【Campus Voice】「女子中高生のみなさん 最先端の工学研究に触れてみよう2022」イベントレポート

米村先生は現在、社会基盤・地盤工学の助教をしています。中学・高校時代の好きな教科が理科だったことから、理系を志すようになったといいます。元々音に関わる研究がしたいと思っていたため建築と音の関係に興味を持ち、理科一類から工学部建築学科に進学し、建築環境工学を専攻としたそうです。

米村先生の研究テーマについて

建築環境工学は、建築空間を構成する環境の要素と、その制御の方法を考える分野です。建築環境工学における「環境」とは、森林や海などの自然環境だけではなく、光・空気・音など私たちが相互に関係しあって直接・間接的に影響を与える外界を指します。
米村先生は身の回りの建築環境工学の例として、換気システムによる熱・空気の制御、ユニバーサルデザインの路線図による視覚情報の計画、拡声放送、例えば駅アナウンスが建物の構造によってどう変化するかといった音環境の制御などがある、といいます。米村先生は建築環境工学の中でも、最後に紹介した建築音響を研究テーマとしています。

建築音響とは？

音は波として空気中を伝わりますが、音源から観測者に直接伝わる「直接音」と、音源から出た音が建物の壁面などに反射して観測者に伝わる「反射音」の2種類に分けられます。建築音響は反射音の制御を目標としています。例えば、コンサートホールでは残響を残してほしい、駅では騒音の反響を抑えたいなど、建築音響の技術が進歩することでさまざまなニーズに応じた建築が可能となるのです。

研究事例～駅の音環境の制御

ここで米村先生が行った建築音響の研究について紹介します。東京大学・鉄道会社・建設会社との共同で、駅の騒音問題について取り組んだ実験です。この研究は、まず駅で騒音を測定する「実測調査」、次に東大の研究室で天井の材料を変えながら騒音を一番吸収する材質を探る「実大実験」、最後に被験者に騒音の聞こえ方を調査してもらう「聴感評価実験」、という流れに沿って進みました。米村先生の研究では音量など機材で測定される「物理データ」だけでなく、実験参加者の脈拍の変化など身体の変化を測定する「生理データ」、実験参加者に音を数値で評価してもらう「心理データ」も扱っています。「心理データ」については、参加者の聴感覚がしっかりと結果に反映されるようなアンケートとなるように心がけているようです。

米村先生にとっての「工学研究」とは&高校生へのメッセージ

現象とその背後にある仕組みを理解することを目指すのが「科学」であり、その中でも人間社会につながる技術を扱うものが「工学研究」である、と米村先生は話します。工学研究は「こうだったらいいのに」という実体験から課題が見つかることが多いそうです。米村先生は高校生に向けて「面白いと思った分野の本を読んでほしい。受験勉強に直結しなくても、自分の世界を広げることが楽しさにつながります。」とメッセージを残しました。

青山美和さんは、中学生の時に「リケジョ」への憧れを抱いたことから理系を志望しました。学部時代はGLP-GEfIL(グローバルリーダー育成プログラム)を通した国際的な議論や留学によって、大学の授業だけでは得られない貴重な体験ができたといいます。青山さんは理科一類から工学部社会基盤学科に進学しました。社会基盤学科は、土木・国際プロジェクトなどのインフラを取り扱う学科で、現地調査や国際学会で発表したことが特に印象に残っているそうです。

就職活動と現在の仕事

青山さんは社会基盤の研究を続けることも悩んだそうですが、ビジネスを通じて社会に貢献する道を選びました。物事の上流から下流まで全てを見られる職に就きたい、土木と「まち」に関わる仕事をしたいという両方の希望が叶えられる総合商社に就職し、現在はオフィスビルの運営・管理を担当しています。

大学時代に培い現在に生きている能力

青山さんは大学時代に培い、今の仕事にも生きている能力として「主体性」「マルチタスク能力」「数字と社会背景をつなげて分析する力」を挙げています。青山さんの会社では、オフィスビルの運営・管理をほぼ青山さん1人で行っているそうですが、大学時代に「主体性」を持って研究を進めた経験によって、自分から積極的に周囲と連携を取るように心がけ、責任を持って業務にあたることができているそうです。
実験と資料による調査を組み合わせながら研究を進めたという経験からは、同時進行でさまざまな仕事を捌く「マルチタスク能力」を育むことができたといいます。
また、市場の状況によってオフィスビルの移転のトレンドが影響を受けると青山さんはいいます。研究を通して培った「数字と社会背景をつなげて分析する力」が、データを見ながら営業の方向性を考えることに生きているそうです。

理系の「ウソとホント」への回答&高校生へのメッセージ

青山さんは講演の最後に、理系の「ウソとホント」への回答を提示しました。
理系は全員が研究者になるのが普通、というわけではなく、研究者以外にも道があります。ただ、大学時代に理系として培った能力・経験は、研究の道でないと無駄になってしまうわけではなく、全く関係のない就職先でも活用できる、と話します。また、研究ができたことは貴重な経験で、理系を選ぶことで将来の選択肢を広げることにつながったと語りました。青山さんは高校生に向けて「自分も中学生・高校生のときは、将来のビジョンがほとんどありませんでした。中学・高校で見えている世界は狭いので、将来の夢を今無理やり見つける必要はありません。その時その時に掴めるチャンスを掴みながら、進路を決めていってほしい。」とメッセージを残しました。

石崎さんはお茶の水女子大学で大学院修士課程修了までの6年間を過ごしてから、エンジニアとして就職し、「確率を用いた発電プラントの安全性」についての仕事をしていたそうです。その後、東京大学生産技術研究所の博士課程へ入学し、現在博士2年生です。研究生活の魅力として、会社での研究開発と比べてテーマを自由に決められること、自分の好きな時間で研究ができることを挙げていました。

「仮説を立てて検証をする」とは？

「仮説を立てて検証する」プロセスについて、石崎さんは身近な例を用いて説明しました。まずは、経験や情報を一般化して仮説を立てます。例えば「『暑い日にはアイスを食べたくなる』という感覚は他の人も持っているものなのではないか？」という仮説を立てます。次に「暑い日にはアイスを食べたくなる」という仮説を「日本において、夏（7,8月）には他の季節よりもアイスの売り上げが増加する」などと、数字・比較などを使って、仮説をより具体的にします。最後に、検証のプロセスに移ります。上の仮説を検証するためには、例えば「アイスクリームの購入額のデータ」を用いることができると話します。

研究紹介～量子熱力学

石崎さんは熱力学と量子力学を組み合わせた「量子熱力学」を研究テーマとしています。教科書や論文、専門家との議論をもとに「量子を媒介とする熱サイクルを実装できたら、より熱効率が上がるのではないか？」という仮説を立てました。熱サイクルとは、気体が熱され外部に仕事をする、一連のサイクルを意味します。「とり得る状態が確率的である＝重ね合わせ状態を取る」という特徴を持つミクロな粒子「量子」を仕事の媒体とすることで、より効率良く仕事ができるのではないか、と石崎さんは考えたのです。この仮説を検証するために、石崎さんは計算機でのシミュレーションを行いました。すると、研究で扱ったモデルでは「熱効率が上がる」という結果は得られませんでしたが、予想しなかった挙動が得られました。さらに研究を進めていくことでこの予想外の挙動の謎が解明できるのではないか、と石崎さんは考えているそうです。研究でうまくいかないときは教科書や論文を読んで考える、その道のプロと議論することなどによって解決の糸口を見つけているそうです。また、研究テーマをしばらくおいておくと、急にアイデアが思い浮かぶこともあるそうです。

「リケジョ」が注目を浴びているとはいえ、まだまだ男性の割合が多いのが理系。そんな理系の世界に飛び込んだ登壇者の方々に率直な感想を述べてもらいました。

3方とも女子校から理系に進学し、文化の違いに戸惑ったこともあったそうです。
石崎さんは、あれができるのではないか、これができるのではないかと仮説を立てて考えて自分の進路を決めていくのがいいのではないかとのでした。青山さんは、女性が少ない分重宝されていると感じることもあるそうです。米村先生は、男性の多い理系の世界の中で研究を進めていくうちに、自分の意志が次第に固まっていったとこのとでした。「自分の好きなことをする」という信念を曲げず、自分で考えることを忘れずに進んでいってほしい、と高校生に向けてエールを送りました。