科学技術とデザインが出合い、航空の未来をひらく

私たちJAXA航空技術部門では、航空機に乗る方だけでなく、地上にいる方にとっても、より快適で安全、便利な空をつくるために、さまざまな研究と技術開発に取り組んでいますが、その一環として、実際の航空機を使った研究や実証実験も進めています。今日、ご覧いただいたBK117C-2型のヘリコプターもその一部になります。

おっしゃる通り、航空機は主に構造や流体力学的な要件で設計されるので、人間のユーザビリティに対する配慮は比較的後回しになります。

これが自動車だったら、一般の利用者が「うっかり何かをしてしまう」可能性を考慮して設計されていますよね。『危険近づくな』なんてコーション は、自動車で目にすることはありません。

だから、私がヘリコプターのオーナーになるのは厳しいなと。うっかりローターで自分の頭を飛ばしてしまいそうです（笑）。

デザインには、機能や性能を重視する「エンジニアリング」と、美しさや形を大事にする「スタイリング」の2つの側面があると思うんです。エンジニアリングの方は、比較的具体的な要求が提示されることが多いですけど、スタイリングの方って、その要求がけっこう曖昧だったりしませんか？そういう曖 昧な要求に対して、山中さんは普段どうやって応えていますか？

おっしゃる通り、工業製品のデザインには、科学的なアプローチであるエンジニアリングと、芸術的な側面を持つスタイリングの両方が関わっています。ただ、このふたつの価値のつけ方が異なっているんですね。そもそも科学技術は客観性や検証可能性、論理的な整合性を基準に評価されるものです。一方で、芸術は制作者の主観や物語性に人々の共感や合意が集まることで価値が成立します。実際のもののデザインは科学技術のように論理的に割り切れるわけでもなく、芸術のように作者の主観的な自由が完全に許されるわけでもない。その両方のバランスを取るのが工業製品のデザインの醍醐味であって、難しさでもあると思います。

その上で「共感されるデザイン」というのは、見慣れたものほど受け入れられやすい傾向にありますよね。一方で、新しいデザインは「新鮮」と評価されることがあっても、共感を得るには時間がかかる場合が多い。ただ、使われていくうちに徐々に共感が生まれることもあると思うんです。

そうですね。スタイリングは社会の文脈の中で初めて意味を持つものです。この点が科学技術とは異なります。技術的な性能は、想定される条件下での実験を通じて検証し、客観的指標を得ることを目指します。一方で、スタイリングは主観によって評価される場合が多いですが、ただ製品を前にして「これ、どう？」と聞かれても、それだけでは評価するのが難しい。その真理的効果や価値は、例えば旅行先で目にしたときの印象や、レストランでそれが提供された瞬間の感覚など、「どこで、誰が、どのように使うか」という具体的な文脈の中で初めて明らかになります。この文脈に依存する点が、スタイリングデザインの最も難しいところですね。

まだ存在しない状況や、使われるシーンを想像しながらスタイリングするというのは、本当に難しい作業ですよね。

そうですね。だからこそ、ある種の理想的なストーリーを描くことがスタイリングの重要な役割の一つになります。「これはこう使われる」という理想を描くことで、使い手がその物語を想像できるようにする。例えば、バッグや服、ペン、腕時計を選ぶとき、「こんなシーンで使いたい」とか「こんなふうになりたい」といったイメージで選ぶことってありますよね。もちろん、実際の生活でその通りに使えるとは限りませんが、それでもそのイメージやファンタジーがスタイリングに込められていることで、持っているだけで嬉しい気持ちになる。それが、スタイリングというデザインが持つ力だと思います。

航空機は「安全な乗り物」と言われていますが、それでも事故やトラブルが完全になくなっているわけではありません。そして、その原因の約半分は「気象」に関係しているんです。例えば、乱気流の揺れで乗客・乗員がケガをするニュースを時たま目にすると思います。また、雪によってフライトがキャ ンセルになるなど、運航への影響も深刻です。

気象はどうしても避けられない部分がありますよね。

はい、そこでより安全・安心な乗り物になるよう、またスムーズに運航できるように、気象全般の影響を防ぐ技術開発に取り組んでいるのが、私が所属する「航空安全イノベーションハブ」です。その一例が、滑走路の積雪をリアルタイムで監視するモニタリングセンサです。こちらにあるのが、そのセンサのモックアップで、レーザー光源とカメラを組み合わせた仕組みになっています。滑走路に埋め込んで使用するこのセンサは、積もった雪氷にレーザー光を当てることで、積雪量や雪の密度などの観測ができるんです。

お話を聞きながら、自分が進めているプロジェクトのことを思いました。最近、研究者たちと一緒に3Dプリンターの可能性を探るプロジェクトに取り組んでいるんですが、そこで粉体焼結型積層造形という技術を使って、義足やロボットのパーツを作っています。ナイロンの粉を薄く敷き、その上にレーザーを当てて固めるんですが、ここで「散乱」が大きな課題になります。散乱の具合によってどの範囲が固まるか、その固まる深さも変わってしまいます。神田さんのセンサとは目的が異なりますが、レーザー光の散乱に関する現象が似ているので、とても興味深くお話を聞いていました。

私たちはその散乱現象を積雪の計測に利用していますが、確かに似た原理ですね。3Dプリンターは、レーザーを当てると簡単に固まるように見えますが、実はかなり複雑なんですね。

レーザーの散乱光が熱の伝わり方に影響 するので、散乱が大きすぎると解像度が落ちてしまいます。それで、このセンサは実用化に向けて、進んでいるんですね。

はい、実用化までにはまだハードルはいくつかあるんですけど、現在は新千歳空港で試験運用を開始し、稚内空港でもテストを行っています。これまでは、空港にいる担当者が滑走路に出て物差しで雪の厚さを測ったり、雪を手で握って確認したりと、非常にアナログな方法に頼っていました。そのため、多忙な空港では離着陸を一時停止せざるを得ないこともありましたが、このセンサを使えば、リアルタイムで積雪の状況を把握できるので、運航の効率化やフライトキャンセルの減少が期待できるんです。将来的には、自動車道路の交通管理などにも応用できる可能性があります。

素晴らしいですね。

まだ世界にはこのようなセンサは開発されていないんです。将来はこのセンサが世界中の滑走路に埋まって、より安全で安心な空の旅を楽しんでいただけたら嬉しいですね。ただ、このプロトタイプの開発には苦労しました。雪の性質を正確に理解していないと、レーザーの適切な波長を選ぶのが難しいんです。そのため、開発の初期段階では「雪氷工学」の専門家と多く議論を重ねましたが、専門用語がわからずにこちらがやりたいことをうまく伝えられないことがあって、最初は苦労しました。

私も異業種と協働するとき、相手の科学や技術をすべて理解するのは難しいので、いつしか重要なエッセンスだけを理解する癖がつきました。短時間で「わかったふりをするスキル」とも言えます（笑）。

まさにエッセンスを理解するまでが苦労しますね。

協働するには、まず「この人とは話が通じる」と相手に感じてもらうことが重要で、自分自身も核心をつかんでいないと、デザインやスタイリングに落とし込むことができないですよね。

そのスキル、すごく大事ですね。

完全に同意します。これは、とある方に 言われた言葉を自分なりにアレンジしたものなんですが、「見た目の美しさは、一番外側の性能や機能である」と。私も常にそう考えています。

その通りです。見た目の美しさって、心理的な効果として「機能」している部分でもあります。だからこそ、スタイリングも性能の一部として、しっかり設計されるべきなんです。

山中さんは、私たち航空技術部門と一緒に「emblem」という飛行機械の開発に取り組まれていますよね。どういった経緯で始まったんでしょう？

「emblem」のプロジェクトが始まったのは3年前のことです。当時、和田さんと長濱さんという若手エンジニアのお二人が私の研究室（東京大学 山中研究室）に相談に来てくれたのがきっかけでした。「人に装着する飛行装置を作りたいのですが、スタイリングがとても重要だと思うんです」と、熱心に話してくれたんです。その姿勢には感心しました。新しい技術やビジネスを立ち上げるとき、単に機能や利便性を追求するだけでなく、人が直感的に「わあ、素敵だ！」と感じられるスタイリングは重要です。その感覚はプロジェクトを進める推進力になり、政策や合意形成にも良い影響を与える。彼らはその点をよく理解していました。「見た目にも優れた実験機を作りながら開発を進めたい」という話を聞いて、それは楽しそうだと思い、ぜひ協力しますっていうところから始まりました。

システム全体の検討も並行して進めていたんですね。

そうです。基本的なコンフィギュレーション（配置や構造）をどうするかをスケッチしながら決めていきました。このプロジェクトでは、航空機という機械と人間の関係性を考えることが求められました。我々がスケッチやCG、模型などでイメージを視覚化することで、彼らの構想もどんどん明快になっていったように思います。

新しいシステムを世に出すとき、やっぱり最初に注目されるのは見た目、スタイリングですよね。それに現実的なコンフィギュレーションの要求も考慮されているというのは素晴らしいです。

おもしろかったのは、何度か彼らとは衝突することがあったんです。こちらが「これが良いんじゃない？」と言うと、「いや、何かが違う」と。例えば「もっと軽やかな印象にしたい」とか、「ジェットエンジンを背負った人が飛ぶ、ただマッチョなマシンにはしたくない」と意見が出てきました。彼らは災害救助で使われることが想定していて、「命の危機にいる人がこの装置を見たときに、安心感を持つ印象のデザインにしたい」という強い想いがあったんです。

イメージがあって、それをどう言語化してデザイナーである山中さんに伝えるか。大事なスキルですね。

航空機が安全と言われるのは、航空運航システムにしっかり守られているからですが、「emblem」のような空飛ぶ車が作られたら、話はまったく変わってきてしまいますね。

そうですね。空飛ぶ車の場合、現行のシステムでは安全性を確保できないので、新たなシステムを構築する必要があります。これまで考えられていなかった人体への安全性に対しても、新しく取り組む必要が出てくると思います。

何か違うことをやろうとすると、途端に通常の安全対策とは異なるレベルの取り組みが求められますよね。神田さんは気象の影響を防ぐ技術開発をされていますが、未来を見据えるとその技術の重要性がますます高まると思います。航空機がパーソナルなものになったり、コモディティ化する未来では社会や自然環境へのきめ細かな配慮が欠かせなくなりますから。

冒頭でヘリコプターがプロフェッショナル向けにデザインされている話が出ましたが、未来では航空機が一般的に使われる世界になるとすると、その安全性をどう担保するか。要求を少し緩めたとしても、そのハードルは依然として非常に高い。それが航空分野の宿命だと感じます。

航空分野は安全性が絶対条件ですね。

一度でもその安全性が損なわれれば研究が止まる可能性がありますし、評判が落ちれば誰も使ってくれなくなります。JAXAの航空分野は実生活に直結しているぶん、宇宙分野とはまた違った難しさがありますね。また、そもそも工学系の研究は、いかに社会の役に立つかが求められることが多いです。だからこそ、社会のニーズにどう応えるか、世の中の要求にどう応える研究をするか、そこが重要になってくるのかなといつも感じています。

一方で、何がおもしろくて、その研究をやっているのか。それを研究者自身が明確に言語化できないことって意外と多いと思うんです。例えばロボット開発者が「こういう風に社会に役に立ちます」とたくさん可能性を挙げてみるものの、本当にその研究者自身がやりたいこととは、実は違ったりする（笑）。だから私は、技術や研究の提案を受けたときに、「完璧に仕上げる必要はないんじゃない？」と思うことがあります。すべての課題を解決してから世に出すのは未来でいい。今は少し不完全でも「おもしろいね」と思えるものを形にすることも、とても大事だと思っています。

確かに、一度形にしてみて「これでいいんだ」と実感できると、周りもそれを参考にし始めますよね。最初はすべての要求を満たせなくても、トライすることで課題をクリアできる。私が進めてきた積雪センサシステムの開発でも、PM2.5などの粒子が雪に混じったら誤計測するのでは？といった指摘が出てきました。でも、最初の一歩がなければ始まりませんでした。

イノベーティブな取り組みというのは、研究者が自分のビジョンを形にする喜びから始まるんだと思います。それがたとえ未完成であっても、まずは形にしてみること。もちろん、その決断は現実的には難しいことも多いですが、それでもまずは進めてみることが大事だと思います。

おっしゃるようにすでに自分にできそうなことは、より高度な知見ですでに世界で誰かが取り組んでいることも多く、研究する意義は下がります。一方で、誰も解決できていないことに取り組むことが、世界初の技術につながるし、自分の喜びにもつながりやすいです。今は航空機に気軽に乗ることのできる時代ですが、飛行機が上空を飛べば見上げたり、何時間も前に空港で待機したり、人によっては乗る前に神社にお参りに行ったりするぐらい航空利用はまだまだ特別なイベントという雰囲気はあると思います。私は日常に溶け込み、特別に意識しない航空利用ができる社会になることを夢見て、研究開発に取り組んでいきたいと思います。