TED日本語 - カタリナ・モタ: スマート素材で遊んでみよう

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TED日本語 - カタリナ・モタ: スマート素材で遊んでみよう

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スマート素材で遊んでみよう
Play with smart materials
カタリナ・モタ
Catarina Mota

内容

電気を通すインク、スイッチ一つで不透明になる窓、音楽を奏でるゼリー。こんな製品が本当にあります。カタリナ・モタは、これで遊んでみようと語りかけます。彼女は意外でクールな新しい素材を紹介し、その素材が何に使えるかは、実験やいじってみること、そして楽しむことで見つけることができると提案します。

Script

I have a friend in Portugal whose grandfather built a vehicle out of a bicycle and a washing machine so he could transport his family. He did it because he couldn't afford a car, but also because he knew how to build one. There was a time when we understood how things worked and how they were made, so we could build and repair them, or at the very least make informed decisions about what to buy. Many of these do-it-yourself practices were lost in the second half of the 20th century. But now, the maker community and the open-source model are bringing this kind of knowledge about how things work and what they're made of back into our lives, and I believe we need to take them to the next level, to the components things are made of.

For the most part, we still know what traditional materials like paper and textiles are made of and how they are produced. But now we have these amazing, futuristic composites -- plastics that change shape, paints that conduct electricity, pigments that change color, fabrics that light up. Let me show you some examples.

So conductive ink allows us to paint circuits instead of using the traditional printed circuit boards or wires. In the case of this little example I'm holding, we used it to create a touch sensor that reacts to my skin by turning on this little light. Conductive ink has been used by artists, but recent developments indicate that we will soon be able to use it in laser printers and pens. And this is a sheet of acrylic infused with colorless light-diffusing particles. What this means is that, while regular acrylic only diffuses light around the edges, this one illuminates across the entire surface when I turn on the lights around it. Two of the known applications for this material include interior design and multi-touch systems. And thermochromic pigments change color at a given temperature. So I'm going to place this on a hot plate that is set to a temperature only slightly higher than ambient and you can see what happens. So one of the principle applications for this material is, amongst other things, in baby bottles, so it indicates when the contents are cool enough to drink.

So these are just a few of what are commonly known as smart materials. In a few years, they will be in many of the objects and technologies we use on a daily basis. We may not yet have the flying cars science fiction promised us, but we can have walls that change color depending on temperature, keyboards that roll up, and windows that become opaque at the flick of a switch.

So I'm a social scientist by training, so why am I here today talking about smart materials? Well first of all, because I am a maker. I'm curious about how things work and how they are made, but also because I believe we should have a deeper understanding of the components that make up our world, and right now, we don't know enough about these high-tech composites our future will be made of. Smart materials are hard to obtain in small quantities. There's barely any information available on how to use them, and very little is said about how they are produced. So for now, they exist mostly in this realm of trade secrets and patents only universities and corporations have access to.

So a little over three years ago, Kirsty Boyle and I started a project we called Open Materials. It's a website where we, and anyone else who wants to join us, share experiments, publish information, encourage others to contribute whenever they can, and aggregate resources such as research papers and tutorials by other makers like ourselves. We would like it to become a large, collectively generated database of do-it-yourself information on smart materials.

But why should we care how smart materials work and what they are made of? First of all, because we can't shape what we don't understand, and what we don't understand and use ends up shaping us. The objects we use, the clothes we wear, the houses we live in, all have a profound impact on our behavior, health and quality of life. So if we are to live in a world made of smart materials, we should know and understand them. Secondly, and just as important, innovation has always been fueled by tinkerers. So many times, amateurs, not experts, have been the inventors and improvers of things ranging from mountain bikes to semiconductors, personal computers, airplanes.

The biggest challenge is that material science is complex and requires expensive equipment. But that's not always the case. Two scientists at University of Illinois understood this when they published a paper on a simpler method for making conductive ink. Jordan Bunker, who had had no experience with chemistry until then, read this paper and reproduced the experiment at his maker space using only off-the-shelf substances and tools. He used a toaster oven, and he even made his own vortex mixer, based on a tutorial by another scientist/maker. Jordan then published his results online, including all the things he had tried and didn't work, so others could study and reproduce it. So Jordan's main form of innovation was to take an experiment created in a well-equipped lab at the university and recreate it in a garage in Chicago using only cheap materials and tools he made himself. And now that he published this work, others can pick up where he left and devise even simpler processes and improvements.

Another example I'd like to mention is Hannah Perner-Wilson's Kit-of-No-Parts. Her project's goal is to highlight the expressive qualities of materials while focusing on the creativity and skills of the builder. Electronics kits are very powerful in that they teach us how things work, but the constraints inherent in their design influence the way we learn. So Hannah's approach, on the other hand, is to formulate a series of techniques for creating unusual objects that free us from pre-designed constraints by teaching us about the materials themselves. So amongst Hannah's many impressive experiments, this is one of my favorites. [ "Paper speakers" ] What we're seeing here is just a piece of paper with some copper tape on it connected to an mp3 player and a magnet. (Music: "Happy Together") So based on the research by Marcelo Coelho from MIT, Hannah created a series of paper speakers out of a wide range of materials from simple copper tape to conductive fabric and ink. Just like Jordan and so many other makers, Hannah published her recipes and allows anyone to copy and reproduce them.

But paper electronics is one of the most promising branches of material science in that it allows us to create cheaper and flexible electronics. So Hannah's artisanal work, and the fact that she shared her findings, opens the doors to a series of new possibilities that are both aesthetically appealing and innovative.

So the interesting thing about makers is that we create out of passion and curiosity, and we are not afraid to fail. We often tackle problems from unconventional angles, and, in the process, end up discovering alternatives or even better ways to do things. So the more people experiment with materials, the more researchers are willing to share their research, and manufacturers their knowledge, the better chances we have to create technologies that truly serve us all.

So I feel a bit as Ted Nelson must have when, in the early 1970s, he wrote, "You must understand computers now." Back then, computers were these large mainframes only scientists cared about, and no one dreamed of even having one at home. So it's a little strange that I'm standing here and saying, "You must understand smart materials now." Just keep in mind that acquiring preemptive knowledge about emerging technologies is the best way to ensure that we have a say in the making of our future.

Thank you.

(Applause)

ポルトガルに友人がいます 友人の おじいさんは自転車と洗濯機を使って 家族のために 自動車を作りました 車を買う余裕が なかったからですが 実は 車の作り方も知っていました 皆が 物の仕組みを理解していて 物を作り 修繕できる時代がありました そうでなかったとしても 何を購入するか 十分な情報に基づいて 意思決定しました こういった日曜大工(DIY)のような慣習は 20世紀後半には大方失われてしまいました しかし今日 DIYのコミュニティやオープンソース・モデルが 物の機能や それが何からできているかと言った知識を 身近なものに してくれます 私は これを次のステップに進める必要性を感じています 製品を作り上げる部品に注目しています

私たちは 紙や生地といった伝統的な材料が何からできていて どうやって作られるかだいたい理解しています しかし 今は素晴らしい未来的な複合材料があります― 変形自在のプラスチック 電気を通す塗料 色が変わる絵具 光る布地などです いくつかの例を お見せしましょう

導電性インクは これまでのプリント基板や ワイヤを使わずに 電気回路を塗って作ることが出来ます 例として こちらをご覧ください 皮膚に反応する タッチセンサーに使いました 小さなライトを点けることができます 導電性インクは これまで芸術家が使用してきました しかし 近年開発が進んでおり 近々レーザープリンターやペンに利用されるでしょう こちらのアクリル板には 光を拡散する 無色の粒子が注入されています 通常のアクリル板は 縁の辺りでのみ光を拡散させるのに対して こちらは周囲のライトを点ければ 表面全体に光が拡散されます この素材に考えられている利用法は インテリアデザインやマルチタッチシステムなどです また サーモクロミック色素は 温度によって色が変化します ホットプレートに乗せてみましょう 外気より 少しだけ高い温度に設定しています どうなるかは ご覧のとおりです この素材の利用先を一つあげれば いろいろありますが哺乳瓶に利用できます 中のミルクが 適温かどうか分かります

これらは スマート素材として 知られている物の ごく一部です これから数年の内に 私たちが日常的に使用する 多くの物や技術に利用されるでしょう SFに出てくるような空を飛ぶ車は まだありませんが 温度によって 色が変わる壁や ロールアップできる キーボード スイッチ一つで 不透明になる窓は可能です

私は社会科学を学んできました なぜスマート素材の話をしているのかとお思いでしょうね まず 私がDIYをするからです 物の仕組みや その作り方に 興味があります また 私たちの世界を築いている 物について 十分に理解する必要があると考えています 今のところ 未来を築いていくハイテク材料について 私たちは十分に知りません スマート素材を少量だけ入手するのは困難です 使用方法についての情報も ほとんどありません どうやって作られるかも分かりません ですから 今のところスマート素材は 大学や企業だけがアクセスできる 企業秘密や専売特許の域を出ません

約3年前 私とカースティ・ボイルは 「オープンマテリアルズ」というプロジェクトを立ち上げました ウェブサイトなんですが― 誰でも自由に参加できて 実験を共有したり 情報を公開したり 他の人に 貢献を呼びかけたり 私たちのようなDIY愛好家による 研究論文や手引書などの資料を集めています このウェブサイトを スマート素材についてのDIY情報を 共同で発信できるデータベースにしたいと思っています

なぜスマート素材の仕組みや材料を 知っておくべきなのでしょうか? まず 自分が理解していない材料で物を作ることはできません そして 理解しないままに使っている物が 結局は 私たちを形作っていくのです つまり 私たちが使う物 着る服 住む家などが 行動や健康 生活の質に 大きな影響を与えています ですから スマート素材で作られた世界に住むのであれば それを知り 理解する必要があると思うのです 次に 同じく重要なことですが― 技術革新を進めてきたのは素人です 多くの場合物作りの専門家ではなく 愛好家が 発明家や 改良者として貢献してきました その例として マウンテンバイク 半導体 パソコン 飛行機などがあります

材料科学は複雑で 器具が高価なのが課題ですが 必ずしも そうとは限りません イリノイ大学の2人の科学者が 導電性インクを簡単に作る方法について 論文を出版した際の出来事です 化学の知識が全く無かった ジョーダン・バンカーが この論文を読み 趣味の作業場にあった材料と道具を利用して この実験を再現しました オーブントースターも使いましたし ボルテックスミキサーは手作りしました 他の科学者や DIY愛好家の手引きを参考にしてです ジョーダンは この成果をオンラインで発表しました 試してみて失敗した例も発表しました おかげで他の人が学習して 再現できました ジョーダンが成し遂げた革新は 設備の整った大学のラボで 行われた実験を シカゴのガレージで再現したことです それも 安価な材料と自作の道具を利用してです 彼が自分の作業を公開したことで 他の人が仕事を引き継げます より簡単な方法や 改善点が見つかるかもしれません

もう一つ ご紹介したい例があります ハンナ・パーナー・ウィルソンの「キット・オブ・ノー・パーツ」です このプロジェクトの目的は 作り手の創造性と技術に焦点を当てながら 材料の表情豊かな性質に注目します 市販の電子機器キットはとてもパワフルで 物の仕組みについて教えてくれます ただし その学習法は 画一化されています 一方で ハンナは 部品そのものについての理解を促し 設計図通りに作る必要のない 変わった物を作るテクニックを まとめようとしています ハンナの数々の 素晴らしい実験の内― これが 私のお気に入りです 「紙のスピーカー」 ご覧いただいているのは銅テープを貼った紙切れで MP3プレーヤーに 接続されています そこに 磁石を近づけています (音楽:Happy Together) MIT(マサチューセッツ工科大学)のマルセロ・コエーリョの研究を参考に ハンナは 銅テープや 導電性の布やインクなど 様々な素材から 紙のスピーカーを作成しました 先ほどのジョーダンや 多くのDIY愛好家と同様 ハンナは このレシピを発表しました 誰でも真似し 再現することができるのです

紙を使用した電子装置は 材料科学の中でも 最も有望です 安価で柔軟な電子装置を作れるからです ですから このハンナの職人技は― 彼女が その成果を共有したことで 魅力的で かつ革新的な 新しい可能性への 扉が開かれたのです

DIY愛好家の面白い点は 情熱と好奇心から 物を作ることです そして 失敗を恐れません 今までにない角度から問題に取り組み その過程で 代用品や より良い方法を 発見します ですから より多くの人が物を使って実験することで より多くの研究者が 彼らの成果を共有し 製造業者も知識を共有するでしょう すべての人々に 本当に必要な 技術を生み出す機会が得られるのです

今 少しだけ テッド・ネルソンのような気持ちでいます 彼は1970年初期に こう言いました 「皆さんは 今コンピューターを理解しなければなりません」 当時 コンピューターは科学者にしか関係のない 大きなメインフレームでした 一家に一台持つなんて誰も思っていませんでした ですから 今日ここで 皆さんに お伝えするのは 妙な気分ですが― 「皆さんは 今スマート素材を理解しなければいけません」 これから出てくる 新しい技術について 知識を持つよう 心に留めてみてください そうすることで 私たちの手で 私たちの未来を創ることができます

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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