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大型機械にも活用されるナノ・マイクロ加工

肉眼では確認できないくらい精密なレベルでの加工を研究

ナノ・マイクロ単位の精密加工機械に関する新しい技術や、新しい機械を開発するための研究をするのが機械工学です。その中でも私が研究対象としているのがナノ・マイクロ加工です。
ナノは、10億分の1、マイクロは、100万分の1を表す単位です。つまり、私が研究しているのは、肉眼では確認できないくらい精密なレベルでの加工ということになります。こうした加工技術の研究では、顕微鏡や、高精度のセンサー、あるいはX線などを用いて実験の値を測定し、分析していくということになります。
精密加工というと、精密機械や小さな機械のためのものと思われがちですが、実はそんなことはありません。たとえば、建設機械などの大きなものでも、そうした加工技術は求められるようになってきているのです。なぜなら、これまでの機械工学研究で大きな部分の問題はすでに解決されており、残るは細かいところだけという状態になっているからです。
一例を挙げると、レーザーによる溶接があります。高出力のレーザーは肉眼では見られませんし、近寄ること自体が危険です。そこでX線を使って測定し、理論値と測定値が合っているか確かめるというわけです。微細な違いでも積み重なれば大きな違いになりますし、それが大型機械であればなおさらです。理論的に求められた強度や材料資源の効率的な活用、動作などを実現するためにも、こうした細かな部分を突き詰めていくことは重要なのです。

「肉眼では確認できないナノ・マイクロレベルの加工技術を研究しています」と語る中尾政之教授

創造設計と失敗学が日本の機械工学の発展につながる

私の研究分野には創造設計や、失敗学というものもあります。創造設計はその名のとおり、今までにない独創的なものを生み出すこと。そして失敗学というのは、失敗に落ち込んだりそれを叱責したりするだけでなく、そこから学び、同じ過ちを繰り返さないためにはどうすればいいかを考える学問です。
機械工学とは直接的な関係がないようにも思われるかもしれませんが、実はこれらの考え方は非常に重要なのです。たとえば、歴史的に見ても、日本は外国から知識や技術を取り入れ、それを応用させたり発展させたりすることで成長してきました。しかし、それゆえに独自のものを一から生み出すというのは、苦手としてきた分野でもあります。また、試行と分析を繰り返す機械工学において、失敗学の考え方はそのまま実験に生かせるものです。
創造設計の力と失敗学の手法が身につけば、日本も外国に引けを取らない新たな技術や機械を生み出せるようになる。だからこそ学生たちには、これらの力を伸ばしてほしいと考えています。

取材協力：東京大学工学部機械工学科中尾政之教授

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