こだわりアカデミー

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本対談記事は、アットホーム(株)が全国の加盟不動産会社に向け発行している機関紙「at home time」に毎号掲載の同名コーナーの中から抜粋して公開しています。宇宙科学から遺伝子学、生物学、哲学、心理学、歴史学、文学、果ては環境問題 etc.まで、さまざまな学術分野の第一人者が語る最先端トピックや研究裏話あれこれ・・・。お忙しい毎日とは思いますが、たまにはお仕事・勉学を離れ、この「こだわりアカデミー」にお立ち寄り下さい。インタビュアーはアットホーム社長・松村文衞。1990年から毎月1回のペースでインタビューを続けています。
聞き手:アットホーム株式会社 代表取締役 松村文衞
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「ミウラ折り」も、衛星「はるか」のアンテナも 閃きを数学的に解くことでつくり上げました。

潰れて強度が増す「ミウラ折り」の不思議

東京大学名誉教授

三浦 公亮 氏

みうら こうりょう

三浦 公亮

1930年東京生まれ。東京大学名誉教授、東京大学宇宙航空研究所助教授、文部省宇宙科学研究所教授。東京大学工学部船舶工学科卒業後、同大航空学専攻博士課程終了。東京大学の航空研究所が再開されたのに伴い、同研究所の助手となる。63年、コロンビア大学、66〜67年、NASAラングレー研究センターを経て、宇宙科学研究所(現JAXA宇宙科学研究本部)にて、宇宙構造工学を研究。宇宙構造物の設計家として、小型宇宙プラットフォームSFU(宇宙実験衛星)の二次元展開アレイ等の発明・開発や、電波天文衛星「はるか」の大型アンテナなどの設計に携わる。著書に「ゲームに勝つテニス―科学的思考によるレベルアップ法」(82年、光文社)、「ソーラーセイル―宇宙帆船とルナカップレース」(93年、共著、丸善)など。

2007年10月号掲載


破壊のメカニズム研究から生れた「ミウラ折り」


──地図を折る時などに使われている「ミウラ折り」というのは、世界的にも大変有名で、対角線部分を持って左右に引っ張ると、ワンタッチで展開・収納ができる不思議な折り方です。
しかし、それを考案なさった方が、まさか宇宙構造物の大権威であったとは知りませんでした。


三浦
 いまや「ミウラ折り」は私の名刺代りになっています。本当の専門は違うのにと困惑することもありますが、「折り紙の数理」のPRには良いかなと納得しています。

 

4個の平行四辺形の繰り返しで構成されている「二重波形可展面」。この形の折り方に、British Origami Society(英国折紙協会)が「ミウラ折り」と名付けた〈写真提供:三浦公亮氏〉
4個の平行四辺形の繰り返しで構成されている「二重波形可展面」。この形の折り方に、British Origami Society(英国折紙協会)が「ミウラ折り」と名付けた〈写真提供:三浦公亮氏〉


──先生の本来のご専門は?

三浦 40年程前までは、NASAでロケットや飛行機などの構造物の「強度」について研究していました。壊れてはいけないものを壊さないようにするために、「壊れる」メカニズムを研究していたのです。
飛行機の機体などのような円筒状のものを縦に潰すと、菱形が規則正しく並んだ模様ができ上がります。その模様が幾何学的で面白かったので、夢中になって研究していたんです。


──それは私も子どもの頃にやったことがあります。鉛筆に紙を巻き付けて、その紙を上から手で押し潰すと、きれいな菱形の模様ができますよね。


三浦 まさにその模様です。その研究を続けていくうちに、これは潰れてしまった形ではあるものの、強度は増しているということに気付いたのです。「潰れている」ということが、意外にも構造物の補強になっていた。
このパターンを数学的に研究して、「ミウラ折り」の発想につながったのです。


──「キリンチューハイ氷結」のパッケージも「ミウラ折り」の仲間だそうですね。

東洋製罐蠅竜蚕兌圓、三浦先生の論文を元につくった「ダイヤカット缶」。「キリンチュ−ハイ氷結」のパッケージとして使われている〈写真提供:キリンビール蝓   東洋製罐蠅竜蚕兌圓、三浦先生の論文を元につくった「ダイヤカット缶」。「キリンチュ−ハイ氷結」のパッケージとして使われている〈写真提供:キリンビール蝓
東洋製罐蠅竜蚕兌圓、三浦先生の論文を元につくった「ダイヤカット缶」。「キリンチュ−ハイ氷結」のパッケージとして使われている〈写真提供:キリンビール蝓

三浦 はい、まさにこの「潰れて強度が増した形」を活かしてつくられたものです。この缶は、開けた途端に収縮が起こり、ダイヤモンド型のパターンがはっきりして、同時に強度も上がります。「開けると変形する面白い缶」として、親しまれているようですね。

 


 

スイスでの山籠りで閃いた 「はるか」のアンテナ設計


──宇宙アンテナの最先端技術も、先生のご発明が関わっていると知り驚きました。これは「ミウラ折り」とは違うご研究ですね。
電波天文衛星「はるか」の展開パラボラアンテナや、最近では「きく8号」のアンテナなどについても使われているそうで、これも大変な快挙だと思います。


三浦 80年代後半から90年代始めに掛けて取り組んだ「はるか」の展開アンテナ設計では、頭を悩ませました。傘を広げるようなアンテナをつくると、骨の間の布が鞍型面(馬の鞍のような形の曲面)になって、たわんでしまうんです。
設計のヒントをつかもうと、当時、風船の原理でパラボラアンテナを展開する研究を行なっていたスイスの会社に行ったのですが、見学を断られてしまって。


することがなくなってしまったので、「よし、それなら自分の頭で創り出そう」と、スイスの山小屋に籠って毎日山で遊びながら考えていました。そんな中でふっと思い付くことがあって…。
結局、帰国するまでにはアイデアが固まったんです。


──それはすごいですね。パラボラアンテナを宇宙で広げるというのは、アイデアだけならいいですが、少しでも狂ったら失敗すると考えると、すごく難しいことでしょう?


三浦 ええ。ですから、頭の中では完成しているのですが、実際につくり出す技術者にも大変な難題を持ち込みました。

 

電波天文衛星「はるか」の大型アンテナ。6本の傘のような枠をつくり、その内側にモリブデンの布をケーブルで組んだトラスで吊ることで、パラボラ状にしている〈写真提供:宇宙航空研究開発機構(JAXA)〉
 


──先生のこの発想、発明のお陰で、世界の国々が電波望遠鏡で宇宙を見ることができるようになったのだと思うと、感動しますね。

 


 

閃きを数学的に解明。「解はいつも美しい」


──「ミウラ折り」にしても「はるか」などの宇宙構造物の設計にしても、そういった発想は、どこから生れてくるのですか?


三浦 閃くのは一瞬ですよ。関係のない本を読んだり、遊んだりしている中で、パッと思い付きます。
でも、その大部分はゴミになります。何週間も掛けて、結局それが不可能であることを自分で証明することもあるのです。


──私達からすると、閃くことも大変だと思うのですが…。


三浦 大切なのは、物を見る時、角度や視点をちょっとずらしてみることです。「ミウラ折り」も、先に述べた飛行機の強度を研究している時に、潰れた円筒に現れる一定の法則性を持った図形を、外から眺めるだけではなく、筒の中から見たらどういう景色になるのかを考えたところから生れたのです。

(右)「ミウラ折り」の見本 (右)「ミウラ折り」の見本
(右)「ミウラ折り」の見本
(左)「ミウラ折り」の展開プロセス。対角の位置にある2つのコーナーを引くことにより容易に展開し、押し縮めると再び畳み込まれる。また、一つずつの折り線は山折り谷折りが一定なため、破れにくい。2006年に、「新日本様式100選」の1つに選ばれている


──外からは見ても、内側から見る人はなかなかいませんね。発想の原点は意外とシンプルですが、かといってそのちょっとしたことが、普通はできないものですね。


三浦 閃きの原点は「楽しい」と思うところから始まるんです。必ずしも工学の目的のためだけに研究しているという意識ではなくて…。道楽に多大なお金を掛けているといえなくもないですね(笑)。


──閃きがあって、そのアイデア実現に向けて、計算し、設計し、実験し、そして実際の物体にするというのは、考えただけでも大変なプロセスで、ものすごいエネルギーが必要なんでしょうね。


三浦 大変です。でも、苦労して出した答えを見ていつも思うのは、「解は美しい」ということです。やはり、自然の原理にかなったものというのは、美しいものだといつも感動します。

 


──現在は何か新しい閃きが?


三浦 地図の「南北問題」を解決したいと思っています。従来の地図帳では、ページの北と南で情報が途切れて、続きが見たいときにはページをめくって探さなければなりませんね。
この解決策として、地図に折り線やスリット線を入れることで二次元の情報を途切れなくたどっていける「2D(二次元)マップ」を発明しました。なかなかよくできていると思いますよ。普及には時間が掛かりそうですが…。


──それは早く実用化されるといいですね。紙でつくられた、一見平面的な情報も、先生の手に掛かると立体的な活用につながってくる。

先生のご研究は、ちょっとした発想の転換から始まっていますが、それが宇宙や日常生活のさまざまな場面に大きなインパクトを与えています。
同じ日本人として誇りに思います。本日はありがとうございました。

日本オリベッティ蝓文宗NTTデータ ジェトロニクス蝓砲はじめてつくった「ミウラ折り」の地図を展開する三浦先生
日本オリベッティ蝓文宗NTTデータ ジェトロニクス蝓砲はじめてつくった「ミウラ折り」の地図を展開する三浦先生

 



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