青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 青山学院大学総合研究所 Research Institute of Aoyama Gakuin University 理工学研究センターニュース１９９９．１０．８ ＶＯＬ. １９９９．１０．８ ＶＯＬ.７２ ＣＥＮＴＥＲ ＦＯＲ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 工学教育変革への歩み 青山学院大学学長 國岡 昭夫 青山学院が１８７４年に創立され、その９０周 効か無効かは大きな問題であり、これからの技術 年記念事業として理工学部が創設されてから３４ 革新に対応できる“独創性”を発揮し得る人材育 年になる。これまでに社会環境は大きく変わり、 成が求められる。加えて最近は技術者の国際的活 それに伴い大学に対する社会からの期待内容も変 動の場を確保する観点から、先進諸国の工学教育 わってきた。 と似通った内容の教育を行い、特に各国の技術者 理工学部創設の際強調されたことは、これまで 資格を相互認定しようという意図から、大学で履 にないような各学科の融合、および理学・工学に 修した内容と国際的に通用する資格として認定さ おける学際的教育研究に重点を置き、学部全体が れた技術者資格取得との間で一定の関係をもたせ 常に有機的な連携の中での活動であった。この創 る必要が出てきた。これは国際的に業務実行能力 設の趣旨は時が経ち、理工学研究センター・ハイ をもつ者であることを公的に認定することである。 テクリサーチセンターとして具現化され、また今 いま我が国の大学を中心とした高等工業教育の体 日の大学改革の目標に照らして、先覚的であった 制は学際化・総合化の中で極めて複雑であり、さ とさえいえる。さらに重要なことは理工学部にお らに、それぞれ個性化が求められている。このよ いても「建学の精神」である、キリスト教の精神 うな点と技術者資格取得を考慮すると、現在の大 を基盤とした教育研究を行うことが要求されてい 学における履修内容ではまったく対応できない。 ることである。すなわち、科学者・技術者として 曲がりなりにも出来上がっているカリキュラムで、 必要な基本的な能力と技術の修得と、キリスト教 速やかに対応できる大学は数大学といわれている。 的な人格の育成である。いま科学技術において、 このような状況を改善するには、各大学が任意に 新しいパラダイムの構築が求められており、その カリキュラムを定め、履修専門分野別に課程を実 テーマとして「精神と物質の両面から生活を豊か 行すればよいというものでなく、国内に国際的に にする科学技術」があり、このことからも、開学 認定される統一された基準と認定機関を設けるこ されてから３０年余り経過した今日、理工学部創 とが求められる。恐らく、これらの認定基準を越 設の趣旨はより重要視されなければならないこと えることができる卒業生を送り出すには、これま になる。 での高等工業教育の方向を根本的に変更すること 冒頭に述べたように、２１世紀を目前とした今、 を余儀なくされるであろう。いまここでは工学分 社会環境はあらゆる面で大きく変化し、今日の社 野を対象として述べたが、同じような状況は、早 会の求める多様な要求に対して、文部省「大学設 晩、人文・社会学分野を含めて起こるであろう。 置基準」の大綱化の趣旨を勘案したが、大学独自 そこでは工学分野の先進的対応が大いに参考にな の時宜を得た対処が求められている。このことは る筈であり、このようなことを踏まえて、本学理 工学教育に対する期待が大きいだけに事が重大で 工学部も教育のあり方をいろいろな意味で早急に あり、急を要することである。 検討すべきである。 工学系において大学で学んだことが実社会で有 1 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 研究紹介、及び 米国機械学会（ＡＳＭＥ） 米国機械学会（ＡＳＭＥ） 流体関連振動 ( ＦＩＶ ) シンポジュ−ム参加の報告 機械工学科 渡辺昌宏 私が、本学・青山学院大学理工学部機械工学科 現象の発生メカニズム解明の研究”及び、（３） に赴任して１年と４ヶ月程が経ち、ようやく学科 “高速移動中の多連結ビ−クルの空力安定性とそ や研究室の雰囲気に慣れてきたように思います。 の動的挙動の研究”を実施しています。 思い起こせば、ちょうど赴任する年の３月（赴任 特に、 （１）の研究では、水中に住む魚類や軟性 する前の月）に博士（工学）の学位を“流体関連 生物に見られる様な、体やヒレの進行波的波動運 振動”（ 流体 関 連振 動と は、 通 称 FIV ： Flow- 動による高効率推進（図１参照）を、マルチボデ Induced Vibration と呼ばれ、流体の流れに起因 ィ・ダイナミクスの立場から多リンク系としてモ して発生する振動に関する研究分野です。）に関 デル化・数値シミュレ−ションし、その高効率推 連したテ−マで取得することが出来ました。 進力の発生メカニズムを明らかにすることを目指 そして、その後（諸先生方も悩まれた、研究者 しています。 としての大きな関門である）今後の自分の新しい 研究分野／オリジナルな研究分野を何に見出す か悩んでいたように思います。そんな中、巡り会 ったのが現在の研究室で研究しています“マルチ ボディ・ダイナミクス”と“総研プロジェクト・ マルチボディ・システムのダイナミクスと制御に 関する研究”です。 マルチボディ・ダイナミクスとは、多体系が大 きな変形を伴って運動するときの、非線形なダイ ナミック解析をコンピュ−タの支援の基に解く 学問であり、それ自身だけでは、解析のための道 具的なものです。しかしながら、それを自分の専 図１．ヒレの進行波的波動運動により高効率 図１． 門分野“流体関連振動”の分野や、“バイオ・ダ 推進・移動をする魚の例 イナミクス”の分野に持ち込むと研究領域はかく だんに広がり、未解決問題が山積している広い境 これまでにも、この様な魚や軟性生物の波動的 界領域が広がります。これまでの微小変形運動の 運動の推進効率がかなり良い事は、生物学的には “線形的領域”から大変形・大回転運動の“非線 分かっていましたが、その工学的視点からの発生 形領域”のダイナミクスです。 メカニズムは明らかにされておらず、未解決問題 そして、現在、総研プロジェクトの一つとして、 このマルチボディ・ダイナミクスを用いて（１） “アクア・バイオ・ダイナミクス（エイ・ヒラメ などに見られる水中軟性生物／魚類の流体流れと 生体運動の連成力学解析） ” 、や（２） “情報及び医 療機器等での流体流れに起因して発生する不安定 2 として残されていたものでした。そして、このメ カニズムが解明されれば、将来的には、船舶など の推進効率の飛躍的な向上、または船底の抗力低 減などの効果が期待出来ます。また、これに関係 して“弾性平板の進行波的波動運動を利用した高 効率推進機構”に関する研究テ−マは、今年度（平 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 成１１年度）の文部省科学研究費補助金（奨励研 究（Ａ））の交付をも受け、精力的に進められてい ます。 そして、今回、米国機械学会（ＡＳＭＥ）ＰＶ Ｐ会議の中で開催された流体関連振動（ＦＩＶ） シンポジュ−ムで、研究成果の一つを発表するこ とが出来ました。発表したのは、 （２）の情報機器 における研究で、 “Dynamics and Stability of MultiFlexible Disks Rotating in a Confined Fluid Subjected to Swirling Fluid Flow”と題した論文です。これは、 磁気／光ディスクなどの情報機器の高速化・軽量 化の時代を背景に、最近急浮上して来た流体関連 振動問題で、ディスクの高速回転に伴って、ケ− シング内に生じる流体（空気）の旋回流れと多重 回転ディスクの面外方向の振動が連成して発生す る流れ励起不安定振動（フラッタ−）を理論解析 的に取り扱った論文です。これまでの研究では、 不安定振動として発現する（不安定化する）のは、 数多く存在するモ−ドの中でも、節直径を２本持 つ（０，２）モ−ドと、節直径を３本持つ（０， ３）モ−ドが低回転数領域で発生しやすく（図２ 写真２．波動モ−ドとして発現する不安定振動 写真２． 参照） 、しかも定在波（節が移動しない）モ−ドで の様子（時刻歴写真：（０，３）モ−ド） なく進行波的（節が移動する）モ−ドとして発現 する（図３参照）ことが分かっていましたが、こ 今回の米国機械学会（ＡＳＭＥ）流体関連振動 の論文は、その不安定振動の発生を理論的に明ら （ＦＩＶ）シンポジュ−ムは、アメリカのマサチ かにし、その理論を多重回転ディスクに拡張した ュ−セッツ州ボストン市（写真３）のシェラトン・ ものです。 ホテルで、８月１日から５日の５日間開かれ、そ の間、ＦＩＶシンポジュ−ムだけで、７カ国５１ 件の発表がありました。その内、アメリカ８件、 カナダ１８件、フランス１０件、ドイツ２件、ス エ−デン１件、ポルトガル１件、日本１１件の発 表がありました。 会場となったシェラトン・ホテルは、チャ−ル (0,2)モ−ド (0,3)モ−ド ズ川の近くにあり、ホテルの窓からはチャ−ルズ 写真１．不安定振動として発現する（０，２） 写真１． 川を挟んで対岸にはＭＩＴの建物を見ることが出 モ−ド、及び （０，３）モ−ド可視化写真 来た。ボストンの気候は、昼間は気温が上がり３ ５∼３８度に達するほど猛暑であったが湿度はな く、朝・夕は逆に涼しく、快適で過ごし安かった。 3 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 会議の合間にぶらぶら会場の近くを散策したが、 させていただきます。 ボストンの町並みは、数百年前の開拓時代の古い 煉瓦作りの建物と超近代的な高層ビルが隣接し、 そのアンバランス感が妙にマッチしていて不思議 な町であった（写真４） 。 会議での論文の発表時間は２０分、ディスカッ ションは５分取ってあったが、私の発表も含めて、 ほとんどの発表のディスカッションは５分をオ− バし１０分程続き、白熱した議論が展開されてい た。また、どの発表会場も席がほとんど埋まって いた。今回で、米国機械学科（ＡＳＭＥ）流体関 連振動（ＦＩＶ）シンポジュ−ムでの発表は２度 写真３． ボストンの町並み（その１） 目であったが、改めてこの分野の研究が依然衰え ず、活発であることを実感した。また、研究成果 を出して是非参加してみたいと感じた。出来れば 来年、または再来年には、自分の新しいテ−マで ある（１）の“アクア・バイオ・ダイナミクス” に関した研究で成果を出し発表したいと思う。 以上、雑記的な内容となってしまいましたが、 研究紹介をかねて、米国機械学会（ＡＳＭＥ）流 体関連振動（ＦＩＶ）シンポジュ−ム参加報告と 写真４． 写真４． ボストンの町並み（その２） 青山学院大学総合研究所受託研究 「バーチャルユニバーシティ構築のための実証実験プロジェクト」 （ＡＯＹＡＭＡ Ｍｅｄｉａ Ｌａｂ． ）通称 ＡＭＬ （ＡＯＹＡＭＡ Ｍｅｄｉａ Ｌａｂ． 公 開 授 業 期 日： １０月２９日（金）１３時∼１６時（受付開始：１２時４０分） 場 所： 青山学院大学総研ビル １１階 第１９会議室（地下鉄 表参道駅下車 徒歩５分） 内 容： 公開授業内容説明、実証実験授業見学、ビデオ放映、 世田谷キャンパスの授業風景ライブ放映 等 問合せ： 青山学院大学総合研究所事務室 ℡ 03-3409-8111 内線 12030∼12032 シリーズ 第１回 4 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 科学理論としての情報学のはじまり 電気電子工学科 金 台烋 原書『Norbert Wiener 著：Cybernetics、or 日常使用している情報という言葉に、今日では、 Control and Communication in The Animal 科学・技術用語として「単位」を伴った「数値で and 表現できる量」としての特別な意味が重なってい The Machine』（John Wiley & Sons、 1948 年初版・1961 年第２刷）。第２刷の翻訳書 るのであるが、このことは両者より始まっている。 『池原止戈夫・彌永昌吉他訳：サイバネティック つまり、理工学の対象では定量値と単位によって スー動物と機械における制御と通信―』 （岩波書 現象の状況を識別するのであるから、科学技術史 店、１９６２年） 。 の観点から考えてみると、二十世紀は情報を理工 学領域に組み入れた草創期、といえる。 科学技術における信号の処理に際して観測デ なお、ウィーナーがサイバネティックスを提示 ータの獲得や数値表示には雑音や誤差の混入が して以来、情報概念に対する検討が重ねられ、自 不可避であるから、この著書で、ノーバート・ウ 然を構成する客観的実在として「質量（素材） 」 ・ ィーナーは、不完全な情報からの真の値を推定す 「エネルギー」の両形態に第３の重要な形態とし るために、確率統計理論による信号（時系列デー て「情報」が加えられている。ところで、「質量 タ）の取扱いと電気工学におけるフィルタ理論を とエネルギーの等価性」は良く知られているが、 結合して予測再生理論を展開している。これは、 「質量と情報」または「エネルギーと情報」の関 クロード・エルウッド・シャノンが、情報を確率 係については未だに明らかでない。この関係の認 的に処理することを案出し、雑音に抗して通報 知と表現の仕方はそれぞれの時代における自然 （通信文）を正確に効率良く伝えるために、１９ 理解の実状と関連しているので、その関係の解明 ４８年に創始した情報理論と対比できる。ウィー は情報構造自体の究明と併せて世紀を越えた遠 ナーとシャノンが意図するところは、究極的には 大な課題である。 同じで、原信号の忠実な再生であって、このため に両者は類似した手法で、情報を定量化しており、 その基準値は同じである。 私と読書 化学科 光延旺洋 大学を出たときに（1959 年）頂いたテーマは 究室で見つけた反応系をヌクレオシドのホスホ 「ホスホリル化」で、1 年先輩の H 氏と二人で リル化に発展させることだった。そのようなわけ オリゴヌクレオチドを合成する新しい方法を開 で、マラソンのテレビ中継でよく見掛けるように、 発するように言われた。この分野の研究は、Todd 私達は、世界のトップランナーが疾走しているロ （英） 、Khorana（米） 、Cramer（独） 、浮田（東 ードのわきの歩道を、全力で伴走するアマチュア 大） 、水野・池原（北大）たちのグループが活発 のような状態で出発した。 に研究を進めており、すでに大きな成果が挙げら 当時の核酸に関する大きな関心事の一つは遺 れていた。私達が言われた制約条件は、私達の研 伝暗号の解明で、オリゴヌクレオチドが合成でき 5 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 るようになっていた有機合成化学が、この分野で 概を感じ、それ以来、彼の著作や対談は手当たり は重要な役割を果たしている。ウリジン（U）が 次第読んだ。その関連で、日本の「さる学」を作 3 個つながった UUU がフェニルアラニンのコー り、進めてこられた人達の著作にも感銘を受けた。 ドンであることが明らかにされたのが 1961 年で、 生物の世界はとても広く複雑なことを自分達の 1966 年には完成された遺伝暗号表がコールドス 研究を通して実感し、直接には有機合成化学に役 プリングハーバーの会議で発表されたという。 立ちそうもない本も読み漁った。木村資生「生物 「発表されたという」と伝聞で書いたのは、 進化を考える」、清水博「生命を捉えなおす」、岡 私達の研究はこの「歴史的な時」に何ら貢献でき 田節人「生命科学の現場から」など。生物関連に なかったから、その場に居なかったためである。 限らず、今までに沢山の本を読んだが、幸い記憶 しかし、歩道でも全力疾走していれば成果は出る 力が悪い上に濫読しているので、細かい点はさっ もので、自分達なりの研究の基礎がこの時期に造 ぱり覚えていない。だけど、その時々で感銘した ることが出来たと考えている。 ことは、記憶のどこかに摺り込まれていて、自分 遺伝の暗号が解明されても、それだけでは生 の一部になっていると信じている。これが核酸に 物は分からない。ある時、今西錦司の著作に出会 乗って遺伝するかどうかは知らないが、自分一代 った。数千年数万年のオーダーで進んできた進 で終わってもらいたい、濫読が子孫まで規制する 化・遺伝がフラスコの中だけで分かるかという気 のは恐ろしいと感じている(1999.9.28)。 最近出会った本 “Are We Unique?” 経営工学科 笠松 慶子 最近出会った本の中で、人間について考えさせ り、ある程度の知的な振る舞いを見せるのにそれ られた「人間がサルやコンピューターと違うホン ほど複雑な神経回路を必要としないという指摘、 トの 理由（原題 Are We Unique?） 」 （ジェーム また人間と動物の違いを特徴づける言語習得は ス・トレフィル著、日本経済新聞社発行）を紹介 人間特有の適応能力であり、“脳”の中に人間の させて頂きます。本書には「脳・意識・知能の正 特殊性が隠されているなどの指摘があり、それら 体に科学が迫る」という副題がついており、どの は興味深いものがありました。 ような切り口で人間との違いが述べられている のか、興味をそそられ手にしたものです。 また、著者は“脳”をコンピューターにたとえ ることにそれほど根拠があるわけではないこと 人間がサルやコンピューターと違うのは明確 を強調しています。しかし一方で人工知能という であるし、今更それについて議論する必要はない コンピューターに「知性」を持たせようとする分 とお考えの方もいらっしゃるかと思いますが、こ 野があることや、コンピューターの意識の問題に の本では脳科学やコンピューター科学の面から ついて述べていました。 のとらえ方をしており人間の“脳”の持つ奥深さ を再認識させられました。 “脳”に関しては個人的に大変興味があり脳科 学の最近の発展には目をみはるものがあり、そん まず著者のトレフィル氏は、人間が生物界にお なに遠くない将来脳についてすべて解明される いて占める特殊な位置について延べ、下等動物か かもしれません。そして、いつの日か人間の感情 ら高等動物への脳のニューロンの増え方、知的能 や意識、知性を持つコンピューター人間なる完璧 力の向上の仕方を概観しています。タコを例にと な人間ができるかもしれませんが、やはり人間は 6 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 人間らしくアナログ的存在であり、人間の「心」 つづけたいものです。 を大切にし、私たちは“Unique”な存在であり お知らせ 文部省私立大学ハイテクリサーチセンター整備事業 青山学院大学先端技術研究開発センター（ＣＡＴ 青山学院大学先端技術研究開発センター（ＣＡＴ） 研究プロジェクト中間成果報告シンポジウム 研究テーマ「エネルギー 研究テーマ「エネルギーの高効率化 「エネルギーの高効率化のため の高効率化のための新機能性材料 のための新機能性材料の開発および評価」 の新機能性材料の開発および評価」 １１月２０日（土）１０ １１月２０日（土）１０：００∼１７ （土）１０：００∼１７：３０ ：００∼１７：３０ 世田谷キャンパス ４号館 ４３０７教室 「薄膜太陽電池の高効率化に関する研究」 ………第１プロジェクト代表； 國岡 昭夫 「電力貯蔵・移送材料としての超伝導新素材の開発および評価」 ………第２プロジェクト代表； 秋光 純 「ダイヤモンド等機能性炭素材料の作成と評価」 ………第３プロジェクト代表； 松本 修 「機能材料を用いた先端エネルギーシステムの設計」 ………第４プロジェクト代表； 竹本 幹男 「新素材開発支援システム」 ………第５プロジェクト代表； 辻 正重 ☆先端技術研究開発センター見学（ラボ・ツアー）の時間も設けております。 ☆どなたでも入場できます。ふるってご参加下さい。 ☆問合せは、先端技術研究開発センター事務室まで。 （内線 ２３６６１） １０月９日（土） りこうがく部公開 総合研究所理工学研究センター プロジェクトによる「特別公開」 プロジェクト名：高機能性を有する無機薄膜材料 研究代表者 重里 有三 公開場所 公開内容 分担者 7 デモンストレーション 公開時間 青山学院大学総合研究所理工学研究センター １９９９年１０月 ８日 １号館 1728 室 ２１世紀の窓ガラス−無機薄膜材料が切 ２１世紀の窓ガラス り開く未来 重里有三 ＤＣグロー放電の実験 １号館 1408 室 無定型炭素膜および金属・金属酸化物薄 膜の作製とその応用について 膜の作製とその応用 澤邊厚仁 無定型炭素膜の作製と評価 14:00~ 14:30 15:00~ 15:30 13:00~ 16:00 プロジェクト名：レーザーを用いた高度な計測技術の開発とその応用に関する研究 研究代表者 岡田 昌志 公開場所 １１号館 11301Ａ室 １１号館 11109 室 １０号館 10103 室 公開内容 液滴内の対流の可視化 分担者 岡田昌志 デモンストレーション 液滴内の対流の可視化 レーザー超音波システム 竹本幹男 レーザー超音波システム 壁乱流の秩序運動と渦との関連を解明 するために、レーザー流速計・壁面摩擦 応力計および流れの可視化装置を用い て得られた結果を公開する。 三栖功 壁乱流の可視化 公開時間 10:00~ 16:00 13:00~ 13:00~ 13:30 プロジェクト名：マルチボディシステムのダイナミクスと制御に関する研究 研究代表者 小林 信之 公開場所 １号館 1312 室 １号館 1602 室 １号館 1332 室 公開内容 スパゲティ吸込時の挙動 分担者 小林信之 ヒトのシステム特性について 二宮理憙 ヒューマノイドロボット アクチュエータ（モータ）が足部だけで １２個というマルチボディメカニズム を、いかにうまく動かして人間のような 歩行をさせるかについて。 富山健 古田貴之 デモンストレーション スパゲティ問題 公開時間 随時 歩行実験 随時 編集後記 ◎本年度当センターでは、りこうがくぶ公開にあわ せて「特別公開」を行います。一般の研究室紹介とは 発 行：青山学院大学総合研究所理工学研究センター また一味違った公開を行いますので、是非ご覧下さい。 連絡先：〒157-8572 ◎今号から、新しい試みとして「書物」との関わり 東京都世田谷区千歳台６−１６−１ についてのコーナーを設けました。今後も毎回何人か 青山学院大学総合研究所 の方からの記事を掲載する予定です。 理工学研究センター事務室 ◎國岡昭夫大学長を初め、ご多忙な中をご執筆下さ いました諸先生方に心から御礼申し上げます。 ◎ご意見・ご要望を是非お寄せ下さい。 （事務室） 8 ℡ ０３−５３８４−１１１１（内線２２６０４） [email protected]
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