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海とともに歩んだ総长の研究室

深海をはじめとする海洋の调査?観测のための工学、そして応用マイクロ流体デバイスの研究开発に携わり、主に海をフィールドにエンジニアとしての道を歩んできた藤井辉夫総长。20年の歴史を拥する藤井研究室で2006年から苦楽をともにしてきた生产技术研究所の木下晴之先生に、総长と藤井研究室が进めてきた研究について闻きました。

子どもの頃にアポロ11号の月着陸をテレビで見て感激したという藤井総长。その後、月は探査が進みましたが、未知の世界が広がっていた深海に興味を持ち、海中工学の分野に進みました。海洋の調査では調査船で出かけて採水しサンプルを持ち帰って調べるやり方が主流でしたが、藤井先生がこだわってきたのはそれとは少し違うスタイル。深海まで探査機で装置を運び、その場で調べるという手法です。

「水圧や温度が违う场所までサンプルを持ち帰るとどうしても状态が変わってしまいますが、採取の现场で分析できればその心配はありません。また、分析结果から次の调査地点を决めてすぐに动ける利点もあります。たとえばマンガンイオンの成分が浓い水域があれば、その周辺を详しく调査することで热水活动がわかるかもしれません」と木下先生。

実际、藤井研究室は2010年に冲縄冲で新たな热水活动を発见する成果をあげています。そこで活跃したのは、无人探査机に搭载したマンガンイオン定量分析装置。深海の现场で取り込んだ海水に试薬を入れて成分を光らせ、センサーで検出する装置です。その心臓部には、藤井先生が理化学研究所に在籍した际に着想した、微小流路内で极微量の液体を操作できる装置、マイクロ流体デバイスが使われています。数百ミクロンの世界では惯性力や重力より表面张力や粘性力が强く働き、マクロなスケールでは実现が难しい流体操作ができます。従来はガラスに细かい沟を彫って作るのが主でしたが、微细构造を有する鋳型とシリコーンゴムを使えば流路を安価に量产できることがわかり、マイクロ流体デバイスの世界に新しい潮流が出始めた顷でした。

「极限环境である深海へ探査机で运ぶには、なるべく装置が小さいほうがいいんです。マイクロ流体デバイスの応用先として深海に着目したのが藤井先生の慧眼だったと思います」

微生物の遗伝子を検出する装置や生物の痕跡を见る础罢笔分析装置を开発する一方、研究室にフランス人研究员が着任したのを机に、マイクロ流体デバイスで细胞培养を始めるなど、医疗分野への応用も开始した藤井研究室。シャーレと违い、マイクロ流体デバイスでは时间的にも空间的にも部分的な操作が可能なため、细胞の培养环境を自由にコントロールできるのが大きなメリットでした。医工连携は、ポンプやバルブをはじめとする液体制御のノウハウを深海で培ってきた研究室の柱の一つに育ちました。

海の情报を皆で集めて皆で活用

そして、総长に就任する前の藤井先生が挑戦していた新たな取組みが、OMNI（Ocean Monitoring Network Initiative）です。これは、誰もが入手できる部品を組み合わせて観測装置を作り、広大な海のデータを皆で集めて活用しようというオープンソース型プロジェクト。地表の約70％を占める海洋には、気候変動や食物資源や天然資源など、人類が抱える様々な問題を解決する鍵が潜んでいますが、詳しい調査が行われているのは全海域のたかだか5％程度にすぎません。

「海洋のデータをたくさん集めるには専门家だけでがんばってもダメ。研究者に限られていた海洋観测の担い手を市民に広げる试み、藤井先生の言叶でいえば「海洋観测の民主化」が必要です」

始まりは2016年頃。当時、所長として生产技术研究所の改革に携わった藤井先生は、対話を重ねる中でデザインの重要性に気づき、この分野で名高い英国ロイヤル?カレッジ?オブ?アート（RCA）との協働でデザインラボを立ち上げました。デザイナーと研究者が何もない段階から問いを共有し、対話を重ねながら新しいものを生み出すのが身上です。

デザイナーたちはまず、所内の全研究室を巡ってどんな技术があるかを探りました。集めた技术を书き出して俯瞰すると、组み合わせてできるアイデアが浑々と涌き出で、そこから多くのプロジェクトが始まります。若き日の藤井先生が师匠の浦环先生とともに取り组んだ海中ロボットによる観测の系谱に、ニーズありきで考えるデザイナーのエッセンスが组み合わさって生まれたのが翱惭狈滨でした。

百均で买える部品で装置を试作

観测装置の试作が繰り返され、一つの到达点となる第3世代机ができるまでに约半年。百円ショップで买える防水のプラ容器に电子回路を积み、骋笔厂の基板、温度センサー、塩分浓度センサー、太阳光パネルや通信アンテナをウレタン製のフロートと支柱に取り付けて、サッカーボール大の観测装置が约4万円でできました。従来の装置に比べると手軽さは段违いで、キットがあれば谁でも组み立てられます。机能は限定されますが、叁崎の海で3ヶ月テストしたところ、顺调にデータを収集し、基地局経由でウェブにリアルタイムで表示することもできました。

「もちろん课题はあります。太阳光充电のために电力量が限られ、カメラの搭载はまだ难しいです。藻などが付着するとセンサーの精度が落ちるため、泥臭い调整が必要です。でもそれでいい。试作し、试用して、问题がわかれば一つひとつ溃していけばいいんです」

技术面の改良とともにチームが注力したのは、ワークショップを开いて様々な人たちと対话することでした。逗子の学校に出かけて中高生たちと、渋谷のカフェでクリエイターたちと、鎌仓の起业家支援拠点で地元の人たちと、オンライン形式で小学生たちと&丑别濒濒颈辫;&丑别濒濒颈辫;。ライフセーバーは海水浴场の水温を知りたがりましたが、渔师との対话で闻けたのは深い部分の水温が知りたいとの声。表层と深层の水温の违いが鱼の行动习性に影响するからです。お客さんを案内するダイバーから闻けたのは、透明度が知りたいとの声。事前に透明度がわかれば、その日その时间に潜るのに最适な地点がわかるからです。ある岛では工场排水が环境基準をクリアしていることを示すために窒素やリンの浓度を测定したいという声も闻けました。

「まず実例を见せるのが重要。装置を触ってもらうと地域のニーズがどんどん出てきました。研究者は最先端の技术に目を向けますが、确実に安く使える技术のほうがよい场合もあります。イノベーションはそうした技术の组み合わせから始まると思っています」

海洋とワイン产地の共通点とは？

昨年度末まで日本工学アカデミーの海洋调査グループのリーダーを务めていた藤井先生は、海を知り新たな恵みを拓く「海洋テロワール」构想をまとめて2021年3月に提言しました。「テロワール（迟别谤谤辞颈谤）」とは、フランスのワインの产地について使われる言叶で、その地域固有の気候や土壌、歴史などを総合した地域の特徴を意味するものです。陆地と同様、地域の海ごとに価値を生む力があり、それを引き出すためには私たちがその海についてよく知る必要があるというコンセプトです。

「翱惭狈滨はその実践の一つ。こうした构想が根にあると、最先端技术を研究する人も、研究者ではない一般の人も集まりやすいはず。自ら策を示すというより皆で问いを共有して考える场を作るのが役割だと信じ、翱惭狈滨の仲间を増やす努力を続けています」

新総长が就任した今年は「国連海洋科学の10年」の開始年。科学者もデザイナーも市民も東大も、グローバル?コモンズとしての「海」により深く関与していくべき時期を迎えています。