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ハヤブサ(人工衛星)

ハヤブサは、太陽系の小惑星から土壌などのサンプルを採取して地球に持ち帰るサンプルリターン技術確立をめざして、日本が独自に開発した人工衛星です。地球近くの軌道を公転しているイトカワという小惑星を対象として、日本が世界に先駆けて無人サンプルリターンに挑戦しました。ハヤブサは、2003年に地球を出発し、燃焼効率の高いロケットエンジンであるイオンエンジンや自分で判断しながらの自律航法などの工学技術を駆使して航行を続け、イトカワとランデブーの後、サンプルを採集して2010年に地球に帰ってきました。惑星探査や宇宙開発に必要となる工学技術を実証すると同時に宇宙への夢を与えるプロジェクトといえます。

スーパーコンピューター

スーパーコンピューターとは計算速度がきわめて速いコンピューターのことで、コンピューターシステムの中でも特に大規模な、高速な演算処理(ハイパフォーマンスコンピューティング)を行うために設計されたコンピューターの総称です。略称で「スパコン」とも呼ばれ超高速の演算能力は、気象予測、科学計算、宇宙開発、遺伝子解析、物理シミュレーションなど、高度な分野での計算に利用されています。

タッチパネル、指紋認証

タッチパネルは、ディスプレイ上に表示するとともに指で触れることにより入力できる2つの機能を有しており、ATMや携帯電話に使われています。指でディスプレイに触れたときの電気抵抗や静電容量など電気的な変化や圧力の変化を利用してタッチした位置を検出します。指紋認証は、読み取った指紋や静脈とあらかじめ記憶させた指紋や静脈の特徴とを照合して本人確認をするシステムです。これらのシステムの開発には、「電気電子工学」、「電磁気学」、「情報工学」などが不可欠です。最近では、タッチパネルで指紋認証をできるように研究が進められています。

3Dテレビ

左右の眼の位置から取った画像を同時に映して、3D眼鏡を通して左右の目でそれぞれの画像を見ることにより、実際には平面であるテレビ映像を立体的に見せることが可能になったテレビが3Dテレビです。映像を立体的に表示する方式は昔から研究が進められ、3D眼鏡を用いなくても、立体的に見えるテレビも開発されています。製品コストや色の再現性などの様々な問題を考慮した「光学」や「画像処理」などの分野の研究が、3Dテレビを製品化するための技術の要となります。

炭素繊維

炭素繊維は、文字通り炭素からなる繊維です。アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に、何度も高温で蒸し焼きにして余分な成分を取り除き炭化して作った繊維です。「鉄よりも強く、アルミよりも軽い」と言われる様に非常に軽量で、強度と弾性が高いのが特徴です。その上、錆びない、熱に強い、といった特性があり、主にプラスチックとの複合材料として使用されています。このような特性を生かし、今ではゴルフクラブのカーボンシャフト、テニスラケット、航空機などに用いられています。

重粒子線がん治療

重粒子線とは炭素イオンなどの粒子を加速させ、高エネルギーの放射線として生成したものです。これをがん患部にピンポイントで照射して、がん細胞を攻撃して死滅させ、切らずにがんを治す最先端の治療法が重粒子線がん治療です。 胃や腸などの不規則に動く臓器などには不向きですが、局所に留まっているがん、従来は難しいとされてきた骨にできるがんにも有効です。正常細胞へのダメージを最小限に抑えることが可能とされ、痛みや副作用もほとんどなく、治療期間が短くできるというメリットもあります。

電気自動車

電池に蓄えられた電気エネルギーで回転するモーターにより走らせる自動車のことです。電池の性能が良くなければ、一度 の充電であまり長い距離を走らせる事ができません。最近の研究成果により、携帯電話などで使われているのと同じ種類の、小型で高性能なリチウム電 池が用いられるようになってきました。車の性能の向上のためには、更に高性能の電池の開発が、望まれています。

人工臓器

からだの臓器の機能をおぎなう装置が人工臓器です。実用化されている人工臓器には、人工腎臓(正確には血液透析器)という血液の老廃物をきれいにする装置や、血液に酸素を加えて二酸化炭素を除くことのできる人工肺という装置、機能を失った血管に代わる人工血管などがあります。

海水淡水化

この分離膜はナイロンやポリエステルなどの繊維を作る技術が応用することで、水分子だけが行き来のできる特殊な分離膜が作られます。この分離膜を用いて海水から真水をつくることができます。また汚染された水をきれいに浄化することもできるので、排水の再利用などにも用いられています。水資源の枯渇は世界的な問題となっていますが、繊維のもつ機能は、このようなところにも使われているのです。

手術ロボット「ダ・ヴィンチ」

アメリカの会社が開発した外科手術用ロボットのことす。 立体画像(3D)画面を見ながら、がんなど100種類以上の手術をする事が出来ます。ロボットの腕の先には、小さなカメラや電気メスなどがついて、細かな手術を正確に3メートルくらい離れた場所で行う事が出来る。日本でも、様々な手術ロボットの開発が進んでいる。地球の裏側にいる医者がロボットを使って患者の手術を行う研究も進んでいる。手術ロボットを作るには「機械工学」「情報工学」「電気電子工学」「通信工学」「医療工学」「素材工学」などの先端技術が必要です。

リニア新幹線

リニア新幹線は、超電導(ちょうでんどう)磁石を使い、車体を空中に浮かせるて走る新幹線です。車がレールの上を走る新幹線は、レールの継ぎ目などで車体が揺れたり、電気をたくさん使うなどの欠点がありました。 リニア新幹線は空中を浮いて目的地まで移動するので、揺れもなく、時速505kmで走れるので、東京ー大阪間を67分で移動できます。速く走るために、より安全な情報システムや軽く丈夫な車体の開発、しっかりしたコンクリート構造物など電気電子工学以外の「土木工学」 「情報工学」「材料工学」「機械工学」などの最新技術も使われています。

ツイッタ―

ツイッターを一言で言えば、「今どうしてる?でつながるコミュニケーションサイト。」「Twitter」とは「さえずる、ペチャクチャしゃべる、くすくす笑う」という意味の英語(動詞)。FaceBookやmixiのようなソーシャルネットワーキングサービス(SNS)のひとつで、ユーザーが今していることを「ツイート」と言われる140文字以内の文章でWEB上に投稿することにより、不特定多数の人に対して今自分がしていることを共有することができます。シンプルな構造から「ミニブログ」、「マイクロブログ」といったカテゴリーに括られ、チャット感覚で楽しむユーザーも多いようです。

薬(くすり)とは、飲んだり、塗ったり、注射したりすることで、人や動物の病気やけがを見つけたり(診断)、なおしたり(治療)、よぼう(予防)をするための物のことです。医者の指示でしか患者に出せない医療用医薬品(いりょうよういやくひん)と、薬局・薬店で誰でも買えるかぜ薬などの一般用医薬品(いっぱんよういやくひん)とに分けられます。最近ではコンピュータを使って役立つ薬を予想することやバイオ化学の技術を使った薬の開発なども行われています。 薬を作るには「合成化学」「化学工学」「バイオ工学」「機械工学」「電気工学」「情報工学」などの最新技術が必要です。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物、負極に炭素を用いた電池で、充電して繰り返し使用できるため、携帯電話やノートパソコンなどの移動用IT機器のバッテリーとして広く使用されています。リチウムイオン電池は他の電池と比較して、小型で大容量のものを作ることができるため、電気自動車のバッテリーしての利用が期待されています。安全面、コスト面、容量など、何を重要視するかによって正極のリチウム金属酸化物を適切に選ぶ必要があります。 より安全・安価・大容量な電池を開発するため「応用化学」「材料工学」の分野で新素材の開発が進められています。

スポーツウェア

スポーツウェアでは、さまざまなスポーツに応じて必要な性能が異なってきます。競泳や陸上競技など激しい動きの伴う競技では、力学強度や伸縮性、流体抵抗が低いことが必要です。汗をうまく吸ったり通したりする機能も必要です。素材や厚み、表面加工、通気性などには競技ルールで制約がありますが、こうした機能を限界まで追求していきます。さらに衣装としてのかっこ良さも大切なポイントです。

水浄化機

河川の水を私達の家に届ける際に、水の浄化・消毒を行い、安全な飲み水にする装置が水浄化機です。沈殿やろ過を用いてゴミを取り除き、さらに薬品を使って水に溶け込んでいる有害な物質の除去・殺菌を行うことで、水をきれいにします。沈殿やろ過には、ものの流れ方を解明する「流体力学」が、有害物質の除去・殺菌には、フィルタや逆浸透膜の開発や物質の化学反応を解明する「物質工学」が使われています。これらの学問から生み出される技術によって、私達は安全な水を使うことができるのです。

ゲーム機(DS、プレーステーション)

ゲーム機は、ゲームを楽しむための機械の事です。ゲームを楽しむには、ゲーム機だけでは出来ません。ソフトウェアという機械を動かす命令を書いた指令書が必要なのです。最近では、ゲームセンターの大きなゲーム機を使わなくても、身近なコンピュータ、携帯、スマートフォンなどでも楽しむ事が出来ます。ソフトウェアもお店で買わなくても、通信を利用して手に入れたり、買った時から機械に内蔵しているものも沢山あります。脳のトレーニングなどに役立つゲーム、人を癒してくれるゲームも開発されています。ゲーム機を作るには「機械工学」「電気電子工学」「情報工学」「デザイン工学」などの最新技術が必要です。

ガム、チョコレート

チューインガムの主成分は天然のチクル樹脂や、合成樹脂のポリ酢酸ビニルも用いられています。ポリ酢酸ビニルのガラス転移温度は約29℃(これ以下では、ガラス状、それ以上ではゴム状)という性質を巧みに利用して、ガムとして利用されています。噛む前(29℃以下)ではべたつかず、口の中(約36℃)へ入れるとガラス転移温度以上となるため、ガム独特のゴム状になります。チョコレートと一緒にガムを噛むとガムが溶け出しますが、これはチクルやポリ酢酸ビニルが、油溶性のためです。なお、ポリ酢酸ビニルは接着剤としても広く使われています。なお、食品の包装材料として、各種の高分子フィルムが用いられています。

スマートフォン(携帯電話)

これまでのモバイルフォン(携帯電話)は、電話にコンピュータの機能を足したものでした。スマートフォンは、電話の 機能を持つ超小型のコンピュータといえます。Windowsパソコンと同じように、コンピュータを働らかせるソフトウエア(アンドロイドや iOS4等)があり、その環境の下で、インターネットやモバゲーやその他の色々なアプリを動かすことができます。

LED製品

LEDは電気をかけた時に光る(発光する)半導体から出来ている装置の事です。最近は、炭素と水素から出来ている有機物の半導体を使ったLEDも作られています。(OLED)少ない電気で明るく光る照明で、蛍光灯よりも寿命が長いことなど省エネ製品の代表として、注目されています。車のライト、信号機など交換がしにくい所などで、LED製品が活躍しています。LED製品を作るには「材料工学」「電気電子 工学」「合成化学工学」「半導体工学」「物理工学」等の先端技術が使われています。

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これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。