ゾウ密猟、１４年も２万頭超

　

　　【ローザンヌ（スイス西部）共同】絶滅の恐れがある野生動植物の国際取引を規制するワシントン条約事務局（ジュネーブ）は３１日までに、２０１４年に象牙目当ての密猟で推定２万頭以上のアフリカゾウが殺されたとみられ、前年と同じ程度だったと発表した。

　　アフリカゾウの密猟は近年、国際的に懸念が高まっており、各国が摘発や罰則強化に乗り出しているが、依然として明確な効果が見えていない現状が浮かび上がった。

　　条約事務局は「このままではアフリカゾウの数は減り続けるだろう」と警告、対策を一層強化するよう促した。

宇宙を飛んだザ・ビートルズ

　

　

　2015年3月12日、米航空宇宙局(NASA)の磁気圏観測衛星「MMS」が、アトラスVロケットに載って宇宙へ打ち上げられた。

　MMSは「地球磁気圏」と呼ばれる、地球を取り巻く地球磁場と太陽風の相互作用によって形作られている領域を詳しく観測することを目的とした、4機編隊の衛星だ。また非公式ながら、それら4機の衛星にはそれぞれ、『ザ・ビートルズ』のメンバーの名前が愛称として付けられている、ユニークな衛星でもある。

　MMS (C)NASA

　MMSを載せたアトラスVロケットの打ち上げ (C)NASA

地球磁気圏

　最近ではスマートフォンなどにも入っている方位磁針は、その針の動きで東西南北の方位がわかる便利な道具だ。方位磁針の針は、必ずN極が北(磁北)を指すが、これは地球がひとつの巨大な磁石になっているためである。そして、その磁力が及ぶ範囲(磁場)も、宇宙空間にまで達するとても巨大なものになる。

　その磁場に向けて、太陽からは高温・高速のプラズマ(太陽風)が常に飛んできている。この太陽風が地球の磁場に当たると、太陽風は磁場を避けるように流れ、一方の磁場も太陽風の影響で形を変え、地球の太陽の光が当たらない側、つまり夜側に向けて、吹流しのように引き伸ばされる。この構造のことを「地球磁気圏」という。

　地球磁気圏へは、これまでも多くの衛星が打ち上げられて観測が行われてきたが、地球磁気圏の構造や、太陽風とぶつかり合う場所でどのような現象が起きているのか、また地球磁気圏が発端となっているオーロラがどのように発生しているのか、などといったことにはまだ多くの謎が秘められており、MMSの観測で、さらに理解が進むことが期待されている。

　ちなみに地球以外にも、水星や木星、土星、天王星、海王星も固有の磁場を持っているため、それぞれ磁気圏を持っている。2016年に打ち上げられる日本の水星探査機「水星磁気圏探査機(MMO)」は、名前からもわかる通り、水星の磁気圏を探査することを目的としたものだ。MMSとMMOの観測により、地球と水星の磁気圏を比べることで、新しい発見が得られるかもしれない。

　地球磁気圏の構造 (C)NASA

地球磁気圏を探るMMS

　MMSという名前は「Magnetospheric MultiScale」を略したものだ。少し意訳すると「磁気圏をさまざまなスケールで観測する衛星」という意味になる。

　MMSは、4機の同型の衛星が正四面体を形作るような編隊で軌道を回ることで、共同観測を行うように造られている。これにより地球磁気圏の構造を、三次元的に、また詳細に観測することができるようになっている。

　1機あたりの衛星は平たい八角柱の形をしており、直径は約3.4m、全高は約1.2mで、打ち上げ時の質量は1360kgほど。衛星は毎分3回転するようになっており、これにより姿勢を安定させるようになっている。打ち上げのときはお弁当箱のように4機を重ねてロケットに載せる。

　MMSは4機の同型の衛星が正四面体を形作るような編隊で軌道を回る (C)NASA

　ロケットへの搭載を待つ4機のMMS (C)NASA

　機体には、磁気圏を探るためプラズマ分析器やエネルギー粒子検出器などの機器が搭載されている。また機体の本体からは伸縮のブームが飛び出るようになっており、その先端には磁力や電界を計る機器が取り付けられている。これは衛星からなるべく離れた位置に機器を置くことで、衛星の本体から発生する磁力などの影響を極力防ぐためだ。

　計画にはNASAのゴダード宇宙飛行センターをはじめ、非営利の民間研究機関であるサウスウェスト研究所(SwRI)や、ユタ州立大学、ライス大学などの大学が参加している。開発はゴダード宇宙飛行センターによって行われた。

　MMSが回る軌道は大きく2種類が計画されており、まず打ち上げから最初の1年半の間は、地球に最も近い高度(近地点高度)が2550km、最も遠い高度(遠地点高度)が7万0080kmの軌道を回り、その後の半年間は遠地点高度を15万2900kmまで上げて運用することになっている。

　MMSは、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス社が運用するアトラスVロケットに載せられ、米東部標準時2015年3月12日22時44分(日本時間2015年3月13日11時44分)、米フロリダ州にあるケイプ・カナヴェラル空軍ステーションのSLC-41を離昇した。ロケットは順調に飛行し、打ち上げ約1時間30分後から、4機の衛星が5分おきの間隔で分離され、軌道に投入された。現在のところ衛星の状態は正常で、観測機器の初期チェックなどが進められている段階にある。

　伸展ブームなどをすべて展開したMMSの想像図 (C)Rice University

　編隊飛行するMMSの想像図 (C)NASA

宇宙を飛んだザ・ビートルズ

　MMSの4機の衛星はすべて同じ形をしているが、それぞれは別の機体として扱われている。公式には1番機、2番機……としか呼ばれないが、非公式に1番機には「ジョン」、2番機には「ポール」、3番機には「ジョージ」、そして4番機には「リンゴ」という、有名なロック・バンド『ザ・ビートルズ』のメンバーにちなんだ愛称が付けられている。

　これは衛星の開発時に、関係者の中で「4機の衛星の見分けがつかない」という問題が持ち上がり、「ジョン、ポール、ジョージ、リンゴと名付けるのはどうだろう」という提案があったことが発端だという。関係者の中にザ・ビートルズのファンがいたのだろう。

　しかし、「外見が同じなのだから、名前を付けたところで、どれがジョンでどれがポールなのか、結局分からないじゃないか」という根本的な問題があったため、公式には却下され、最終的に衛星の内部にある「スラスト・チューブ」という円筒形の支持構造部に、1番機には黄色、2番機には青色、3番機には緑色、そして4番機にはピンク色の、それぞれ異なる色のラインが入れられることになった。

　ただ、今でも非公式には、ジョン、ポール、ジョージ、リンゴという愛称で呼ばれているようで、またスラスト・チューブに入れられた色が派手なことから、講演会などでは「まるでザ・ビートルズの8作目のアルバム『サージェント・ペパーズ・ロンリー・ハーツ・クラブ・バンド』のジャケットで4人が着ている衣装のようだ」と、ちょっとした笑いのネタになっているという。

　スラスト・チューブに入れられた黄色、青色、緑色、ピンク色のライン。ぜひ「サージェント・ペパーズ・ロンリー・ハーツ・クラブ・バンド」のジャケットと見比べて見てほしい (C)NASA/AIAA

　この愛称はあくまで非公式なものであり、NASAは公式にはこれらの愛称は認めておらず、NASAから出されるニュース記事や解説記事などにも記載されていない。おそらく名前の使用に関する権利の問題や、またNASAが特定のアーティストを応援しているかのように受け取られる恐れなどがあるためだろう。ただ、前述のように講演会などではおおっぴらに披露されており、宇宙ファンの間でも広く認知されているようだ。

　ザ・ビートルズの音楽のように、MMSもまた、今まで私たちが知らなかった、すばらしい世界を見せてくれるに違いない。

参考

　・http://www.ulalaunch.com/ula-successfully-launches-nasa-mms.aspx
　・http://mms.gsfc.nasa.gov/about_mms.html
　・http://mms.gsfc.nasa.gov/science.html
　・http://mms.gsfc.nasa.gov/spacecraft.html
　・http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=
　2995&context=smallsat

北海道のヒグマは開発で肉食から草食傾向へ

　

　

　北海道のヒグマの食性が明治時代以降の開発に伴って、肉食傾向から草食傾向へと急速に変化したことを、京都大学理学研究科の大学院生の松林順(まつばやし じゅん)さんらが突き止めた。ヒグマの骨の安定同位体を用いた食性解析による成果で、ヒグマの生態や北海道の環境変化を探る新しい手がかりとして注目される。北海道大学農学研究院の森本淳子(もりもと じゅんこ)准教授、総合地球環境学研究所の陀安一郎(たやす いちろう)教授らとの共同研究で、3月17日付の英オンライン科学誌サイエンティフィックリポーツに発表した。

　写真. 知床でサケを食べるヒグマ(知床財団の野別貴博さん提供)

　ヒグマは北半球の広範囲に分布する大型の雑食動物。地域や季節ごとに利用しやすいものを食べ、環境の変化にあわせて食性を柔軟に変える特徴がある。これまでの研究から、北海道のヒグマはフキやセリ科などの草、ヤマブドウ・サルナシの果実といった植物中心の食性であることがわかっている。ヒグマの食べ物はサケという印象が強いが、サケが豊富にいる知床のヒグマでさえ、サケを食べている割合はごく少なかった。北海道ではエゾシカやサケが分布しているのに、ヒグマはなぜ草食なのか、疑問だった。

　図1. 各地域・時代のヒグマの陸上動物類とサケの利用割合の推定値。時代区分のうち、1は開発の影響がほとんどない時代(道東では1920年以前、道南では1890年以前)、2は開発が進んだ1931～42年、3は1996年以降。(提供：京都大学大学院生の松林順さん)

　図2. 動物質食物利用の指標となる、窒素同位体比値の時間変化。幕末から明治時代の始まりの1860年前後を境に動物食利用が減少し始めたことがわかる。(提供：京都大学大学院生の松林順さん)

　動物の骨に残された炭素、窒素、硫黄の3元素の安定同位体比から、その動物が生きていた間に何を食べていたか、という食性の復元ができる。研究グループは、博物館などに収集されて保管されていたヒグマ337体の骨の安定同位体を測定し、ヒグマの食性を解析した。縄文時代の遺跡から出土したヒグマの骨も含めて約2000年間の北海道のヒグマの食性を道東と道南に分けて測定し、歴史的な食性の変化をたどった。

　その結果、江戸時代までの北海道のヒグマは、現代に比べてシカやサケといった動物質を多く利用する肉食傾向が強かったことがわかった。しかし、この200年間で北海道のヒグマは草食傾向に大きく変わった。道東では、サケの利用割合が開発本格化前の19%から、1996年以降は8%にまで減り、陸上動物(エゾシカや昆虫)の利用が64%から8%にまで激減していた。また、道南でも陸上動物の利用割合が56%から5%まで減少していた。この肉食から草食への転換は、北海道で開発が本格化した明治時代以降急速に生じたことを確認した。

　松林順さんは「陸上哺乳類でこのような大規模な食性の変化はこれまで報告されていない。北海道では開発の影響により、ヒグマの食性が激変した可能性がある。例えば、エゾシカを捕獲するエゾオオカミの絶滅は、ヒグマがエゾシカを捕食する機会を減らしたと考えられる。サケ漁業の活発化も、ヒグマのサケ捕食の減少につながっただろう。ヒグマのような雑食動物の食性は人為的な環境変化の影響を見る指標として重要なことを初めて示せた。この変化がヒグマ以外の動植物、生態系全体に与えた影響の解明が今後の課題だ」と話している。

NTT、プロ向け4K H.265/HEVCリアルタイムエンコーダLSIを開発

　

　

　NTTは、最新の映像符号化に関する国際標準規格「H.265/HEVC」に対応した、4K/60p HEVCリアルタイムエンコーダLSI(開発コード名:NARA、Next-generation Encoder Architecture for Real-time HEVC Applicationsの略)を開発したと発表した。

　4K映像は通常のHDTVの8倍の画素数を有するため、本格的な普及には、伝送帯域のさらなる効率的利用を実現する高い圧縮性能に加えて、機器の小型化・経済化を兼ね備えたリアルタイムエンコーダの実現が求められている。NTTでは、今回、プロ用途向けの要求条件を満たす高圧縮・高品質映像サービスの実現に向け、1チップで4K/4:2:2/60p映像のエンコード処理を行う、プロフェッショナル用途向けHEVCリアルタイムエンコーダLSIを新たに開発。LSI化により、既存技術でのHEVCエンコーダと比較して、基盤実装面積を16分の1に、圧縮性能を1.5倍に、小型化と高性能化を実現した。

　HEVCの特徴である可変ブロックサイズに適応したフレーム間予測やフレーム内予測におけるハードウェアアルゴリズムを開発し、画面内の大きな動きを検知して適応的に広い探索範囲を実現する動き予測や、動き予測の過程で段階的にブロックサイズを絞り込む高圧縮で低演算量な動き探索、映像の特徴を解析した上で事前に予測方向を絞り込むイントラ予測等のハードウェアアルゴリズムを確立。これら高圧縮映像エンコード処理に加え、音声エンコーダ・映像音声のトランスポートストリーム(MPEG-2-TS)への多重化処理も1チップに内蔵することで、チップ搭載システムの構成のシンプル化を実現した。

　従来技術では、主に4:2:0フォーマット映像を用いたエンコード処理を実現しているが、今回の開発成果では、HEVCの真の性能である高圧縮率を達成すると共に、4:2:0フォーマット映像の2倍の色情報を有する4:2:2フォーマット映像のエンコード処理をリアルタイムで実現できる。

　NTTでは、同製品の搭載システム装置を、今後本格化する超高精細映像の伝送サービスでの利用に向けて検証を重ね、2015年度第3四半期以降にNTTグループより市場投入する。

　なお、同製品は、2015年4月13日から米国ラスベガスで開催される国際放送機器展(NAB2015)に展示する予定。

　4K H.265/HEVCリアルタイムエンコーダLSI

ものづくりを強くする－Protomold Design Tips－ (49) 大きなパーツの射出成形と設計上のポイント

　

　

　大型のパーツを設計するにあたって、そのサイズ、形状、樹脂の種類などバランスを考えて検討することが非常に重要です。パーツが大きくなるにしたがって肉厚はより厚くなる傾向にありますが、必要以上に厚くしすぎると外観上の問題や構造上の整合性を損なうなどのリスクが高まります。そのリスクを軽減するためには均一の肉厚、抜き勾配、角Rをつけるなどの射出成形パーツの設計において守るべきルールに従った設計が重要性を増します。

　まずはサイズについて取り上げましょう。弊社で製造できるパーツの最外形(横 x 縦)サイズは、約530mm x 330mmで、最大の体積は約350,000mm3です。なお、パーツの深さが増すと、深さ25mmごとに、最外形(横 x 縦)のサイズが、それぞれ50mmずつ減少します。

深さ25mmの場合、480mm x 280mm深さ50mmの場合、430mm x 230mm深さ75mmの場合、380mm x 180mm

　図1:ABS樹脂で成形した500mm x 300mm x 10mmのパーツ

　パーツの深さはパーティングラインから最大で75mm、パーティングラインがパーツの中心にある場合には、金型固定側(キャビ側)、金型可動側(コア側)それぞれ75mm、合わせて150mmまで対応可能です。実際のパーツに例えると、深さが75mmのカップ形状や、高さが150mmで中心にパーティングラインのあるH鋼のような形状になります。

　図2:対応できる最大の深さはパーティングラインから75mm、パーツの中心にパーティングラインがあればトータルで150mmです

　抜き勾配はどのようなパーツを射出成形する場合にも重要ですが、大きさ、深さが増すほど、側面やリブに対して大きな抜き勾配をつけることが、金型からのスムーズな離型を実現するにあたって重要になります。Protomoldの場合には、深さ25mmごとに、約1度の抜き勾配を推奨します。抜き勾配の付け方がよく分からない場合は、弊社の無料解析をご活用ください。パーツの3Dデータをアップロードしていただければ、抜き勾配の向きや最小限必要な勾配の大きさについて3Dでご案内します。製品機能上、抜き勾配を適用できない場合は金型構造を見直したり、3Dモデルの変更が難しい場合はプロトラブズにてモデル変更を行うこともできます。

　肉厚も非常に重要な要素で、大きくて重量のあるパーツの品質を向上させるうえでも考慮する必要があります。射出成形において推奨される肉厚は使用する樹脂によって異なり、1～3mm程度が理想ですが、プロトラブズの最大パーツサイズであれば肉厚3mmもあれば樹脂の流動(充填)面では特に支障はありません。もし、肉厚が薄い場合や形状が複雑な場合は、Protoflow 流動解析にて検討を行い、結果を見積り画面上でご確認できます。逆に過度な厚肉の場合は、外観のヒケやボイド、過度な収縮による変形や寸法不良をきたす可能性があります。肉厚をより均一に設計することが、パーツの変形や品質の向上につながるのです。

　鋭角の角よりも、滑らかなカーブに沿った形状のほうが樹脂の流れもスムーズになります。したがって、直角に曲がる箇所に対しては角Rをつけることが推奨されます。適切な角Rをつけることは応力集中を低減し、パーツの変形を低減することにもつながりますが、だからと言ってむやみに大きなRをつけると、肉厚が厚くなってしまいパーツの外側でヒケが発生する原因にもなり得ます。

　パーツの大きさに関わらず、どのような樹脂を選択するかは、バランスが取れた設計を行ううえで欠かすことのできない大事な要素です。ポリカーボネートやガラス繊維を含有した流動性の低い樹脂を使う場合には、その性質を考慮した設計やゲートの数を増やしてショートショットのリスクを減らす必要があります。樹脂の充填について大きな懸念がある場合には、Protoflow流動解析結果を見積り上で確認できるようにします。これによって、修正の必要性がある問題個所を特定しやすくなります。

　3D CADモデルがアップロードされると、弊社の見積りシステムが、他に考慮すべき点、外観や材料の流れなどに影響を与える可能性のあるエジェクタピンやゲートの配置などについてご提案します。弊社が製作できる最大のサイズを超えてしまった場合でも、パーツ形状や金型構造によっては製作できる場合がありますのでぜひご相談ください。

　バックナンバー等 関連記事:タイトルをクリックして記事をご覧ください。
　ものづくりをスピードアップ!新しい射出成形と切削加工のプロセス

ご参考：
　

　

　■樹脂部品設計ガイド
　■Protomold 樹脂特性ガイド
　■ProtoQuote(R)無料解析&見積り

本コラムは、プロトラブズ合同会社から毎月配信されているメールマガジン「Protomold Design Tips」より転載したものです。