埼玉県戸田市では、大雨などによる浸水被害に備え、令和5年度に国土交通省で実施している「ワンコイン浸水センサの実証実験」に参加し、令和6年3月までに道路12地点、河川2地点に計46基の浸水センサを設置した。
浸水センサは、センサ部に水が触れることで浸水を検知する機器で、国はこの実証実験で、小型・低コスト、長寿命で広範囲に多数設置できるものを開発するとともに、リアルタイムの広域な浸水情報データを収集・共有することの有効性を検証している。
埼玉県戸田市においては、道路の冠水状況を早期に把握することで、円滑な通行止めの措置が可能となるとともに、河川水位をリアルタイムに確認することで、溢水の危険性などを早期に関係者へ情報共有することが可能となる。
埼玉県内では戸田市を含めた3市が令和5年度より先駆的に取り組んでいる。
プレスリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000382.000076954.html
STマイクロエレクトロニクスは、3軸加速度センサと3軸ジャイロセンサを搭載した車載グレード対応のMEMS慣性計測モジュール（IMU）「ASM330LHBG1」を発表した。
同製品には、安全性を考慮したソフトウェア･ライブラリが用意されており、機能安全性が要求されるアプリケーション向けにコスト効率に優れたソリューションを実現するという。
ASM330LHBG1は、-40°C～125°Cの動作温度（Ta）範囲でAEC-Q100グレード1規格に準拠しているため、エンジン･ルーム付近や直射日光が当たる場所などでも使用可能である。カーナビゲーションやボディ･エレクトロニクス、運転支援システム、高度な自動運転システムなどにおいて、高い精度と信頼性を提供しする。代表的な用途として、ナビゲーション･システムの高精度測位や、デジタル式ブレ補正カメラ、LiDAR、レーダー、アクティブ･サスペンション、ドア･モジュール、V2X（車車間･路車間）通信、アダプティブ･ライト、衝撃・傾斜検出機能などに最適である。
STの機械学習コア（MLC）とプログラム可能なステート･マシン（FSM）を搭載するASM330LHBG1は、AIアルゴリズムをセンサ内部で動作させることにより、スマートな機能を超低消費電力で提供できる。また、より動作温度範囲が低いSTの従来製品とピン配置互換性があり、レジスタ構成も同じであるため、シームレスなアップグレードが可能である。
温度補正機能を内蔵しているため、さまざまな動作条件下で安定性を確保することができる。また、6軸分の信号を同期して出力できるため、推測航法アルゴリズムの精度が向上する。さらに、I²C、MIPI I3C、およびSPIシリアル･インタフェース、設定可能なスマート割込み処理、3KBのFIFOを搭載し、センサ･データの管理を簡略化してホスト･プロセッサの負荷を最小限に抑えることができる。
ASM330LHBG1に用意されているソフトウェア･ライブラリは、独自に評価されて認証を取得しており、ISO 26262に準拠している。このソフトウェアと2個のASM330LHBG1を使って機能安全に準拠した冗長性を実現可能である。汎用のハードウェアをベースに組み合わせたこの方法は、SEooC（Safety Element out of Context）を満足しているため、自動車安全性レベルB（ASIL-B）（※1）までのシステム認証に対応している。このライブラリが提供するソフトウェアは、センシング･モジュールの設定機能、データ取得を開始する前に動作が正常であることをチェックする機能、およびセンシング･モジュールから出力されるデータの取得を処理する機能を備えている。また、これらの機能それぞれにエラー･コードが割り当てられており、異常が検出された場合に確認することができる。同一のセンサ2個で構成されるこのソリューションは、2つの異なるセンサ・ハードウェアから得られるデータが一致しているかどうかをチェックすることで、冗長性を確保する。
ASM330LHBG1は現在量産中で、14リードのプラスチック製VFLGAパッケージ（2.5 x 3mm）で提供される。単価は、1000個購入時に約9.40ドル。
プレスリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001386.000001337.html
日本アンテナ（株）と金沢工業大学工学部 電気電子工学科 伊東健治教授の研究室では、共同研究で得られた半導体素子の技術によりWPT (Wireless Power Transfer：空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム) 用のレクテナ※の開発を進めている。
※レクテナ：マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナ。画像の使用例の「受電アンテナ」と「受電回路」を一体化したもの
この度、5.75GHz帯5Wレクテナを開発し、入力電力37.6dBm（約5.7W）で88.5%の整流効率と38.9Vの出力電圧を得ることに成功した。またこの成果は2024年3月の電子情報通信学会にて発表した（1Wレクテナについては2023年9月に発表済）。
◆「空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム（WPT）について
無線技術は情報通信の社会基盤として非常に重要ですが、昨今はエネルギーの無線技術利用にも実用化が始まっている。
WPTは無線で電力を伝送する技術である。既に携帯電話の充電などにおいて磁界結合方式（電磁誘導方式）による実用化が進んでいるが、工場などでの省力化と生産性の向上にはIoT(センサーネットワーク)を活用した生産プロセスのデジタル化や自動化が欠かせず、今後は空間でのワイヤレス給電の本格的な実用化が期待されている。2022年5月には日本で世界初となるWPTの省令改正（5.7GHz帯など）が実施された。現在は屋内・無人環境に限定されるが、次の規制緩和では指向性制御や人体検知を用い有人環境でも使用できる可能性が期待されている。
WPTのユースケースとして、工場や倉庫、配送センター内の各種センサー（ロボット・検査・タグ等）への給電などがある。
プレスリリースサイト(kanazawa-it)：https://www.kanazawa-it.ac.jp/kitnews/2024/0524_wpt.html
芝浦工業大学 システム理工学部生命科学科・佐藤大樹教授らの研究チームは、柔軟な触覚センサを活用し、手指の微細な動きを客観的に評価するシステムを開発した。
このシステムでは、様々な「つまみ動作」を90％以上の識別率で分類することができる。人の微細運動スキルを客観的に評価することは難しく、長年の課題となっていた。そこで、電気インピーダンス・トモグラフィ※1を活用したトモグラフィ型触覚センサ※2を用いたアプローチを開発し､極めて高い精度で動作を識別することを示した。
今後は、触覚センサをさまざまな形状の物体に適用することで手指運動を促す知育玩具の開発から医学研究まで広く社会に活用されることを目指していくという。
■ポイント
・人の細かい運動スキルを客観的に定量化し、評価することは難しく長年の課題となっていた
・柔軟な触覚センサを用いたアプローチによって、様々な「つまみ」動作を90％以上の識別率で分類することができるシステムを開発
・知育玩具の開発から医学研究まで広く社会に活用されることを目指す
■研究の背景
微細運動スキル※3は、人間の認知において重要な役割を果たしており、日常的な活動から高度な道具を使った文明の発展まで、あらゆることに影響を及ぼしている。しかし、これらのスキルを客観的に定量化し、評価することは大きな課題となっていた。ビデオコーディング※4のような従来の方法は効果的だが、時間がかかり、コーディングを行う人のバイアスの影響を受けやすくなる。さらに、モーションキャプチャーや手に装着する計測デバイスのような既存の技術にはいくつかの制限があり、特に乳幼児の指の動きを評価する際には限界があった。
■研究の概要
研究チームは、電気インピーダンス・トモグラフィに基づく柔軟な触覚センサ（トモグラフィ型触覚センサ）を応用し、指の微細な動きを客観的に評価する新しいシステムを開発した。本システムで使用する触覚センサは、4つの層から構成されており、柔軟性、形状の汎用性、感度の点で従来の方法に比べて優れている。
センサは16個の電極を備えたフレキシブルプリント回路基板と導電性材料を使用し、さまざまな指の動きから電圧データを取得することができる。データは数値解析ソフトウェアを使って処理され、接触分布画像を再構成した。新しいシステムは円筒形の形状を利用している。この機構により、つまむ動作の正確な測定が可能になった。
本研究では、12人の計測参加者（成人）が、指の本数と方向によって特徴付けられる6種類のつまむ動作を行い、計測した電圧信号と再構成画像を用いて6種類のつまむ動作を分類した。その結果、再構成画像を用いた場合の分類精度は79.1%、電圧信号を用いた場合の分類精度は91.4%であった。
■今後の展望
本研究の成果は、研究と実用の両面で大きな意味を持つ。この触覚センサ・開発システムを応用することで乳幼児の細かな手指運動を促す知育玩具の開発が支援できる。また、手の動きの自動解析は、発達医学研究における人手不足を解消し、将来的にはオンライン医療の実現にも貢献できる可能性がある。
今後本研究によって、人間の複雑な運動技能がより深く理解され、社会のために活用されることを目指すという。
■画像
（a）センシングデバイスとコントローラとの接続イメージ
（b）2本の指（手の模型）でセンシングデバイスを水平方向からつまむ様子
■語句解説
※1 電気インピーダンス・トモグラフィ
電気インピーダンス・トモグラフィ（Electrical Impedance Tomography: EIT）は非侵襲的な生体断層イメージング技術の一種。複数の電極を使用し、電圧の印加・接地条件を切り替え、電気的インピーダンス（電気的抵抗や導電率など）変化を計測・可視化することが出来る。
※2 トモグラフィ型触覚センサ
2つの導電性材料が接触する際、接触圧力により電気接触抵抗が変化する。このことに着目し、2層の導電体の電気接触抵抗分布を複数電極の接地・計測条件を切り替えて計測する。この電気接触抵抗分布を可視化する技術をトモグラフィ型触覚センサと呼ぶ。この接触抵抗分布は、キャリブレーションにより圧力分布への変換が可能である。この触覚センサは柔軟性と拡張性に優れることが報告されている。
※3 微細運動スキル
J. R. Napierはヒトがモノを掴むときの運動を「握力把持（Power grip）」と「精密把持（Precision grip）」の２種類に区分した。握力把持は手のひらで握るような動きを指す。精密把持は親指とそれ以外の指で対抗させてつまむような動きを指す。本研究ではこの精密把持に注目した。
※4 ビデオコーディング
行動解析の手法の一種。カメラで動きを撮影し記録映像を複数人の観察者（コーダー）が定義に従って分類する。
■研究助成
本研究の一部は、JSPS科研費（23H00955）の助成を受けたものである。
プレスリリースサイト：https://www.u-presscenter.jp/article/post-53384.html
（株）ヴイ・エス・テクノロジーは、Vision System Design 主催 「2024 Innovators Awards 」プログラムの審査において、レンズ、照明、光学製品カテゴリー部門にて最優秀賞を受賞した。
VS-TLS(FR)シリーズは、新レンズコンセプトFit-X(フィットクロス)を採用しフロントレンズ、リアレンズを2つに分割し掛け合わせることでお客様が必要とする様々な光学倍率にFitするコンセプトレンズ。
導入後の仕様変更によって発生するコストを削減し環境に配慮した製品設計が特徴であるとのこと。
Vision System Design 「2024 Innovators Awards」について
ビジョン、画像処理の分野におけるイノベーションを審査し、最も革新的な製品が第三者専門家審査団により決定されるプログラムである。
製品の独創性、革新性、SIやユーザーへの影響、新しい市場ニーズに対応できているか、最新技術を取り入れているか、生産性を向上させるか、ランク付けの審査基準として設けられている。
【 VS-TLS（FR）シリーズ特徴】
・最大Φ38mmセンサー対応、最大視野φ80.7mmの撮像可能
・固定倍率0.136x~1.000xまでフロントとリアの組み合わせで全20通りのラインナップ
・広視野、高テレセントリシティ
【用途】
検査、測定、アライメントなど
プレスリリースサイト(vst)：https://vst.co.jp/news_event/
（株）天地人、（株）sorano me、慶應義塾大学大学院システムデザイン・マネジメント研究科、（国研）宇宙航空研究開発機構（以下「JAXA」）は、新たな発想の宇宙関連事業の創出を目指す「JAXA宇宙イノベーションパートナーシップ（以下、J-SPARC）」※の枠組みのもと、2023年12月より「衛星利用ビジネス検定」に関する共創活動を開始した。
本共創では、天地人とsorano meが衛星データ利用人材拡大を目指し開発を進めている教材及び検定システム開発に、慶應SDMが社会課題解決型宇宙人材育成プログラムの実施等を通じた教育研究プログラムの設計のノウハウと、JAXAがJ-SPARC共創活動に取り組む中で培ってきた衛星データを事業者の提供価値に変換するノウハウを組み合わせることで、衛星利用ビジネス検定の事業化を目指す。最初のステップとして、プロトタイプであるβ版検定を試行的に開催する予定である。多くの方からフィードバックを得るとともに、衛星利用ビジネス検定の実現を加速するとしている。
【共創活動の背景】
国内外で民間主導の宇宙開発が拡大し、人工衛星の数やデータ量が急速に増加している。しかしながら、衛星データを解釈し、利用できる人材が不足しており、エンドユーザまで広く価値を届けることができていない現状がある。
【共創活動の内容】
2022年12月、天地人とsorano meは、両社で衛星データ利用人材拡大のための教材及び検定システムの開発に着手することを発表した。天地人は、衛星データ利用の採用分野や活用事例が拡大する中で、技術を担う人材の育成に注力したいと考えている。sorano meは、人財基盤開発事業「ソラノメイト」を通じて、業界全体の底上げをするために、他業界から宇宙業界への挑戦を志す方を積極的に呼び込み、宇宙業界の現場で活躍する人材育成に取り組んでいる。
慶應SDMは、東京大学や東京海洋大学などと共に10年程度実施してきた「社会課題解決型宇宙人材育成プログラム」の実施経験や国内外の様々な社会課題を対象に衛星データを活用する研究開発や事業化をシステム思考やデザイン思考に基づいて取り組んできた知見に基づく教育研修プログラムの設計を行うと共に、検定内容の具体化に貢献する。
JAXAは、J-SPARC共創に取り組む中で培ってきた「JAXA内外から必要な技術を集め、事業者の提供価値に変換すること」のノウハウをまとめ、衛星データを利用したビジネス創出を目指す際に必須となる基本的なマインドセットとして、衛星利用ビジネス検定を通して宇宙ビジネスプレイヤーに伝えることで、地に足ついた衛星利用ビジネス創出に繋げることを目指すとしている。
※：JAXA宇宙イノベーションパートナーシップ（J-SPARC）
J-SPARC（JAXA Space Innovation through Partnership and Co-creation）は、宇宙ビジネスを目指す民間事業者等とJAXAとの対話から始まり、事業化に向けた双方のコミットメントを得て、共同で事業コンセプト検討や出口志向の技術開発・実証等を行い、新しい技術を獲得し、新しい事業を創出する共創型研究開発プログラムである。2018年5月から始動し、これまでに40以上のプロジェクト・活動を進め、民間事業者による食、生活用品、教育、VR、エンタメ、アバター、通信、小型衛星コンステ事業の事業始動（商品化・サービスイン）にも貢献している。事業コンセプト共創では、マーケットリサーチ、事業のコンセプトの検討などの活動を、事業共同実証では、事業化手前の共同フィージビリティスタディ、共同技術開発・実証などの活動を行う。
https://aerospacebiz.jaxa.jp/solution/j-sparc/
プレスリリースサイト(tenchijin)：https://tenchijin.co.jp/pressrelease/3572/?hl=ja
アンリツ（株）は、25 MHzから1 GHzの周波数範囲で最大150 W の平均電力測定値の測定が可能な、通過型パワーセンサMA24103Aの販売を開始した。
MA24103Aは、無線機からの送信出力電力とアンテナなどから反射してくる反射電力など、2方向の電力を同時に測定できるセンサである。
従来品（MA24105A）ではカバーしていなかった1GHz以下の周波数帯に対応し、航空無線や鉄道無線、警察や消防、河川管理など、1GHz以下の周波数帯を使用する業務用無線の電力測定が可能となった。
◇製品の特長
MA24103Aは、稼働中の無線信号を運用状態のまま監視することができるので、無線システムのダウンタイムを最小限に抑えることができる。
使用可能な温度範囲は0°C〜55°Cで、高い精度と低挿入損失を実現しておりフィールドでの使用に適している。
MA24103Aで取得した測定結果は、アンリツのハンドヘルドスペクトラムアナライザもしくはPCと接続して確認することができる。
◇対象市場・用途
市町村の防災無線や業務用無線
鉄道の自動制御システムなど
プレスリリースサイト(anritsu)：
https://www.anritsu.com/ja-jp/test-measurement/news/news-releases/2024/2024-05-21-jp01
積水化学工業（株）の 100％子会社である積水マテリアルソリューションズ（株）は、センサを用いた堆積管理システム「Smart Level™」のサービス提供を（株）レンタルのニッケンと共同で建設現場のリサイクルステーション※1 向けに 5 月 20 日より開始する。
※1：排出される「資源」ゴミを回収し一時保管する常設の拠点回収施設
１．「Smart Level™」のサービス開始の背景
少子高齢化が進む日本では、労働人口の減少が継続し必要な人材の確保が難しい時代が続くとされている。人材不足の影響を特に大きく受けている代表的な業種が「建設・建築・土木業」「運輸・流通業」「医療・介護福祉業」「飲食・サービス業」「製造業」の５つと言われている。
建設現場のリサイクルステーションの回収業務では、管理者がステーションまで赴き目視で確認、回収の手配や日程の調整を行うための作業にも時間を要していた。
また、働き方改革関連法による時間外労働の上限規制が 2024 年 4 月 1 日から適用され、作業効率の向上は、建設業界全体が直面している喫緊の課題となっている。
このような中、遠隔でリサイクルステーションの各カートの堆積状態を管理できる当サービスは、従来の管理者の目視・移動工数などを大幅に削減することが可能である。
２．「Smart Level™」の概要
「Smart Level™」はセンサと無線通信で堆積量をデータ管理できるサービス。ステーションへの移動時間・目視作業などが無くなり、効率化を実現する。
データはパソコンやタブレット、スマートフォンで確認できる。一般の WEB ブラウザを使用するため、面倒なアプリのインストールや設定は必要ない。
特徴
・数値データで堆積量を可視化することで、回収の判断基準を統一することができ、力量に頼らない管理が可能となる。
・一定の堆積量に達した際に、複数人へのアラート通知を送信可能。
・センサは電池駆動のため電源は不要。
・堆積量の数値データは、時系列で CSV ファイル形式に保存できるため傾向把握や改善活動に活用できる。
現場担当者が堆積量を目視確認するために巡回していた作業が、現場事務所やオフィスからでも遠隔で実施することが可能になり、省人・省力化が期待できる。また、一部の外部チャットアプリとの連携も可能で、現場関係者へ堆積量やアラートなどの情報を周知することができるという。
※2チャットアプリは、お客様にてご契約が必要。
プレスリリースサイト：https://www.sekisui.co.jp/news/2024/1403215_41090.html
STマイクロエレクトロニクスは、車載グレード認定済みの同期整流式降圧DC-DCコンバータ「A6983」を発表した。同製品は、車体、オーディオ･システム、インバータ用のゲート･ドライバなどのアプリケーションに簡単かつ省スペースで統合することができる。
A6983には、低消費電力かつ低ノイズ構成の非絶縁型ステップダウン･コンバータ6品種と、絶縁型降圧コンバータ「A6983I」が含まれており、設計に応じて柔軟な製品選択が可能である。補償回路が搭載された高集積のモノリシック･デバイスであるため、フィルタやフィードバック回路、トランス（A6983I）など、外付け部品を最小限に抑えることができる。
非絶縁型のA6983コンバータは、最大3Aの負荷電流を供給し、最大負荷時の効率は88%（typ.）である。低消費電力を特徴とする「A6983C」は、高効率、低出力リップルを実現し、低負荷動作に対して最適化されているため、駐車中でもアクティブ状態のアプリケーションによる車載バッテリの消耗を最小限に抑えることができる。低ノイズを特徴とする「A6983N」は、一定のスイッチング周波数で動作し、全負荷範囲で出力リップルを最小限に抑えるため、オーディオ･システムの電源用途などに最適。両品種ともに、3.3Vまたは5.0Vオプションが用意され、出力電圧は0.85VからVINの範囲で調整可能である。
A6983Iは、フォトカプラを不要とする、1次側制御用の10W絶縁型降圧コンバータ。トラクション･インバータやオンボード･チャージャ（OBC）の、IGBTやSiC MOSFETを駆動する絶縁型ゲート･ドライバに最適で、1次側の出力電圧を正確に制御することで2次側電圧も制御でき、2次側電圧は変圧器の巻線比で決定される。
絶縁型、非絶縁型すべてのモデルで静止電流を25µAまで低減し、節電用のシャットダウン･モードにおける消費電力はわずか2µA未満である。入力電圧範囲は3.5V～38V、負荷ダンプ耐性は40Vまで可能なため、主電源バス上の過渡電圧による破壊を防ぐことができる。また、出力過電圧保護、過熱保護、内部ソフトスタートなどの保護機能も備えている。さらに、オプションのスペクトル拡散技術により、ノイズ･センシティブなアプリケーションの電磁干渉（EMI）を抑えることができる。電源投入のシーケンスを構築できるパワーグッド･ピンも備えている。A6983IおよびA6983は、外部クロックに同期させることもできる。
A6983は、QFN16パッケージ（3 x 3mm）で提供される。1000個購入時の単価は、A6983が約1.75ドル、A6983Iが約1.81ドル。STのeStoreでは、A6983およびA6983Iの無償サンプルを入手可能。また、迅速な開発の立ち上げや、プロジェクトの加速に貢献する評価ボード「STEVAL-A6983CV1」（A6983）および「STEVAL-A6983NV1」（A6983）、「STEVAL-L6983IV」（A6983I）も提供されているという。
プレスリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001385.000001337.html
日本は、世界で有数のほたて貝の漁獲生産高があり、北海道の主要産地12地域と青森県におけるホタテ貝の年間生産量（養殖量、漁獲量）は、養殖量が北海道と青森県で全体の90％、二枚貝の海洋漁獲量は北海道がほぼ100％を占めている[5-7]。その北海道では、年間で総量約40万トン程度のほたて貝が水揚げされ、その量は全世界の1/4程度を占めるが、国外に2枚貝で冷凍し輸出される量もあるため、結果として年間約11万トンの貝殻が国内で廃棄物として発生している。北海道ではこれらのほたて貝殻粉砕物を、耕作地用のアルカリ化肥料をはじめ、チョーク原料、凍結防止路床材など、道指定のグリーン購入法特定調達品目類として、合理的な資源循環の用途となる好事例はあるが、多くは加工場内の一次保管場などで長期保管されるか、最終処分場で処理されているのが現況である。
図９に、北海道と青森県におけるホタテ貝・ブルーカーボンストック情報として、ホタテ貝殻発生量M1と貝殻未利用量M2の分布を示す。ホタテ貝全体に占める平均貝殻重量比は 52%程度であるため、現在のホタテ貝殻発生量M1に、貝殻未利用漁獲量M0を用いて、現在は未利用であるが今後の貝殻利用資源量M2を式(1)より求めた。
M2=0.52M0 ― M1 …式(1)
これらを可視化したマップ図より、特に天然ホタテ貝の漁獲収穫量が多い北海道オホーツク海沿岸部では、現在の貝殻発生量と将来の未利用資源量が多いといえ、オホーツク海沿岸での加工処理に関わる技術・システムが大きく展開する余地があるといえる。同地域にブルーカーボン・アクトの拠点とインフラが設置されれば、ホタテ貝漁獲資源における本来の地産地消の仕組みづくりに資する可能性は大いにあり、その結果、現在生じているような道東・道南地域へのホタテ貝の長距離運搬によるCO2排出を抑制し、カーボンクレジット利用を含めたオホーツク地方における新たな地域ブランド創出にもつながる可能性があるといえる。
![図９ 北海道と青森県におけるホタテ貝・ブルーカーボンストック情報[5-7]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_09.jpg)
図10にホタテ貝殻砂の製造システムおよび基礎的性状を示す。現在北海道では、ほたて貝殻は未利用資源として循環資源の枠組みで扱われていることから、水産加工場等では、産業廃棄物として処理をするのではなく、可能な範囲で中間処理業を通じた循環利用することが推奨されている。従って、ほたて貝殻砂の中間処理が可能な実機製造工場においても、安価ではあるが有価での原料買取りを行い、最終的に下記のような破砕処理プロセスを経て、粒径0.6～2.5mmのほたて貝殻砂等を中心とした製品を製造・販売をしている。なお、製造上の課題として、⑧エコセパレーターは時間を要し篩をかけるため、分級が不十分であると0.3～0.15mm以下の微粉分の除去が難しくなる。本研究を通じて、実際のコンクリート用細骨材としては、ホタテ貝殻砂70%と石灰砕砂30%程度の混合量であれば、粒度分布やモルタル等の練り性状を保持する条件を満足するが、その場合においても、0.3mm以下の微粉末が、貝殻砂に最大12%程度含まれることが分かった。
なお、ほたて貝殻の特徴[33]として，生体内鉱質形成作用により，カルシウム組織とキチン類の糖類が層状に重なった構造を有しており、コンクリート骨材としての力学的な影響や長期的な使用において、ホタテ貝殻の層形状に起因する有効な効果などは十分に考えられる。一方、ほたて貝殻の層間内の微細組織である糖類のアルカリ変性の影響[12]なども考えられる余地はあり、それらは研究を通じて評価を行う必要がある。
![図10 ホタテ貝殻砂の製造システムおよび基礎的性状[5-7]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_10.jpg)
図11にホタテ貝殻砂の混和によるコンクリートレベルの力学特性への影響を示す。ホタテ貝殻砂の細骨材置換による最大混和量は70%程度であり、粗骨材に代替できるホタテ貝殻骨材は存在しないことから、一般的には粗骨材は砕石骨材が利用される。従って、コンクリート物性を評価する際は、ホタテ貝殻砂による品質改善効果が最大化されるモルタル物性を踏まえ、粗骨材が加わることでその影響度がどの程度低減・緩和されるのかを判断する必要がある。a)圧縮荷重―変形曲線より、無混入である標準（黒）と比較して、ほたて貝砕砂を混入したコンクリートは、若干強度低下する傾向にあり、その下限値は約80%程度となり、静弾性係数についても同様である。これは、ほたて貝砕砂の扁平形状により、力学的影響が生じる硬化体組織が粗になり易いことと、ほたて貝殻砂自体の硬度が標準の砕砂に比べて低い可能性があるためといえる。一方、シリカヒューム混和（5～20％）により、ホタテ貝殻砂の置換率が70％程度になった場合でも、品質改善が図られる傾向にあり、最大荷重までのひずみ抵抗性が最大150%程度改善するため、圧縮破壊エネルギーがホタテ混和量に比例して増大し、破壊靭性が大きく向上することが特性として示される。
![図11 ホタテ貝殻砂の混和によるコンクリートレベルの力学特性への影響[5-7]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_11.jpg)
図12にホタテ貝殻砂コンクリートのシステム境界とモデル建物のPCa部材製造によるCO2排出総量の比較を示す。ホタテ貝殻砂コンクリートは、ブルーカーボン固定という環境改善効果を、建物全体のライフサイクルにおける資材投入・使用のプロセスを通じて効果的に発揮する必要がある。換言すれば、資材投入の量的に環境改善効果を発揮するというより、建築仕上材など、建物に占める表面積が大きく確保され、長期利用に供する部位に積極使用されるのが望ましい。本研究では、PCaカーテンウオール資材を主用途として設定し、資材特有のサプライチェーンを踏まえ、資材調達段階（Scope3上流）、PCaCW工場製造の段階（Scope1,2）におけるCO2排出量を評価した。結果、基本調合からホタテ貝殻砂 70%置換調合に変えた場合、材料の製造・輸送時のCO2排出量と、PCaCW部材製造に関わるCO2排出量は増加するが、炭酸カルシウムを含有する貝殻砂のCO2固定量を差し引くことで、基本調合より最大36%以上削減できることが確認された。
![図12 ホタテ貝殻砂コンクリートのシステム境界とPCaコンクリート部材製造のCO2排出総量比較[5-7]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_12.jpg)
図13に生物起源特性を踏まえた炭素排出量の評価を示す。一般にホタテ貝は、稚貝より成長し、その重量の半分程度が海洋中のCO2を吸収固定された炭酸カルシウムの貝殻骨格となり出荷されるまでに2～4年程度の歳月を重ねる。また、植物組織の葉緑体による、いわゆる光合成の炭素同化作用により大気中のCO2を吸収・蓄積して生長する自然林は、生成期間が30年程にもなると，住宅用木材の用材として市場供給される。一方、セメント原料で主成分が炭酸カルシウムである石灰石はその賦存期間は、古生代からの数億年にも及ぶ歳月を要し、炭素固定期間が長大化するが，海洋・大気中に炭素を放出しないため，炭素濃度の上昇を留めることは出来る。しかし、年当たり換算した場合の炭素固定量は極めて小さくなる。従って、単位重量あたりの炭素固定量が同じ材料の場合，生長期間が短期で，炭素固定製品としての使用期間が長期である評価を受けた場合，炭素固定性能が優れることになる。従って、 Y’:炭素固定製品の蓄積期間(年)を Y:生成期間(年)で除した E: 炭素固定効率と，炭素固定製品に含まれるS:炭素固定総量(t)との積をF:炭素固定評価値(t)として定めた場合、炭素固定効率の値が大きいほど炭素固定性に優れることを示す。この炭素固定評価値の大きい順に列挙すると，ほたて貝殻砂，木材，石灰石となり，ほたて貝殻砂は炭素固定性能が一番優れる材料となる。実際には、各材料の市場での製造量や使用量に依存するが、ほたて貝の生成期間は2～4 年と極めて短期間であり、海水中の炭素を固定したコンクリート用細骨材として使用されるとともに、PCaコンクリート製品全体は、建物外壁として長期使用される耐久消費財であるため，炭素蓄積期間が長くでき、炭素固定効率を大幅に拡充できる。このような資源採取と製品利用の双方の観点で優れる特性を適切に評価できれば、最終的にはほたて貝の漁獲量の維持と地域産業の活性化にも繋がり得るような、潜在的で多面的な環境改善効果を有する仕組みを有していることになる。
![図13 生物起源特性を踏まえた炭素排出量の評価[3-4]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_13.jpg)
図14にブルーカーボン・インフラの施設構想・設計提案の一部[11]を示す。本設計提案は、細田により2024年に提案されたものであり、日本のホタテ貝一大漁場である北海道オホーツク海沿岸部の雄武町を設計敷地として想定されており、ホタテ貝殻を海洋生物殻資源として位置づけ、最終的に再生資源化する拠点をブルーカーボン・インフラとして計画をしている。現在、この施設化計画は、当該設計提案内での構想段階にあるが、既往研究[1-7]を通じたホタテ貝の漁獲調査、国内外流通システムを踏まえた市場性の調査などが踏まえられており、ブルーカーボン・インフラ構築のための必要条件となる各種のブルーカーボン・アクト（オホーツク近海域の海洋漁獲、ホタテ二枚貝の冷凍貯蔵・運搬、ホタテ製品加工場での貝柱・貝殻の脱離、ホタテ貝殻破砕処理・副産物利用など）の実施環境の整備・充実度なども具体的に検討された上で示されたものといえる。
本構想施設では、ホタテ貝殻砂製造プラントと、製造した貝殻砂を使用した製品づくり、知識共有、消費拡大の動機支援を行うナレッジプラントの二つを柱にしており、特に後者については、実際にホタテ貝殻砂を混和したコンクリート製品に加え、3D プリンター用ホタテ貝殻微粒分モルタルの開発も行えるような施設となっている。建設用 3DP は、モルタル積層式であるため、従来の型枠を必要とせず、表層にボーダー状の溝と組み格子で、連続体として機械的に製造・接続され、硬化後は、一定の剛性と変形スパンを有する製品となる。微細表面の空隙溝には、人の手で植物の種子を植えられる空間的余裕度があり、時間と共に緑化が成長する外構資材が実現されている。また、みかけの外壁体積に占める製品表面積を大きくとることができるため、暑中期の水分蒸散作用と適度な通風環境を活かした熱環境負荷の低減なども実現できる。
![b)施設機能1 ― ホタテ貝殻砂加工プラント例(約1万㎡) [11]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_15.jpg)
![c)施設機能2 ― 3DP施工プラント(2000㎡)、ナレッジプラント(3000㎡) [11]](https://sensait.jp/wp-content/uploads/2024/04/tamura_16.jpg)
謝辞 本研究の一部は、2023年度NEDOムーンショット型研究開発事業研究開発プロジェクトC4S: Calcium Carbonate Circulation System for Construction（PM：東京大学野口貴文）、工学院大学産学連携研究を通じて実施されており、工学院大学大学院生細田夏花氏，ウルム香月清仁氏・相原幸恵氏、高橋カーテンウォール工業株式会社、株式会社ビッシェル、北海道雄武町の関係各位より多大な協力をいただいた。
参考文献
【著者紹介】
田村 雅紀（たむら まさき）
建築学部・建築学科 生産系・環境材料学研究室 教授
■略歴
岐阜県生まれ，木曽川と日本アルプスの山々の麓で育つ
主な著者に，ベーシック建築材料（彰国社），建築生産～もの作りからみた建築のしくみ～（彰国社）
