私たちの生活は自動車や航空機をはじめ、カメラやスマートフォン等の電子機器や医療機器などのさまざまな機械製品によって支えられています。では、その機械は何によってつくられているのでしょうか？　その正体は、私の専門分野でもある“機械をつくるための機械”、すなわち工作機械です。近年では、医療部品や半導体の部品の製造といった超精密な製品を含め、幅広い場面で役立てられています。なかでも、私は工作機械の機械要素であるスピンドルや軸受に着目して研究を進めています。スピンドルとは、切削工具や被削材を高速で回転させるための軸を指し、加工の精度を決定付ける主要な機械要素であるため、工作機械の心臓部とも言えるものです。

スピンドルの設計において永遠の課題ともいえるのが、熱による影響です。例えば、スピンドルを回転させるためにはモータが用いられており、回転時には熱が発生します。そして、ここで生まれた熱がスピンドルを変形させてしまう。私たちの目では確認できないようなほんの小さな変形であっても、加工精度に大きく影響を及ぼすのです。そこで、多くの研究者たちによって熱問題への対策が考案されてきました。

しかし、ひとつの解決方法が成功したとしても、それがあらゆる場面で活用できるとは限りません。工作機械は設置する場所や条件、用途によって細かく設計しなくてはならないからです。そして、どれだけ精密な工作機械であっても、熱の影響を受けることで少しずつ誤差が生じます。そのため、私の研究では、シミュレーションや機械学習モデルなどを用いながら熱による変形をあらかじめ予測し、変形を抑制・制御可能な設計を行っています。工作機械による加工の精度が高まれば高まるほど、これまでにない新しい製品の製造を可能にし、私たちの生活がより豊かなものにしてくれます。

どこまでいっても改善の余地があるという点で、私の研究にゴールはないのかもしれません。それでも、実際に装置を製作し評価する際に自分の理想とする性能が得られる瞬間はうれしく、研究者としてのやりがいになっています。

現在は、1年生を対象とした「メカトロデザイン」と「機械解剖」という授業を担当しています。「メカトロデザイン」では、立体図形の把握と図面への反映、機械部品の機構、マイコンを用いた機械の制御などを教えています。「機械解剖」は、実際に機械に触れることに重きを置いた授業です。学習対象は、25ccの4サイクルガソリンエンジン。学生はガソリンエンジンが動く原理を学んだ上で、エンジンを分解し、組み立て動かすところまでをトータルで学びます。自らの手でエンジンに触れる経験を通して、「機械装置」とはどのようなものかを実感してもらうことが授業の大きなねらいです。これらは、ものづくりにおいて基盤となる重要な知識です。だからこそ、学生との会話のなかで理解が難しいポイントを探り、できるだけ噛み砕いて伝えることができるように意識しています。

日々の生活を豊かにし、社会のインフラを支えるために「ものづくり」はなくてはならないものです。学生の皆さんには、より広い視野で「ものづくり」の面白さを学び、将来的に産業基盤を支える技術者として活躍できる素養を身につけてほしいと思います。そのためには、さまざまな人と関わり、多様な思想に触れることも大切です。世の中には、自分ひとりでは想像もできないような価値観や物事が無数に存在しています。それらに触れることで、自分にはない視点を身につけ、自分の得意・不得意を把握することができるでしょう。学生生活で得られた人間関係や経験、教養は人生を豊かにし、いつか困ったときや悩んだときに必ず自分を支えてくれるはずです。