バッハが平均律を発明したのは科学誕生の直前だった。バッハの平均律により現代音楽の音階が決められた話を以前活動報告に書いている。最近新しい音楽としてコンピューターで人が歌えないような、あるいは歌いにくいような音階の曲が注目を集めている。
このような展開は、科学がコンピューターの登場によりシミュレーション技術を発展させた流れとよく似ている。シミュレーションにより科学の問題を解いていったように、コンピューターにより新しい歌唱の世界を創り出した。
コンピューターの発声による歌ではあるが、それをカラオケで人間が歌うことも流行しているようだ。歌いにくい歌をわざわざ歌う、という興味を持つ人がいるのも驚くべきことだが、承認欲求と言うものがそれを促しているのかもしれない。SNSでそれを公開している。
マテリアルインフォマティクスでは、AIを使ってデータマイニングし、その結果をシミュレーションや実験に展開することが行われている。
歌いにくい曲をわざわざ歌おうとしているように、このマテリアルインフォマティクスのプロセスをAIではなく人間がやる、という発想が出てきても良い、と考えたら、当方は社会に出てからそのようなデータマイニングをして研究開発をしてきたことに気がついた。
昔はAIが無かったので多変量解析などを行ってもその結果を自分の頭で処理しなければいけなかった。その経験から言えることだが、マテリアルインフォマティクスでＡＩを使うよりも自分の頭で考えた方が面白いアイデアが浮かぶ。
例えば、電気粘性流体の耐久性問題を多変量解析で解いているが、同僚は科学により否定証明を行い、解決できない、と結論を出していた。ＡＩに任せて科学的に解くときには否定証明の存在に気を付ける必要がある。
音楽と科学の関係を考えていて、マテリアルインフォマティクスに飛んでしまったが、音楽を単なる芸術の一分野と考えるのではなく、人間の営みの一つとして技術と同じまな板に載せると面白い世界が広がってくる。
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ペルチェ素子は、直流電圧をかけると一方が冷却系で他方が加熱系となるデバイスである。すなわち片側の熱量を反対側へ運ぶことが可能な素子で、小型冷蔵庫に活用されている。
また、最近は自動車用電池その他のデバイス冷却用の特許出願が多い。古くから存在した素子だが意外と使い勝手が悪い。すなわちうまくデバイスを設計してやらないとうまく冷却ができないからだ。
特許もそのあたりの技術を狙った発明が多い。しかし、いずれも冷却側は冷やしたい媒体に直接接触している。ペルチェ素子を冷蔵庫に用いる場合にも熱伝導性の金属を冷却側に接着して用いている。
この理由をよく考えず、ペルチェ素子で空間を直接冷却しようとして技術を設計すると失敗する。これ以上書かないが、弊社へご相談に来られた方は、この点で失敗していた。
それでは、ペルチェ素子で空間を直接冷却できないのかと言うとそうではない。それを可能とする技術が存在する。それが当方による発明である。
科学的には発想が難しい技術である。なんでも科学で解決できると思っている人では考えつかないアイデアであるが、技術が出来上がってみると、その動作を科学的に説明可能である。
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ただ扇風機を2基つけただけの空調服がヒットしているという。もうすぐ冬になるので来年の夏用に売れているのかもしれない。この扇風機をつけただけの空調服の問題は、外気温が高い時に温風が服の中に吹き込まれる点である。
それを冷風とするためにペルチェ素子で空気を冷却する空調服が考案された。しかし、ただペルチェ素子を組み込んだだけでは冷却できないことがわかり、発明者が弊社へ相談に来たのが2年前である。
ペルチェ素子デバイスを提供していたのはKという中堅の電子デバイス製造メーカーだが、そこでもペルチェ素子を扱うノウハウが無かったようだ。
すぐに特許を調べたところ、最近ペルチェ素子を活用した冷却システムに関する特許出願が多くなっている。おそらくペルチェ素子の価格が安くなってきているからだろう。
小生はネットで150円で購入したペルチェ素子を用いて実験を行い、1か月もかからず改良技術を作り上げた。3か月後にはプロトタイプを作り上げ冷却できることを証明できた。
今年のオリンピックに間に合わせるように開発を急いだが相談者の会社の経営が傾き、とん挫した。結局3件特許出願しただけで終わったが、もしペルチェ素子を用いた空調服に興味のあるかたは弊社へ問い合わせていただきたい。
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イノベーションにはインクリメンタルイノベーションとラディカルイノベーションがある、と一般に説明されるようになった。これはシュンペンター博士著「経済発展の理論」で有名になった言葉である。
1980年代には、染み出しイノベーションと落下傘イノベーションという表現をしていた経営者がいた。当方はゴム会社で高純度SiCの半導体治工具事業を1980年代に起業しているが、これは高分子から高純度SiCを製造するという従来とは異なる概念の技術であり、またゴム会社からセラミックス事業へ進出するようなイノべーションなのでラディカルイノベーションである。
GDPが30年も伸び悩んでいるのでラディカルイノベーションが検索ワードで目立つようになったが、ことばなど無くても40年ほど前からイノベーションの二つの形態については知られていたのだ。
ゴム会社でラディカルイノベーションを行った経験からいうと既存の事業と異なる事業を起業するときには、死を覚悟するぐらいの気持ちで決断せよ、と言う一言に尽きる。また、従業員を自死に追い込みたくなければ、経営者は自ら腹を切るぐらいの覚悟をせよ、と申し上げたい。
なぜなら、当方は自死か転職かの2者択一を迫られた経験があるからである。また当時当方が転職後、理由は不明だがゴム会社で切腹事件が実際に起きニュースになっている。サラリーマンが組織でイノベーションを起こすときにはそのくらいの凄惨な事態も覚悟する必要がある。
安直に自社でもラジカルイノベーションを、と言っている経営者は少し頭を冷やした方が良い。また従業員は従来と変わらぬ風土の中でラジカルイノベーションを求められた時に死あるいは転職を覚悟しないで手を挙げてはいけない。
これは公的研究所も同様で、STAP細胞の騒動では著名な研究者の研究所における首つりという結末で終わった事件が21世紀に起きている。イノベーションが求められる日本の公的研究所の中でも死ぬほどの覚悟が要求されるのである。
イノベーションの素を創り出すのが研究所のミッションの一つだが、日本の研究所の体質はイノベーションを好まないという風土のところが多い。ゴム会社の研究所はアカデミアよりもアカデミックで科学の殻に閉じこもるような保守的な体質だった。
これは日本人と言う国民性も関係しているのかもしれない。SNSに見られるように不特定多数の顔も見えないような状況で他人を責める状況があってもそれを社会で容認するところがある。
ゆえに社員にイノベーションを求める場合には、それなりの手順なり仕掛けで風土改革を行わなければいけない。もしイノベーションを希望される企業があるならば、弊社へご相談いただきたい。ラディカルイノベーションを成功させ転職により生き延びた経験からの学びを伝授したい。
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ギターの教則本と言えば、昔はクラシックギターの定番、カルカッシの教則本ぐらいしかなかったが、最近はいろいろ発売されている。当方は何冊もそれらを買い込んだ話を以前書いている。
それらを読んでみると面白いのは、それぞれ筆者の世界観が見えてくるのだ。ジャズのアドリブと言っても無茶苦茶に弾いているわけではなく、曲の流れで要求されるコードを展開しているわけだが、まずコードというものを学校で習った概念から解き放つ必要がある。
学校で習ってきたコードと言えば3和音になるが、ジャズでは団子を並べられるだけ並べるのだ。ただ、無茶苦茶並べても不協和音になるのでそこにはルールが自然とできている。また、並べる音の個数もドレミファソラシドと制限があるから限られてくる。
テンションという概念は和音のルールの一つで、まず和音が3和音ではなく4和音を理解し、そしてテンションへの理解と流れると学びやすい。このテンションは、良い響きを選ぶという観点では感覚的になるがこれまでの経験知から一定の規則が出来上がっている。
ここで出来上がっていると書いているのは、マイルスデイビスが登場した当たりの頃は、このような規則など無かったように思う。神田の古本屋でジャズのアドリブについて説明した本を見つけて読んでみたが、そこには今の教則本に書かれているテンションのルールなど出てこない。
学生時代からただ好きでジャズを聞いてきただけだが、ジャズという音楽の世界で和音のインクリメンタルイノベーションがあったのだ。その結果、40年以上前の教則本と最近の教則本では書かれている内容が異なってきている。
ただ、最近の教則本では、コードを中心に解説する派とスケールから解説する派があるように思われる。イノベーションを理解しやすいのは、コードから解説している教則本であるが、眠くなるような展開になっている書物である。
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最近高分子科学の分野であまり流行っていないが、線形破壊力学という学問分野がある。グリフィス理論や応力拡大係数などガラスやセラミックス分野では一定の評価を得ている。
セラミックスを勉強するときに数学の苦手な材料技術者がつまずく壁のような学問である。当方は数学やプログラミングは趣味のようなものだったので苦労しなかった。
1980年前後には高分子材料分野でもこの理論やパラメーターの応用がなされたが、芳しい結果が得られなかったようだ。しかし、ゴム会社の研究所では声高にこれらの理論を振り回し、理論に合わせてデータを取得していた研究者がいた。
ガラスやセラミックスに比較して、高分子材料は室温においてクリープ速度が速い。これも一因となり引張試験や曲弾性率測定では、破壊に至るまで引張速度の影響なども出る。
高分子科学としては少し怪しく見えるグリフィス理論や応力拡大係数ではあるが、この視点で高分子材料の破壊を眺めるのは有益である。
ガラスやセラミックス分野では科学的に耐えたこれらの理論やパラメーターだから高分子材料でうまく合わない理由は高分子材料の破壊に至る過程において高分子特有の問題があると理解できて、高分子と言うものをイメージしやすい（注）。
言い換えると、線形破壊力学の視点で高分子材料を眺めると、金属やセラミックスと異なる高分子の構造的特徴を「なんとなく」理解できる。「なんとなく高分子」という小説でも書いてみたくなる。
例えば横軸に弾性率をとり、縦軸を応力拡大係数とすると、セラミックスから金蔵、高分子まで反比例のグラフのようにきれいにサンプルの点が並ぶ。これは材料技術者の経験知として有名な事実である。
このグラフ面で高分子複合材料を眺めると、複合材料の開発方向が、弾性率と応力拡大係数を上げることという材料に求められる特性が見えてくる。
(注）ポリウレタン発泡体の開発もセラミックスを勉強してきた当方には面白い体験だった。この時発泡体をプレスしてシート化し諸物性を評価していたら笑われた。意味が無い、と言うのだ。グリフィスの理論で問題となる欠陥よりもはるかにおおきなセル構造の発泡体と圧縮シートを評価しても解析が難しいことは分かっていた。しかし、シート化して測定されたデータには配合因子の特徴がきれいに現れた。発泡体のデータでは、配合因子の効果をうまく議論できなかった。アカデミアよりもアカデミックな研究所ではあったが、現象を眺める姿勢には多くの疑問となる思い出が残っている。
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ペルチェ素子は片面で発熱その反対側で冷却が可能となる半導体素子である。発熱専用にはヒーターがあるのでペルチェ素子はもっぱら冷却用の熱ポンプとして利用される。すでにペルチェ素子を用いた小型冷蔵庫も発売されている。
熱伝導を知らない町の発明家は、これを空調服に活用できるということで特許を出願した。しかし、実際に空調服を作ってみると冷えない。あたりまえである。
密閉系でペルチェ素子を稼働させれば、熱ポンプとして機能して密閉空間内を冷却することは可能である。しかし、開放系でペルチェ素子を使い、そこに風をあてて冷気を送ろうとしてもうまく冷気を送ることはできない。
これはペルチェ素子表面に空気が接触して空気が冷えるまでに熱伝導が必要となるからだ。わずかな熱量を低減された空気はすぐにエネルギーを吸収して周囲の温度と同じになり冷気とならない。
これを冷気とするためにはそれなりの仕掛け、技術が必要であり、それを弊社の問題解決法で開発している。特許を3件ほど出願し、その中で重要な特許については出願時の審査請求をしているが、関心のあるかたは問い合わせていただきたい。
ペルチェ素子を応用した空調服については、今年の春すでに開発を完了しており、展示会にも出品したが、推進していた企業の経営状態が悪化し、せっかくのオリンピック前の良いタイミングを逃がした。
すでにその企業と調整済みなので、弊社に問い合わせていただければ技術やノウハウを公開いたします。空調服は成長分野ですが、外気の生暖かい空気しか送れない空調服ではなく、ペルチェ素子で冷却された快適な空調服を一度体験するともう2万円の空調服など買う気は無くなる。
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ソフトバンクが東京ガスから供給を受け、ガスを販売するという。それも5％程度の割引価格である。さらに携帯電話ユーザーには5％の割引がある。
かつて、オール電化の掛け声でガス業界は将来の事業を心配した時代があった。2000年前後には東京ガスは、ガス発電システムの販売を発表している。ゴリラが出てくるあのCMも当時の東京ガスの活動の延長線上のキャラクターである
ところが数々の災害で電気のインフラが脆弱であり、ガスインフラが意外にもタフであることが分かってきて、オール電化の勢いはどこかへ消えた。
ご存知のように東京では災害対策のために無電柱化、すなわち電線を地下へ埋設する事業を展開しているが、町を見ればわかるように主要道路でさえ不十分な状況だ。
20年以上の間にガス発電システムはかなりの普及をしている。新築の家で太陽光発電システムを導入しているところはエネファームを同時に取り付けている例を近所で見かける。
電力自由化で余剰電気を個人が販売できるようになったためで、分散発電システムが稼働し始めた。おそらくガス発電システムは、これからも需要を開拓してゆくと思われるが、そうなると今度は電力会社の事業が心配になる。
その昔、IBMは大型コンピューターのリース事業で急成長したが、インターネットを待たずして、マイコンの普及による計算業務の分散処理が進み成長が止まった。それと同じように電力会社は原子力に頼っているとその事業は大型コンピューターと同じ末路になる。世の中は分散処理へ向かう、という人間社会の流れが新しい経験知として生まれた。
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金曜日に公開したペルチェ素子を用いた空調服を開発した話の続編。この製品は5年前に企画されたらしいが、特開2020-97799が出願されている。弊社に顧客が相談に来られたのは昨年でこの特許の公開後である。
この特許は単なる町の発明家程度のアイデアであるが、この特許に基づき空調服を作成し評価したところ冷えなかった、それで弊社にご相談に来られた、という。
ペルチェ素子をご存知の方が特許を読めば、特許技術では体を冷却できないことをすぐに理解できる。熱伝導の機構を理解していない内容である。しかし、それでも製品を試作して確認しているところがすごい。
顧客はこの特許の出願人の一人で弊社に相談に来られた時に、この発明の何が問題なのかその場で解説し、コンサルをスタートしている。当方はインターネットでペルチェ素子を購入し、すぐに改良技術で実験を始め改良技術の成功を確信した。
そして昨年5月には、お客様がその技術ですぐにプロトタイプを作って評価して、冷えなかった空調服が冷えるようになったのでびっくりされた。そして某展示会にそれを出品し高い評価を受けたという。
相談されて実験を開始し3か月で技術ができたことになる。これまでの技術開発の経験で、3か月あれば何らかの結果を出せる自信があった（注）。
サラリーマン時代には大企業で実験環境が整ったところでの3か月だが、今回は実験環境をまず立ち上げる必要があったが、それでも3か月の完成である。老体に鞭打って実験環境を作り、特許出願までこぎつけた。
現在3件の特許出願を行っており、そのうち1件は出願時審査請求を行っている。本空調服に関心のあるかたは弊社へお問い合わせください。熱伝導の新コンセプトに基づく技術を紹介いたします。
（注）ゴム会社の新入社員の時に初めて担当した樹脂補強ゴムは、3か月で実用的な基本処方を開発している。その後担当したホスファゼン変性ポリウレタンフォームでは3か月で工場試作ができるレベルの配合を完成している。そして2か月後工場試作を行い、成功して始末書を書いている。この始末書に書いたホウ酸エステル変性ポリウレタンフォームは3週間で試作レベルの処方ができた。高純度SiCの発明では、実験開始から3日で99％以上の純度の真黄色のSiCが製造されている。お手伝いで担当した電気粘性流体の耐久性の問題は一晩で技術を見出している。一晩の実験で見つけた界面活性剤を添加しただけで耐久性が著しく向上した。なお「界面活性剤では電気粘性流体の耐久性問題を解決できない」という否定証明の報告書がこの時出されていたことなど知らなかった。どのような科学的に完璧な否定証明でも「できる」という事実でひっくり返ることをこの時学んだ。ゴム会社で研究開発必勝法を作り上げたが、それにより開発速度が加速度的に上がることを実感できた。写真会社では、6か月後には製品を完成しなければいけない状況で引き受けた仕事で、成功している。この時は3か月でカオス混合プラントを立ち上げ、テーマ請負後3か月後に6ナイロンがPPSに相溶したフローリー・ハギンズ理論で説明できないコンパウンドを生産開始している。
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50年ほど前に耐熱性高分子の研究が盛んに行われた。そして一次構造の耐熱性への寄与について結論のようなものが出されている。ここで「ような」と書いたのは、一部研究者により見解が異なる点があるからだ。
そもそも耐熱性高分子と言っても空気中における耐熱性なのか、非酸化雰囲気における耐熱性なのかにより視点が変わる。空気中の耐熱性であれば耐酸化性を考慮しなければならず、不飽和構造は酸化されやすいので非酸化性雰囲気で耐熱性が高いと判定されても空気中では耐熱性の順位がさがる。
ゆえに耐熱性高分子と簡単に表現してもどのような高分子を耐熱性高分子と呼ぶのかは、「耐熱性」の条件により変わってくる。簡単に耐熱性高分子について論じることができない。
さらに一般使用の状況を考えたときに、ガラス転移点（Tg）が耐熱性の指標となる場合もある。例えば高分子構造材料では、Tg以上で緩和速度が上がるので、Tgの高い樹脂が選ばれたりする。
食洗器で洗浄可能なプラ容器かどうかはこのTgで決められている場合がある。すなわちTgが70℃以下の材料でできた容器を食洗器で洗浄すると変形する。但し、Tgが70℃以下でも一部架橋構造の導入された樹脂であれば変形しにくい。
この架橋構造も食洗器レベルであれば、結晶構造がその役目をできる。ただしこの時には結晶の融点が高く結晶化温度が十分に低い必要がある。
耐熱性高分子の開発は40年ほど前まで盛んに行われたが、以上の問題もあり研究は下火になっていった。また、当時の研究成果でも耐熱性＝燃えにくさと一般化できないことも分かり、燃えにくい高分子の研究は難燃剤の開発へ中心が移動した。
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