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2014年12月29日(月) 21:58

危険な演出

 びっくりした。
 年末と言う事で、いろいろと普段と異なる番組が放送されている。
 そこで目に留まったのが、フィギュアスケートのアイスショー。いきなり信じられないものを見てビビった。

 演出用のレーザーの向きがおかしいので目の錯覚かと思ったが、次のカットでは本当におかしいことが判明。
 見ての通り、レーザー光線が床の氷に照射されて模様を描いている。

 レーザーで模様や文字を描くのはありふれた演出であり、それ自体は珍しくも何ともない。問題は、天井や壁ではなく床に描いたという点。まっとうな業者は、絶対に床には照射しない。
 レーザーポインターが規制されたことでも分かるように、レーザーは極めて目に悪い。演出用レーザーは、レーザーポインターに比べると1000倍とか10000倍の出力がある。だから、絶対に目に入らないようにせねばならない。だから、ちゃんとした業者であれば人間の目の高さよりも低い位置に演出用レーザーを照射することは、絶対に行なわないのだ。

 ディスコとかクラブという類の怪しげな店で、客を興奮させるためにワザとレーザーを危険に使うことはあるらしい。しかしこれは、普通のアイスショーであってTV放送さえ行なわれるまっとうなイベントだ。それで常識外れのレーザーの使い方をしていたから、ビビった。

 演出用レーザーで模様を描くには、レーザーを鏡で反射させてその鏡を高速で動かす。レーザープロジェクターとかガルバノメーターと呼ばれていて、うちのサイトでも自作記事を書いたことはある。つまり、鏡を動かす機械的部分が故障すると、レーザー光線も動かずに一点を照射してしまうのだ。そのようなリスクをゼロにするため、最初から目の高さより高い位置にしか照射しないように設置するのである。
 床にレーザーを照射して、故障によりレーザーの向きが固定されたら?
 そこに、客やスケーターが居たら?
 浅田真央や高橋大輔が失明していたかもしれない。信じられない暴挙である。そして恐らく、暴挙であることを殆ど誰も気付いていない。

 鏡が故障したらレーザー照射を停止させる安全装置は、恐らく組み込まれている。だが、安全装置も故障確率はゼロではない。どんな機械でも、故障することはありえる。
 だから、原理的に絶対に事故が発生しないよう、照射向きを高くしておくものなのだ。

written by higashino [科学コラム] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2014年11月21日(金) 21:27

爆轟

 突然だが、銃の発射原理をご存知だろうっか?
 そんなもの分かり切っているだろ、火薬を爆発させて発生した高圧ガスで弾丸を加速・・・というのが一般人の認識だろう。しかし実際にそれをやると、銃が壊れて射手が負傷する。

 このあたりの事情は、ガンマニアであれば理解している。
 火薬の爆発は、専門用語で「爆轟」と称する。誘爆速度は秒速7〜8キロもあるため、数センチの火薬であれば10万分の1秒以下で全体が爆発し、高圧ガスとなる。
 ところが銃の場合、弾丸が銃身を進んで銃口から飛び出すまでに1万分の1秒ぐらいを要する。10万分の1秒では、初期位置からほとんど動いていない。そのため、高圧ガスが高圧になり過ぎて銃が破壊されてしまう。もちろん思い切り頑丈に作れば大丈夫だが、点火直後の一時的な超高圧にだけ耐えるために重量を増加させるのは割に合わない。

 そのため、銃に使用されている火薬は、わざとゆっくり「燃焼」するように製造されている。
 具体的には、火薬をある程度の大きさに固めてしまうのだ。

爆薬
 火山灰のように非常に細かなパウダーで、爆轟により超高圧ガスを発生させる。
火薬
 目視可能な大きさの固まり多数で、燃焼により高圧ガスを発生させる。

 火薬と爆薬は化学成分は同一で、物理的形状が異なるだけである。
 サイズや形状を変えて固めることで、燃焼速度を変化させられる。それによって、発生した高圧ガスが高圧になり過ぎることなく1万分の1秒を効率的に使用して弾丸を加速できるよう、火薬製造メーカーが知恵を絞っている。だから、拳銃用とライフル用では、火薬の見た目が異なる。
 これで問題を起こしたのが旧日本軍で、大陸侵攻したところ銃の爆発が相次いで兵士が負傷した。原因は、想定外の低温。実包は、プライマーと呼ばれる少量の爆薬を尻に取り付けてある。トリガーを引くと激針がプライマーを叩き、爆轟させる。すると、本体の火薬に誘爆して弾丸が発射される。ところが低温になると、大抵の物質は脆くなる。
 低温で脆くなった火薬が、激針の衝撃で粉末状になってしまい、燃焼ではなく爆轟して銃を破壊したのだ。

 さて、なぜこんな話題を出したかと言うと、大規模なエアバッグのリコールがニュースになっていたからである。
 欠陥エアバッグを製造してしまったメーカーが、原因を説明している報道を聞いた。エアバッグを膨張させるガスを発生させる化学物質を製造する際に、固化圧力が不足していた、湿度の管理も甘かった・・・と。その瞬間に、旧日本軍のミスを思い出したのである。そして、以下は自分が考えたこと。
 まるで、火薬製造の不具合だよな。しかし、まさか火薬使ってるわけないし、何らかの別の物質だろう。それにしても、固化圧力が不足したぐらいでアウトなんて危険過ぎるだろ。命を委ねるエアバッグというシステムを、そんなアナログな原理で動かすなどあり得ない。結果を制御できないじゃないか。発生圧力をデジタル的に明確に予測可能な原理を使用して膨張させ、確信を持って安全係数を保証できるように設計するはずだ。クルマというバイタルな製品パーツを作るのに、アナログに頼ったおっかない設計はできない。道理が通らない。一体何が起きていたのだろう。

 そこで、エアバッグについてググってみた。驚いたことに、エアバッグを膨張させるのにマジで火薬が使われていたのである!

 何と、タカタが窮地に陥っている理由は、旧日本軍と同じだったのである。火薬が使用される理由は、高圧ガスなど別の手段ではエアバッグを膨張させるのが時間的に間に合わないということらしい。要するに、対案がないから仕方なく火薬を燃焼させている。今回は、その火薬が固化不良で爆轟してしまい、手りゅう弾状態に。
 銃器と実包の製造に長けた欧米のメーカーならまだしも、巨大でもない日本の企業が火薬を独自製造はマズかった。仮に自分が同じ立場に置かれたら、エアバッグ用火薬の製造は、火薬の製造慣れしているメーカーに外注する。コストその他をうんぬんする以前に、リスク管理として自社製造はあり得ない。

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2014年5月9日(金) 21:59

3Dプリンターで銃

 遂に日本でも3Dプリンター使って拳銃作った奴が現れた!と派手にニュースになっている。
 しかし、それほど騒ぐような問題だろうか?

 3Dプリンターは革命扱いされているが、自分は大して重視していない。確かに試作パーツを手軽に作れるなど便利な部分はあるものの、革命ではなく改良レベルでしかないと思う。世の中を変えるようなものではない。
 ドラえもんの秘密道具なら、そっくりそのまま何でもコピーして作れるかもしれない。しかし現実の3Dプリンターには、素材の問題が付きまとう。積層して形成できる素材でなければ、作り出せないのだ。もちろん単純なパーツを後付するぐらいは容認できるとしても・・・

・複数種類の素材が複雑に絡み合った製品
・強度が必要な製品

 などは作れない。
 拳銃は通常、幾つかのバネを必要とするが、それ以外は単一素材で作成可能である。また、火薬銃には強度が必要だが、プラスチックでも分厚くすれば何とか実用的な強度を得られる。要するに、火薬銃は単純な素材で製作できるから、3Dプリンターで作ることが可能なのだ。
 一方で、例えばコイルガンは3Dプリンターでは製作できない。導電物質と絶縁物質を複雑に組み合わせるため、プリントしようにも素材を適切に供給できない。複数の物質を扱える3Dプリンターだって普及するかもしれないが、更に放電回路・電子回路も必要だ。個々のパーツを製作する省力化にはなるだろうが、そういうのは前述の通り「改良」であって「革命」ではない。

 革新的な技術には、素材の製法に革命が伴う場合も多い。素材を用意するだけでなく、特別な手法で製品にしないと所期の機能・強度・性能が発揮できない。火薬銃は戦国時代の日本でも製作できた原始的な品だから、製作できる。
 いや、3Dプリンターだって進化するよ、って?
 じゃあ、ファイバーレーザー銃を作ってみせてよ。

 3Dプリンターで拳銃作成というのは、短いフレーズで衝撃的なのでマスコミが喜んで扱っているだけ。実態はといえば、手製の銃を作る手間が「改良」されたに過ぎない。だから、3Dプリンターの購入を規制したところで、大した効果は無い。デメリットの方が遥かにでかいのがオチ。
 今回逮捕された容疑者は、動画公開していたが空砲だし、実包も押収されていない。つまり、実際の殺傷に使用可能な状態だったわけですらない。実包を用意したのは、威力調査を行った警察である。

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2014年4月10日(木) 20:59

まだまだSTAP騒ぎ

 STAP細胞の会見で、大騒ぎである。
 これに関して総括的な話をすると広がりすぎて収拾付かないし論評は幾らでも存在するので、以前取り上げた続きのような感じで書いてみたい。

 理研の野依理事長が国会で発言したことがニュースに取り上げられている。
 「若手からベテランまで、博士というものは科学者としての基本的な指導訓練が完了しているという認識のもと、研修体制をつくってきた。ここが組織としての反省点」

 いや、もうこれが完璧に自分が言いたいことそのまんま。何を足す必要も何を引く必要もないほどの台詞である。
 たとえ研究成果の本質に直接関わらない部分であろうとも、コピペするなどありえない。そんな基本的な常識は「博士」である以上当然備えているという前提のもとでやって来たため、チェックが働かなかった。
 こうなると対症療法・再発防止として、理研でも基本的な指導訓練を行うことになるのだろう。だが、それは余りに非効率でもある。

 いわゆるFラン大学で、大学生に英語のbe動詞を教えていた。それに対し文部科学省が、「大学らしい教育しろ」と文句を言ったら大学側が「そんなこと言われても現実に知らないのだから教えないと先に進めない」と応じた。
 それと全く同じ構図ではないか。
 博士の資格を得て、研究所に入ってきた。そんな人間にコピペは駄目だとか論文の書き方の基本常識とか、教えないといけなくなっているわけだ。そんなもの大学院はおろか、学部卒でさえ身に着けていて当然の教養なのに。中学英語を大学で教える羽目に陥っているようなものだ。

 各段階の教育機関が、満足に機能していない。
 その段階で身に付けているべき教養を身に付けていないのに卒業させ、上位の教育機関を機能不全にさせている。
 これが、問題だ。

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2014年3月15日(土) 18:03

日本の土台が

 論文コピペで話題になっているが、いろいろ論調がある中で同意できた仮説。それは、コピペが悪いことであると著者(あえて固有名は書かない)が本気で知らなかったのではないか、というものだ。

 もし悪いことだという認識がありながらコピペやってたとしたら、想像を絶する事態である。
 一度はボロクソに言われて却下された論文である。それを出し直すときに文章も写真もコピペし、大々的に世間に発表してTVカメラの前で微笑んでみせる。いったい心臓にどれほど毛が生えていれば、そんな行為を行えるのだろうか?
 そんな精神を持った人間が居るとは信じられない。

 それよりは、コピペが悪いことだと著者が認識していなかったのだ、という方がよほど説得力がある。

 コピペが行われたのは、本筋ではなく導入部分である。研究本体に関係しない「軽い」部分は、コピペで済ませても構わない。写真も、分かりやすく説明する手段であって写真そのものには本筋の情報を含んでいないのだ・・・そんな考えで論文を書いてしまったのではないだろうか。
 もちろんこれでもとんでもない話だが、そうなると気になるのは学術論文の書き方を誰も教育しなかったのだろうか?という点である。
 大学院以上に進めばともかく、学部の場合は卒業論文は単なる形式的儀式という性質も強い。それでもタテマエとして大卒であればみんな卒業論文は書いているはずである。そして、マトモなゼミの教授であれば、学生に論文の書き方を教えているはずである(しかも、未確認だがたぶん著者は院に進んでいるのでは?)。

 あれほどの研究を行い、有名な研究所に所属している。若くてもそれほどの研究者が、論文の書き方すら知らなかったというのは恐怖である。本人の資質という以前に、今時の日本の高等教育はどうなっているのだ?
 それほどまでに、大学教育の質が落ちているのか?

 さすがにそれも考え難いわけで・・・
 コピペしてはいけない、というのは教授にとっては余りにも常識過ぎて言及しなかった一方で、著者世代には常識ではなかった。もしそうなら、手垢の付いたあのコトバを使いたくなる。
 いずれであっても、日本の土台が劣化している。

 数年前に、同様の恐怖を味わったことがある。
 出産は早い方が良く、高齢出産はリスクが高くなるという話である。そんなことは常識だと思っていたので、知らなかった者の多さにビビった。
 自分は男子校だったのだが、高校の生物の授業でしっかり教わった。卵子は生まれた後は作り出されない。35歳で受精すれば、それは体内に35年間保存されていた卵子が使用されているという意味だ。さすがに当時は驚いたし、同級生もみんな驚愕していた。衝撃過ぎる事実だったから、忘れなかった。

 正確に言えば「ずっと保存されている」という事実は教わったが、「それが劣化する」という事実は教わらなかった。だが、常識で考えて劣化するのは当然と認識していた。
 教えられなければ、コピペが悪いと分からない。そんなことはないだろう。それと同様だ。

 男子校でさえそれぐらいの教育は行われていたのに、いまさら知らなかったという日本人の多さに唖然とした。
 基本的な教育が劣化している。これでは国際競争力の回復など期待できない。

written by higashino [科学コラム] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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