている。

さまざまなイノベーションが生まれ、国際競争は熾烈化し、取り巻く環境は厳しい。

そのチャレンジは欧州のレガシー企業も例外ではない。

今回講演では、日本では比較的馴染みが薄い欧州企業における取組をシーメンス、ノキアに見る。

両社はそれぞれ170年、150年の長い歴史を持つ欧州を代表するレガシー企業であるが、シーメンスには大胆な企業再編とデジタリゼーションへの取組み、ノキアには基幹事業の端末部門を切り離し、ネットワークをもつアルカテル・ルーセントを2兆円で買収するなど大胆な企業再編への取組を行っている。

IoT時代に向けて欧州レガシー企業がどのように進んでいるのかを現場取材などを踏まえ分析し、そのなかからIoT時代への新しい知財・標準化戦略はどうあるべきかご一緒に考えたい。

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人々の想いと現実社会のギャップ


人々の想いと現実社会にギャップがあって、そもそもスタートからずれてしまっているケースがたくさんあります。

社会をよくする、課題を解決するには、まず現状を確認することが大切なのですが、ここで、想いと現実に「ずれ」があってはうまくいきません。


●研究開発、技術開発は自分で頭を使って、汗を流して行うもの、インベント・ヒア


東大知的資産新ビジネス塾「知財戦略はめまぐるしく進化する」




かつての知財戦略と言えば、競合他社よりも先んじて技術開発し、それを特許出願し、権利化し、権利を防衛すると共に、ライセンス収入を得る、というものでしたが、オープン・イノベーション、国際標準化の流れの中で、あえてリスクの高い新規技術開発を自ら行うことなく、技術、知財ごと買収する、というのが現在のトレンドでしょうか?


と書きました。

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新規技術の開発には、大学とのコラボレーションの開始、試験設備の導入、研究者の雇用、育成などに、多額の資金、費用だけでなく、少なくとも3〜5年程度の時間がかかります。

ところが、スピードが速い社会では、3〜5年程度の時間を費やしていたのでは、事業の機会を逸してしまいます。

そこで、あえてリスクの高い新規技術開発を自ら行うことなく、技術、知財ごと買収する、というのが現在のトレンド、です。

ところが、新規技術の開発を行う担当者は、以前、研究者だった人が数多くいます。

すると、上記のように、研究開発、技術開発は自分で頭を使って、汗を流して行うもの、他人が行った研究開発、技術開発を、金で買うなんて、とんでもない、という意識の人が少なくありません。

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産学連携、シーズとニーズのマッチングからオープン・イノベーションへ




日本企業はNIH(ノット・インベント・ヒア)自社開発主義が強すぎる。世界的には、技術の知財ごと買収が一般的に。


と書いたとおりです。

もっとも、NIH(ノット・インベント・ヒア)という英語にあるように、日本だけでなく、研究者を経験したことがある人には、受け入れがたいことなのかもしれません。

スピードが速い社会では、技術をビジネスにするには、自分のコア技術は大切ですが、一から研究開発するのではなく、有望な技術を知財ごと買収する、スピード感、スケール感が大切です。


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IoT、人工知能などが時代のキーワードですが、時代、社会、技術の進歩に合わせて、知財・標準化戦略もモノからサービス、デザイン、システムへ移行しつつあります。

例えば、以前はカメラの手ぶれ補正は、ハードで行っていましたが、今ではソフトウェアで対応しています。

かつて自動車メーカーの特許といえば、エンジン関連が主流でしたが、最近は自動運転に関するIoT、人工知能など、Googleなど、IT企業とほとんど変わらないものになっています。

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業態が急激に変わる時代には、企業も変革が求められます。

カメラがアナログからデジタルに変わり、フィルムがいらなくなりました。

時代に流れを受けて、触媒、コーティング技術を活かし、医療へ変革を遂げたフジフィルム。

こだわりを捨てきれず、「現在利益は多いし、そんなに急には変わらないだろう」と引き延ばしを図り、消滅したコダック。

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上記のように、新規分野に乗り出す、あるいは強化する場合、あえてリスクの高い新規技術開発を自ら行うことなく、技術、知財ごと買収する、というのが現在のトレンド、です。

それゆえ、企業買収が極めて重要で、買収する企業の技術、顧客、知的財産を正しく評価することが大切です。

企業買収で、顧客、技術を獲得し、変革したノキア、大幅な赤字を抱え込んだ東芝。

日立、IBM、日産なども一時は業績不振、大幅な赤字が伝えられましたが、現在では回復しています。

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苦しい時に、とにかくキャッシュフローがあれば、次の手が打てます。無い場合、破産手続きになります。これが、生き残りのキーポイントかもしれません。

業態が急激に変わる時代、メーカーにとって、変革時の困難は通らなければならないハードルかもしれません。

日本企業も、繊維、織物用の機械をつくる豊田自動織機からトヨタ自動車、トランジスタ・ラジオの東京通信からエンターテイメントまで手掛けるソニーなど、かつては企業変革が得意でした。


とりとめがありませんが、今後も見守っていきたいと思います。





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2017年05月16日

未来材料によるイノベーションの可能性

東京大学高校生のための金曜特別講座

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未来材料:チタン・レアメタル〜夢の材料チタンの将来性やレアメタルに関する問題点を解説〜

社会が発展し、生活が豊かになれば、高性能の電子機器が数多く使われるようになる。

日常生活では直接目にすることは少ないが、電子機器には多くのレアメタルが使われており、私たちは多種多様のレアメタルに囲まれて生活している。

いまやレアメタル抜きには、私たちの生活は成り立たない。また、ハイテク製品だけでなく、省エネにもレアメタルは不可欠である。

たとえば、ハイブリッド自動車やロボットの高性能モーターや蓄電池、太陽光発電用のパネルや制御器などは、レアメタルの塊と言っても過言ではない。

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このように、社会が発展すればするほど、多量のレアメタルが必要となる。本特別講義では、夢の材料チタンをはじめとするレアメタルの現状や将来性について解説する。

また、レアメタルの生産に伴う様々な問題についても紹介する。レアメタルの採掘や製造に伴い、海外では環境破壊が進んでいるが、これらの問題の本質、さらには、レアメタル供給のボトルネックやリサイクルの問題点について講義を行う。

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という案内が来ました。

技術の進歩と言うと、最近では人工知能、IoT、モバイル・ネットワークなど情報通信関連に注目が集まりますが、それらを支える素材、材料についても進展が急速で、しかも、生活の中に入って来て、生活自体を変えています。

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「テニスラケットが壊れて、新しいラケットを使う」を考える




●テニスラケット材料、木からカーボンに伴い、大型化、軽量化

1980年以前のテニスラケットは、ほとんど木で、出来ていました。

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その後、グラスファイバー、高強度、高弾性カーボンが使われるようになり、ラケットの大型化、軽量化が進みました。

当初はテニスは遠くへ飛ばせばよい、のではないのだから、とラケットの大型化に懐疑的な人も多かったのですが、パワー、確実性に非常に有効でした。

木に比べてはるかに強度が高いカーボンを使用するため、軽量化が進み、木では370gあったラケットがカーボンでは270gまで軽量化が進みました。

また、木は一度、湿気を吸い込むと極端に強度が落ちます。それゆえ、湿度管理が大変でしたが、カーボンでは、その必要はほとんどなくなりました。

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ただし、軽量化とは材料の薄肉を意味します。ラケットのフレームは、中が空洞の、中空構造がほとんどで、曲げ、ねじり、疲労破壊には弱かったりします。


書いたように、テニスラケット材料の、木から高強度、高弾性カーボンへの進展は、トッププロのプレースメント重視から、パワー重視へのテニスの変化だけでなく、多くの人が軽く、長持ちするラケットで親しみやすくなりました。

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短縮・圧縮は便利だが、忙しくなる、貯蔵できると豊かになる




蓄電池自体は鉛蓄電池など、昔からあったのですが、容量、エネルギー密度が小さく、価格も高価でした。

リチウムイオン電池などの急速な技術開発により、PC、スマフォなどが外出時にも可能になり、乾電池では達成されない利便性が得られました。


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1995年頃まではバッテリーには主にニッケルカドミウムが使われていましたが、その後、リチウムイオンが使われるようになり、バッテリーの容量、出力が急速に向上し、リチウムがレアメタル、ということで、大量利用による価格高騰が心配されたのですが、実際には、量産効果で価格は急速に低下しました。

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その他、鉄道、バスから飛行機、宇宙船まで、鉄、アルミから軽量のチタンの利用が進んでいます。

これにより、交通機関の高速化が可能になります。


このように、人工知能、IoTなどに比べると、素材、材料の進展は地味ですが、着実に進み、私たちの生活を変えています。

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さて、レアメタルと言うと、埋蔵量が少ない、と考えがちですが、

埋蔵量は豊富なのだけれど、メタルに精錬するのが難しい、あるいは、精錬する際に有害物質が排出されてしまうので、大量生産が難しい、

などの理由で「レアメタル」であるものも多くあります。

実際のところ、枯渇が心配される「レアメタル」は、ないそうです。

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レアメタルは、上記のように、埋蔵量が少ない、メタルに精錬するのが難しい、あるいは、精錬する際に有害物質が排出されてしまうので、大量生産が難しい、

ため、リサイクルが奨励されます。

実際のところ、リサイクルするよりも、新しく作るほうがコストは安いのですが、採掘するのに環境を破壊することになる、精錬するのにエネルギーを使う、

ということで、リサイクルのメカニズムを作ったほうがよさそうです。





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2017年05月11日

現象、事例の記録、収集から特性の解明へ

共振、共鳴は工学から音楽、文学、アートまで



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建造物、機械の部材、などには、固有振動数と呼ばれる特性があります。

固有振動数による振動を受けると、小さな振動でも、大きく増幅し、場合によっては、破壊してしまうことが知られています。

それゆえ、建造物の固有振動数は地震の振動数から、機械の部材の固有振動数は機械の振動数から、外すように設計します。


と書きました。

建造物、機械の部材、などの固有振動数は、ごく簡単にあらわすと、質量ー剛性バネモデルの方程式から求まります。

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建造物、機械の部材、を地震、機械の振動数領域から外すように、質量、剛性を調整します。

ただ、実際には、建造物、機械の部材は、もっと複雑な構造で方程式のモデル化が難しい、モデル化の妥当性が不明、などの問題があります。

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そこで、実際には、建造物、機械の部材を振動台、加振機などで、振動数を変化させながら、小さな振動を与え、大きく反応したポイントから、固有振動数を求めます。

また、建造物、部材が経年劣化していくと、剛性が低下していきます。すると、当初求めた値よりも低い固有振動数になったりします。

この場合も、実際に、振動台、加振機などで計測することにより、設計時とは異なる、現在の固有振動数を求めることができます。

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拡張現実と予感のセンシング、インターネットからセンサーネットの時代へ




仮説を構築し、検証する枠組みが成り立たなくなっている。それよりも、大量高速で、試しにやってみて、うまくいったポイントを数値的に記録しておき、まず成立させた上で、なぜ成立するのか?論理的に考察していく方が手っ取り早い。


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「理論を現象で検証する」から「現象から理論を導き出す」へ




科学の世界でも、「仮説を構築し、検証する」スタイルから、「現象から論理的に考察」に移行している


と書きましたが、固有振動数についても、モデル化して、方程式を解くよりも、実際に試験してみるのが、早くて、正確です。

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無意識、反射的をどうやって言語化、再現するか?





「言葉にしにくい」ことを言語化し、「理屈ではなくて、身体で覚えろ」と言われていたものを、理論化します。

と書きましたが、何をセンサリングして、どうフィードバックすれば、無意識、反射的などのブラックボックスを言語化、構造化し、制御できるのか?よくわかりません。

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このような場合には、因果関係、メカニズムをこじつけてもうまくいきません。

多数の失敗した結果と、ごく少数だけでうまくいった結果を記録する。そこからヒントが見つかるのではないか、そんなことを考えています。


と書きましたが、

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音楽、文学、アートにおける共鳴現象についても、

「どうすれば共鳴するのか?」

因果関係、メカニズムを解明して、こじつけようとするよりも、実際に共鳴を感じた、共鳴が起きた現象、事例を記録、収集することより、自分が共鳴する特性を把握するのが、実際的なようです。

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誰と相性がよくて、仲良くなれるか、好きになるか、も同じかもしれません。





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2017年05月10日

共振、共鳴は工学から音楽、文学、アートまで

身体とハートが天才性に「共振する」

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指揮者が楽曲を忠実に再現することによって、聴いている人の思考や感情が指揮者の思考や感情と同時に再創造される

演者と会場が一体になるような演奏を体験することがあります。


というサイトがあります。

これについて、考えたことがあります。

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想定外のことから学ぶのが工学の進歩




想定外のことから学ぶのが工学の進歩、とも言えます

よく引き合いに出されるのが、

・完成直後のタコマ橋の崩壊・・・カルマン渦、共振現象

・溶接鋼の輸送船の冬期の破壊・・・鋼の低温脆性

・コメット機の墜落・・・疲労破壊


と書きました。

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建造物、機械の部材、などには、固有振動数と呼ばれる特性があります。

固有振動数による振動を受けると、小さな振動でも、大きく増幅し、場合によっては、破壊してしまうことが知られています。

それゆえ、建造物の固有振動数は地震の振動数から、機械の部材の固有振動数は機械の振動数から、外すように設計します。

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一方で、共振、共鳴現象は避けるだけでなく、積極的に利用されています。

モノの内部を探査し、可視化する技術




人体などモノの内部の様子を観察し、撮影することが可能になり、医療の他、空港の手荷物検査にも幅広く利用されています。

磁気共鳴を利用したMRIなどが広く活用されるようになってきました。

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人だけでなく、モノ、景色、地中など、直接見ることができない内部を見たいのですが、最も重要でニーズが高いものが、人体であり、医療機器から開発が始まります。

MRIなども、当初は人間の脳を対象にした、高価な装置だったものが、技術の発達、普及により、価格が低下し、人間の脳以外にも対象が広がり、また、固定式ではなく、ポータブルで持ち運びが可能な装置が開発され、さらに用途が広がり、その結果、さらに価格が低下し、用途が広がる、という現象が起きています。


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電線、充電が不要なワイヤレス電送とは?




電気は電線を使って送るのが当然とされておりますが、ワイヤレスで電力を送る時代が近づいてきています。

電磁共鳴という現象がポイントなのですが、共鳴現象を使ってワイヤレスで送電できることは、米MITの研究グループが2007年に初めて実証しました。

スマートフォーンのワイヤレス充電などは、既に実用化していますが、MITの実験により、離隔距離があっても電送が可能なことが実証されました。


と書いたように、共鳴現象は工学に利用されています。

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この共鳴現象は、

アンサンブル、共演者の音を取り込み、支え、観客の反応を見つつ、関係を構築していく


不協和音、とは、言い得て妙な表現。観客との心の共鳴、拍手によるフィードバック


理工系学生能力発見・開発プロジェクト


大学1年生の皆さんにはちょっと難しくて「ちんぷんかんぷん」で、引率の先生、大学院生の皆さんが共鳴していたのでは?という「場の空気」


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コミュニケーションは共鳴がポイント?


音楽、文学、映画、放送、写真、絵画、何の作品でもいいのですが、何かを強く感じる作品と、全く何にも感じない作品があります

作者は何かをアピールしたくて、聴衆、読者、視聴者に伝えたくて作品を作りますが、受け手に伝わる場合と、伝わらない場合があります。

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いい、悪いの問題ではなく、事実として、受け手に共鳴するものと、しないものがあります

「場の空気を読む」ことが大切、と言われます。空気は伝わります。

話し手は聞き手の反応から、話す内容と聞き手の関心のズレを修正することが大切です。


のように「場の空気」にも起きています。

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その場だけでなく、

まっとうするものの言葉 Resilience 朝吹真理子さん


・読者と全く違う場所、空間、時間にいる作者が書いたものが、読者に深い感銘、懐かしさを引き起こす、時空を超えた共鳴現象が起き得る不思議がある


のように、時空を超えた共鳴現象が起きることもあります。

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この共鳴現象は工学では、起こすように、あるいは、外すように、設計しますが、音楽、文学、アートでは、予め設計するのは難しいので、実際に起きてから感じることになります。

実際の社会生活でも工学のように、共鳴現象を利用すると面白そうです。



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2017年05月01日

偶然は必然、なぜこの人なの?は、ブロックチェーンで説明

科学の進歩をもたらすのは、全くの偶然か、あるいは知的な計画か?




科学と技術における飛躍的進歩とは、ひとつは、あらかじめ立てられた計画に基づいて研究を進めたときに起きます。

もうひとつは、セレンディピティ(=偶然に巡り会えた素晴らしいもの)によるもので、全く予期しない発見によって起きます。

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準備をしておくからこそ、「偶然」も起きます。実は「偶然」に見えて「必然」だったりするのですが。

準備をしないところには、「偶然」も起きようがありません。何もせずに、「偶然」を待っていてもナンセンスです。


と書きました。

「偶然」「たまたま」が意外な、あるいは、重大な結果をもたらすのは、

科学よりも、むしろ、人の出会い、だったりします。

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よくできる人は、よくつながっている人である




「よくつながっている人」には、いろいろな機会が舞い込みます。その中から、適宜取捨選択して活用していきます。

機会が舞い込むのは、意識的なものもあれば、本人は意図しないものもあります。

意図しないため、「たまたま」と感じます。


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キャリアは偶然をたぐり寄せつつ、構築していく。プランBも用意して




来るべくしてきた偶然、本命がうまくいかなかった時の、プランBも用意しておく、直感を頼りに、

計画、予測と想定外の事項に対する対応、偶然と必然、この微妙で奇妙な関係




・インスピレーション(触発):外界の刺激に触れることによって、表現のモティベーションが高まったり、新しいアイデアや作品が生まれる現象

・「他者の表現」との出会いからもたらされるインスピレーション(触発)は想像(イマジネーション)、創造(クリエーション)に大きな役割を果たす

・ダンス:周囲のダンサーの動きや音楽に触発されて、即興ダンスが生まれる 

即興と言いながらも、すべてが即興ではなく、観客の反応を見ながらも、ある程度、準備しているものを、使い分けているのでは、と思います。もちろん、完全は即興もあるかと思いますが。

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生体情報センシングによる健康管理、予防医療の展望



予測できると経験値の中に入るので対応が楽


交渉の成否は交渉前に決まっている。合意できなかったときの最善策(BATNA)と交渉を撤退する基準(RV)を決めておけば、自信を持って交渉に挑めます。

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つまり、全く予測がつかない状態ではなく、ある程度、予測がつくと、自分の経験値の中で対応できるものが出てくるので、対応が楽になります。

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さて、川上未映子「ヘブン」という小説に次のような一節があります。


権利があるから、人は何かするわけではない。したいからする。

たまたま、というのは、世の中の仕組み

後から理由をみつけること、説明することはできる。でも、事の始まりは「たまたま」でしかない


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計画された偶然




スタンフォード大学 クルンボルツ教授によると、「キャリアの80%は予期しない偶然の出来事によって形成される」ということです。

人生に起こる様々な出来事「偶然」は、本人の意識では、あくまでも「偶然」。だが、その「偶然」が起こるための仕組みを本人が気付かずに行なっていて、「必然」的に起きている。


計画、予測と想定外の事項に対する対応、偶然と必然、この微妙で奇妙な関係は一筋縄ではいきそうもありません。


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人間と人工知能の競争?協奏?協創?

最適な行動と実際の行動のギャップ




直感を大切に!


直感と言うと何か、いい加減な「勘に頼る」という印象があります。

でも、実は直感はこれまでのあなたの子供の頃からの人生経験等など、周囲、環境からあなた自身が実際に学び、体験して、身につけてきたものの集大成のです。


直感とは、あなたのこれまでの人生経験すべてであり、とっても重みがあります。


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ところが、これまで自分が蓄積した知識、経験に照らして、合理的に判断、という「直感」よりは、表面に見える情報をもとに、過去にうまくいったパターン、自分が知っているパターンで解こうとする「直感」、になってしまい、金槌でボルトを抜こう、とするように、正しいゴールを見失っていることがあります。


と書きました。

直感の大切さ、反面で、その危うさも理解しつつ、

即興の世界の中を、プランBを用意して、偶然をたぐり寄せつつ、構築していくのがキャリアかな、


これで、そこそこうまく説明できそうなのですが、一方で、説明できないこともたくさんあります。

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制作を媒介に神話的世界へ


恋人同士が「どうして私なの?どうして僕なの?」と問わずにはいられない。説明、意味、理由から零れ落ちる「偶然」という本質が僕たちの根底にある。


偶然は必然、だと、考えるのですが、「なぜこの人なのか?」唯一解を導き出す方程式は見つかりません。

そんな時、あるヒントを頂きました。

「世界はブロックチェーン型になっている」

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ブロックチェーンについては、

情報・電力・金融をデジタル技術で融合した電力ネットワークイノベーション




電力ルーターというものが、電力を宛先を指定して送り、電力がどうやってつくられたのか、どういう経路を通ってきたのかも、すべてデジタルグリッドルーター自身が動作した結果としてルーター内部に記録されていきます。

他の経路から来たものはその情報ごと記録されるので、電気が識別できることになります。発電から最終的な消費地まで、全部追跡できるということです。

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ここでキーとなるのが、ブロックチェーンと呼ばれる技術です。

ブロックチェーンはフィンテック(金融と情報通信技術の融合)で、よく聞かれます。

フィンテック(金融と情報通信技術の融合)については、

一橋大学開放講座「ビッグデータとFintech」

フィンテック(金融と情報通信技術の融合)とは?生活への影響は?

フィンテックは金融と経済をどう変えるか

に書きましたが、ブロックチェーンについては、

IBMが注目するブロックチェーンとは何か

5分でわかるブロックチェーンの基本的な仕組み

ブロックチェーンとは結局何なのか

を参考にすると、

ブロックチェーン


ブロックチェーンという言葉が話題になっています。これは中央機構の無い分散型のネットワークであり、仮想通貨ビットコインの開発により世に広まった概念です。

ブロックチェーンはネットワークの一種であり、複数個所に過去の取引情報をまとめたブロックと呼ばれるデータを置くことで成立します。

複数個所にデータが置かれているため、例えば利用者の一人が取引データを改ざんしても他の場所のデータとの照合により不整合を検知できるため、取引されるデータの信頼性が高いとされています。

またこれまでのネットワークでは1か所にデータを置き、高度なセキュリティをかけるのが一般的でした。

これに対しブロックチェーンではデータを複数個所に置き、お互いに監視させる仕組みになっています。


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ある環境をもたらした人々の行動、その、もたらされた環境における行動、

それぞれをブロックチェーンで考えれば、「なぜこの人なのか?」唯一解を導き出せるかもしれません。









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