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この番組は世界の os エンジンでおなじみの 小川世紀の提供でお送りいたします
昭和11年日本で初めて小型エンジンを発売アメリカへ輸出開始 昭和13年早くもマリンエンジン開発
次来小型エンジンを見つめて40数年 ひたすらこの道を歩む
常に小型エンジンの世界をリードする os エンジン
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me 科学のサンプルし今日も神戸大学にお邪魔しております
今日はシステム工学科の方へねお邪魔しておりまして 瀬口安行き先生
お話をいれると思うからしたいと思うんですけども 今日は骨の強さまあ人間の骨の強さな
ていると話したいと思うんですがあの瀬口先生は何のご専門ですか 元々は機械工学もして
材料力薬とか 構造力薬と言われるような
今はシステム工学科というところそういうなんか機械の方面のですね 方がですねどうして人間のこれは医学の問題じゃないかと思うんですけど
どういうわけですか これあのつまり骨と言いますのは
あの
細かいところを見ましてもですねそれから全体の形を見ましても非常にうまく 力学的にできあがっている一つの小造物であると
あんなるんかんてんを我々が取るわけですそういう意味で我々として非常に興味のある対象 力学的に骨はうまくできていると
いうことは非常に強いとかあの なんていうんですかねえ
軽いとかそういうことですねそれをその機械の方に応用しようということで研究されているわけです そういうことです
じゃあ骨の方はいったいどういう風になっているんですか それじゃあ骨の話を少ししてみたいと思いますけれども
の これがその
骨のこれですかまあなっていますかもし傷で知って ちょうど超骨と言われる骨の一部分を見るんですどこですこれはあの大体骨というのがあの骨盤の
下にこう足を支えて体を支えているのがその一番太い骨で 骨の中で一番
典型的なサンプルとしてよく取り出されるものなんですけどこれはなんかあの繊維みたいなのが 出してますねそうなんです
実は骨というのは一番周りが緻密骨と言われる非常に硬い部分でその中の方に入っていきますとあの 海面質と海面骨と呼ばれるような構造になって
実はその海面骨という構造がここにそのこれは大体骨の断面なんですけどもこれは本物の骨
それをスライスをしたんですがちょうどこれはの大体骨でありましてここに骨盤がこう あの
来ててあの体重を支えている非常にこれはまた得意な形をしてますので面白いんですけどそれを輪切りに
しますとですねご覧になってわかりますように綺麗なあの なんて言いますか軽石のようなそうですね軽石というか
そうですねなんかあの海の中にある ものみたいですね
そうですねそれでそのそれがですね単に軽石というのはもうランダムにめちゃくちゃにその 穴が開いてるわけですけどね骨というのはそうではなくて
これを見ていただいたらわかりますようにある一つのパターンを持っている非常に綺麗なパターンを持っているということに気がついています
こちら側にずっと流れているとか流れているものがあるとかと思えばこちら側にこう流れているものがありますね
網の目のようになってますね実はこれがですね得意なそういうパターンを持っているということであの少し
構造力学的にあの調べてみたんですそれはですね
あの トラスというのをご存知と思いますが
トラス構造これ実はの骨組み構造とも呼ばれまして橋下駄であるとかそういったようなものによく使われておりますねあの
鉄橋なんかにこういうあの骨組みで作ってある鉄橋があるんです
ああいうのをトラス構造というわけなんですけどねそういうトラス構造を一番軽く作りしかも一番丈夫なものを作りたいというような
ことをですね考えてですね作ってみたのがこれなんです
でこのスライドは
トラスの接点と呼びます節の点ですね
部材を 渡します点の位置を決めておいてその点に対してめったやたらとトラスを部材をはめていきます
でその部材の中で一番 軽くて一番丈夫なようにあの適当に選択してくれということですね
数学的に定式化しまして構造を作ってみますとその下の方にあります パターンが出てくるんですねそれはあの
どんどんどんそのトラスの接点を密度を高くしていって細かくしていきますとこういう綺麗な
直行するような2つの直線曲線群で表されるパターンが出てくるそれはその骨に
それは骨の構造と非常によく似ているんです 面白い現象なんですけども
でまぁこれから見ましてもですね確かに骨というのは一番軽くてしかも丈夫な構造を取っていると いうことがわかると思うんですね
神様上手く作ったもんですね
はぁ もう自然にできているわけですねそれで
どうなんですかそれでですねまぁあの今はこの骨の中の構造の細かいところを見ていただいた わけなんですけども
骨そのものの形例えばこういったような形これはあの体重を支えるための 大体コツでこれは大体コットと言われる部分なんですけどちょうど
あのジョイントが来ましてですねあの これはこういう間に動くそういうのは非常にうまくできるついてのところの
気候ですねこれは非常にうまくできているとそれが利益的に言いましてもこういう 形状というのは非常にうまくできているということがまず言えるんです
ねあの我々こう腕を動かしたりですねねじたり曲げたりそういうことですね 人にこう継ぎ目がうまくできるんですねもうこのまあ指一つ取ってみてもこう
自由に思い通りにうまく動かせるというのはその機会につきるところがまあそういう 運動的に見ましても上手くできていると同時に力学的に見ましてもその力を
上手く支える形になっているわけですね でそのいくつかの例を他の場合について言っていただこうと思うんですけども
これは前に私どもが神戸大学の医学部の先生と共同しまして
人工股関節がありまして具合のある人はこの部分を切り取りまして 金属性の
大退屈と置き換える手術がございますねその手術をする時に その人工股関節置き換えるべき人工股関節がなかなかいいのがなかった
もんですから我々で開発しようという研究をした時にやった一つの実験なんです けれども
実際の人間の骨盤を取り出してきましてそれにちょうど体重に見合うような力を加えて 骨盤のいろんな部分にどんな歪みが生じるかということを調べてみた実験なんです
それによりますと非常にその歪みの分布といいますか いろんな非常に怪我しい形をしているわけなんですけども
その各部分の歪みが非常に均一化されているというのが
我々の実験で出てきたわけなんですね そうですか
それからもう一つはここで見ていただきました分かりますようにこの頬骨なんですけども 例えばチンパンジンの骨ではこの頬骨
人間ではこの頬骨 骨の断面がですね
綺麗な三角形をしているということに気がつきまして それがちょうどこの頬骨にかかる
曲げの力これを曲げてやろうとする力が によって生じる
各部分の力が均一になるようにしますと綺麗なこういう 形がですね
数学的に出てくるとこういうことがありますわけですね このスライドは何なんですかこれは
これは病気の一つなんですけども 先天性の股関節の脱臼を
した人がですね 非常にその
ここのジョイントの部分のあたりが悪いものですから 軟骨部分を介さずに直接骨と骨が添えてしまうというようなことがあるわけで
そういった状態で長いことを歩いておりますと骨に穴が開いてしまうんです
この部分に穴が開いてしまうということになります それはまたあたりを良くする手術をしますと
綺麗に取れてしまうと元々修復するわけです
そうすると骨なんていうのは非常にこう 回復するのもなんかちょっとやってあるとうまくなるようになっていますね
そういう骨の非常にうまい環境に適用した現象というものを 我々機能的適用と呼んで
骨に興味を持つ人たちお医者さんも引き描きまして なぜそうなるかという研究が今非常に世界的に盛んに行っておりますね
そういうことをどんどん応用していくと いろんなこの材料とか力学的に応用できるわけですね
でまあ我々なぜ骨に注目したかというのは 実はそこにあるわけでしてそういう骨の
が非常にうまくできているまた骨が非常にうまく自分の形を変えながら 外界に適用していくというのをですね
構造力薄として捉えられないかというまあこういう発想が浮かび上がるわけですね
あの何ですかあの例えば橋なんか作る時に気温が変わったりこの風があったり 雨が当たったりした時にこう変えながら何かするというそういう
ことなんですか非常にあの大きな視野から見ますとそういうことなんですが我々は力薄的なところに注目しておりまして
力がどうかかるかというか例えば船の形がどうなるかとか 自動車がどういう格好であれば一番良いというようなことをひっくるみますね
あのそれ そこへこの骨の機能的適用を利用しようじゃないかな
じゃあ骨とそういうのと密接の関係が骨を研究することによってそういう力学的にもいろんなものが 開発できるということですね
そういうのは僕は骨とそういうの全然別のものだと思ってましたですけれども これは大変面白い話でしたね
今日はどうもありがとうございました
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昔から人々はいろいろな機械と触れ合ってきました やがて蒸気機関車が誕生世界を駆け巡りました
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