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ガウス加速器を作りながら発明語の
#4非対称性原理
を学んで、身の回りを
発明の博物館にしよう!
マイティ & 高木 芳徳
ytakagi@gmail.com
(東京大学 非常勤講師)
マイティ 3
アイデア=発明の素が
分かった!という笑顔
なぜ?
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21世紀型スキル (web)
米デューク大学の研究者であるキャシー・デビッドソン氏が2011年8月、ニューヨークタイムズ
紙のインタビューで語った予測
2011年度にアメリカの小学校に入学した子どもたちの65%は、
大学卒業時に今は存在していない職業に就くだろう
開成の校長も引用
画像引用
https://www.shinryo.com/special/contents04_1.html
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今は存在していない職業
に必要そうなスキル(複数回答)
• 英語
• プログラミング
• 創造性
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創造性って
どう学べばいいの?
「まなぶ」は「まねぶ」から
マイティ 7
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お子さんに創造性をつけたかったら
創造性のお手本
「イノベーション」
から学ぶ
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イノベーションとは
イノベーションとは
ある発明品が「当たり前」
「普通にある」ようになること
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発明から学ぶ
普通にあるもの
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USUAL
(普段の、いつもの)
Unite STEMs by Usual Active Learning
マイティ 13
発明の観察、東大生
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マイティ 14
今日まなぶ「発明の素」①
#1 分割原理 ~ 餅の切れ目は「発明」
#4 非対称性原理
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ガウス銃づくり
マイティ 15
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G.アルトシュラー (TRIZ考案者)
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分割原理
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25
特許3817255号 越後製菓 餅 図4
マイティ 26
ここ5年くらい、特許の世界で
話題沸騰だった「切り餅訴訟」
越後製菓
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勝
訴
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VS
マイティ 27
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(特許)を
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マイティ 28
http://www.courts.go.jp/app/hanrei_jp/detail7?id=85042
裁判所HPよりhttp://www.courts.go.jp/app/files/hanrei_jp/042/085042_hanrei.pdf
ここ5年くらい、知財界で
話題沸騰だった「切り餅訴訟」
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発明原理 もう1個!
マイティ 29
マイティ 30
マイティ 31
2人組(Aさん、Bさん)で
Aさん
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3)正方形をBさんに渡す
Bさん
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非対称性とは?
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マイティ 33
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方向性を1つに定めたり、
動きを発生させたりする方法
マイティ 34
♪4番非対称 崩してごらん
自ら 動き 出てくるよ♪
非対称の発見は、発明の科学の始まり
• 普通に作ったら、「対称形」
• 非対称になっている物には
なにか再現性のある
「科学的な理由がある」
• 発明を科学的に自由研究!
マイティ 35
身の回りには、非対称なものがいっぱい!
• 飛行機、サイドミラー
• 牛乳の切り欠き(牛乳パックは7階)
シャンプー容器の横のギザギザ
• お風呂・流しの底面
マイティ 36
身の回りには非対称がいっぱい!
• お風呂・流しの底面
– 勝手に水が流れるのは?
– 川と同じ!
• シャンプー容器の
横のギザギザ
– 何の為?
マイティ 37
非対称の発見は、発明の科学の始まり
• 普通に作ったら、「対称形」
• 非対称になっている物には
なにか再現性のある
「科学的な理由がある」
• 発明を科学的に自由研究!
マイティ 38
ガウス加速器を作りながら
#4非対称性原理
を学ぼう!
ガウス加速器 工作材料
1人につき1セット
• ストロー 1本
• 磁石 1個、鉄球 5つ
• 箸袋、持ち帰り用袋
共通
• セロテープ(3cm)
• ホッチキス
ガウス銃(ガウス加速器)作り方
• 使うもの
– ストロー、セロテープ、磁石、鉄球1個
• 手順
– セロテープを3cmほど切ります
– セロテープをのり面を上にして置き
まん中に磁石を貼ります
– その上にストローを立て、
テープで留めます
– 鉄球を1個上から入れます
マイティ 41
1
実験①
• 使うもの: と鉄球もう1つ
• 鉄球を1つ、手に載せます
• ストローを立てた状態のまま、
手に持って近づけて下さい
• 鉄球は動く?動かない?
マイティ 42
2
1
実験②
• 使うもの
– 実験①、さらに鉄球1個
• 手順
– ①の上からもう1つ鉄球をいれます
• 実験②
– 実験①同様、下の鉄球を外して手に載せ
上から近づけてください
マイティ
2
実験①と実験②の違いは?
• 実験① 1個と1個
• 実験② 1個と2個
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実験①と実験②の違いは?
• 実験① 1個と1個
– 対称? 非対称?
• 実験② 1個と2個
– 対称? 非対称?
マイティ 45
実験①と実験②の違いは?
• 実験① 1個と1個
– 対称? 非対称?
• 実験② 1個と2個
– 対称? 非対称?
マイティ 46
非対称の発見は、発明の科学の始まり
マイティ 47
ガウス銃(ガウス加速器)作り方③
• 使うもの
– ②、鉄球もう2個
• 手順
– ②の上からもう2つ鉄球をいれます
– ストローの上をホチキスで留め、
鉄球が飛び出さないよう塞ぎます
– 完成!!
マイティ
実験③
• 確認:ホチキスでとじてますか?
• 手順
• ストローを立てた状態のまま、手に
持って
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• 裏から鉄球をくっつけてみましょう
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マイティ
実験②と実験③どっちが良く加速した?
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• 実験② 1個と2個
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• 「磁石にくっつく力」の「差の分だけ加速」する
マイティ 51
1:1
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創造性って
どう学べばいいの?
マイティ 53
身の回りには、非対称がいっぱい!
創造性を学ぶには
「使い方(ニーズ)」と
「非対称な部分(シーズ)」
に着目
過去(解決前) 現在(解決後)
不便なこと 便利になったこと 使う側(モノ+人)の視点
満たすニーズ
引き算
創る側の視点(再現性・創造)
それを実現している構造や
課題解決の要素(シーズ)は?
Creativity
「発明」の自由研究シート 年 組 氏名:
発明観察文
はさみの持ち手 は
力が入れやすいように、
大きさが非対称になっ ている
観察対象比較する対象
非対称性
原理
部分の観察部分の観察
指がフィットし
力が入れやすい
(切りやすい)
安いハサミ ハサミ
力が入れにくい・・・
手を入れる部分
が非対称
手を入れる
部分が対称
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• ウォークマン
非対称性
原理
非対称性
原理
過去(解決前) 現在(解決後)
「発明的」自由研究 ワークシート
部分の観察部分の観察
見なくてもボタンの
操作が可能
ボタンに差が無い
音楽再生機
使われ方 使われ方
ウォークマン
見ないとボタン操作
を間違ってしまう
使う人の視点
使った時の結果・メリット
科学の視点(再現性・創造)
それを実現している構造や
課題解決の要素(シーズ)は?
Creativity
非対称性
原理
引き算
6つの同じボタン
○ ○ ○ ○ ○ ○
非対称なボタン
・・
発明観察文
は
ために、
ている
過去(解決前) 現在(解決後)
「発明的」自由研究 ワークシート
部分の観察部分の観察
見なくてもボタンの
操作が可能
ボタンに差が無い
音楽再生機
使われ方 使われ方
ウォークマン
見ないとボタン操作
を間違ってしまう
使う人の視点
使った時の結果・メリット
科学の視点(再現性・創造)
それを実現している構造や
課題解決の要素(シーズ)は?
Creativity
非対称性
原理
引き算
6つの同じボタン
○ ○ ○ ○ ○ ○
非対称なボタン
・・
発明観察文
ウォークマンのボタン は
見なくても操作できる ために、
非対称になっ ている
#4非対称原理を意識すると
• 身近なボタンにも工夫が読み取れるようになる
マイティ 60
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なぜなんだろう??
マイティ 61
それは、自分で考えてみよう
マイティ 62
それは、自分で考えてみよう
今日からの「発明的」自由研究
「理科」的観察
• 羽は4枚
• 足は6本
:
:
「知識」の習得
+「発明」的観察
• 固い羽と飛ぶ羽、非対称
なのはなんでだろう?
• そもそもなぜ足は
関節に分かれている?
マイティ 64
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ら「便利!」を
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• 発明・イノベーションの部品を知ろう
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マイティ 65
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– 「見る」と「観察」の違い
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– 「非対称」になっているから○○(で便利)だ
マイティ 66
(普段の、いつもの)
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マイティ 67
実は、東大生も
やってます!
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引用:東大(院)機械工学専攻
機械設計学 2014年
「まなぶ」は「まねぶ」から
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• 創造性
「発明は科学的であることができ、
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G.アルトシュラー (TRIZ考案者)
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