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総合科目 四力学とデザイン入門~ワークショップで学ぶ機械のデザイン~

総合科目 四力学とデザイン入門~ワークショップで学ぶ機械のデザイン~

授業の目標・概要

機械工学科で伝統的に教えられてきた四力学(ヨンリキガク)は,機械力学、材料力学、熱工学、流体力学からなり、自動車、鉄道、航空機、ガスタービン、スマートフォン、医療器械など、あらゆるものの設計に必須の知識となっている。さまざまな機械を生み出すためのいわゆるエンジニアリングには、デザインの思考と発想力が不可欠である。そしてその発想をかたちあるものにする設計する技術、これを実際にかたちづくる生産加工技術、この2つの連携が我々の生活を豊かにする様々な機械を生み出す。

講義の半分は四力学に関する講義であり、力学のエッセンス・面白さを学んでもらう。

残りの半分は、設計の講義として、新規事業創出の考え方の概略を学び、自分の中のモヤモヤをアイディアに変えていくワークショップを行う。具体的には、「リーンスタートアップ」や「顧客開発モデル」などビジネスモデルの仮説検証方法を実践的に学ぶ。また、生産加工の講義として、材料の造り方、それを必要な形に仕上げる加工技術を分かりやすく紹介する

授業のキーワード

ものつくり、デザイン、流体力学、材料力学、機械力学、熱力学、設計者・デザイナ、創造性、ユーザ、感性、ユーザビリティ、リーン・スタートアップ、顧客開発、成形加工、3Dプリンティング

講義紹介ポスター

授業計画

<前半:四力学入門>

  1. ガイダンス
    • 鉄道の技術に学ぶ ~新幹線の技術はどのようにして生まれたか?
      (例年、2~3月に鉄道博物館特別見学を企画しています)
  2. 材料力学の基礎と応用
    • 材料の変形と破壊を学ぶ
  3. 熱・流体の基礎と応用
    • 水や空気の流れ現象と機械の設計
    • 熱の伝わりと機械の設計
    • エネルギー変換と機械工学

<後半:感性設計入門、創造性と感性、ワークショップ、生産加工入門>

  1. 感性設計学入門
    • 設計(Design)とは
    • 3つの品質:当たり前,一元,魅力
    • 感性品質と感性設計
    • 心物二元論を超えて
    • 感覚感交互作用(クロスモーダル)
    • 期待効果~同化と対比
    • 感性のプリンキピアを書けるか
    • 符号化機械としての脳~知覚の原理
    • 「新しさ」への感情とその数理
    • 自己と主体感~AI時代の人-機械系設計
  2. 設計のための認知神経科学入門
    • 設計のサイクル:設計者・デザイナ ― 製品 ― ユーザ
    • 設計者・デザイナ,ユーザを理解するための脳機能計測技術
    • 設計者・デザイナの創造性はどのように生まれるのか
    • 創造性を高めるための認知神経科学的アプローチ
    • ユーザの感性,ユーザビリティを客観的に捉える
    • ユーザの脳は,製品の魅力をどのように感じているのか
  3. スタートアップアイディエーション
    • 新規事業創出の考え方の概略を学び、自分の中のモヤモヤをアイディアに変えていくワークショップを行う。具体的には、「リーンスタートアップ」や「顧客開発モデル」などビジネスモデルの仮説検証方法を実践的に学ぶ。同時期開催の全学自由研究ゼミナール「スタートアップ・チャレンジ」の体験版としての位置づけなので、意欲ある学生はゼミの受講を勧める。
  4. ものづくりの基礎技術
    • 成形加工技術 量産に最も多く用いられている成形加工と材料の種類(金属、樹脂、ガラス)を紹介する。硬い素形材(材料の塊)を一瞬にして粘土さながらにぐにゃぐにゃに変形させて形を作り上げる技術は圧巻である。
    • 3Dプリンティング技術 家庭用にも手に入れられる3Dプリンティング技術であるが、その歴史は古い。企業ではカメラや携帯電話の設計をすみやかに確かめる技術として実践的に活用している。家庭用に使われる樹脂を溶かす方法に加えて紙や金属を積層する方法も紹介する。

授業の方法

講義、グループ討論

成績評価方法

出席及びレポートによる

ガイダンス

初回の講義に行う

学習上のアドバイス

関連講義として、全学自由研究ゼミナール(Aセメスター・集中講義) スタートアップ・チャレンジがある。このゼミナールはソニー・東大社会連携講座Ignite Your Ambitionの導入編としての位置づけである。意欲ある学生はゼミの受講を勧める。

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