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本多研究室 - 逆問題的視点からの計測工学の諸問題へのアプローチ

科学の世界には「すべてのもと」ということを現すのに「計測なくして科学なし」という言葉があります。 測ることで科学的に客観性を解明することができるからです。 本多研究室では測るということについて、何をはかるか？どのようにしてはかるか？を様々な角度から研究しています。 Q.「これはよくご存知のように力を加えるとバネが伸びるという簡単なメカニズムの測定器。質量の測定器です。 どういう力を加えたらバネがどれくらい伸びるかっていうことを調べるのが順問題、測定をするためには判らない力が加わった時にその力がどれくらいの大きさかというのを測りたい訳です。 　そうすると元々ある力を加えるとこれだけ伸びますよという順問題が判っていれば未知の力が加わった時にどれだけバネが伸びたかを計れば、逆にどれだけの力が加わったかがわかります。 逆にどれだけの力が加わったかわかるのが逆問題という事になります。」 未知の力をはかる逆問題。 この逆問題を研究する事によって新しいデータのはかり方を得ることができ、その結果から物事は始まっていきます。 本多研究室では未知をはかる方法を日々模索しています。 Q.「逆問題の典型的な例としてX線CTというのがあるというのをご存知だと思いますけど、X線CTと同じ様な考え方を適用した例としてプロストモグラフィ、流速トモグラフィの研究に付いて簡単に説明致します。 電磁流量計という流量計があるんですけども、これはファラデの法則を利用して磁界の中を漏電性の液体が流れるとその流速に比例して起電力が発生する、起電力を測定すると平均流量が判る、こういう工業系の流量計があります。 ただ単に流量を量るだけではなくてですね、磁場を色々変えて、磁場を与えてそれから測定する値も変えて複数測定するそういう事をしますとパイプの中を流れている速度場がどうなっている。単なる平均的な流量ではなくてパイプの中にどういう速度分布があるかという事を測る事が出来ます。」 逆問題の視点から錯視や錯覚が生じる際に脳内の活動を解析する、脳磁気計測という研究を東京大学との連携により進めています。 このように様々な計測は異常検出や設備診断にも応用することが出来ます。 Q.「逆問題っていうのは物を計る本質ですべて、物を計るっていう事は逆問題を測る事そのものと言っても良いかもしれません。 順問題で解いた通りの測定結果が得られない、必ずノイズがのりますので雑音が入ったところで、簡単に解こうとしますとぐちゃぐちゃな結果が出てきますので、 順問題でキレイに解けているところにノイズが乗って測定値がきたときに、さぁどうやって解きましょう。そこが我々の腕の見せ所です。」 多岐にわたるはかる研究は科学すべての基礎を支えています。 逆問題を解き明かし、正確な測定結果がすべてのもとになるように本多研究室は未来の結果を求めていきます。