Designシンポジウム2021 講演論文集

デザイン思考による豪雨警戒防災システムのデザイン開発
住宅地、学校などの豪雨災害（社会課題）の複雑な要因をデザイン思考で分析、システム〜情報発信まで総合的にデザイン
Design development of heavy rain warning and disaster prevention system by design thinking
Complex factors of heavy rain disasters (social issues) in residential areas, schools, etc.
Comprehensive design from analysis, system to information transmission by design thinking.

○森 豊史（東京都立産業技術研究センター）*1
アルバレス・ハイメ（拓殖大学工学部デザイン学科）*2
Toyoshi MORI, , Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute,2-4-10, Aomi, Koto-ku, Tokyo, 135-0064, moritoyoshi@gmail.com*2
Jaime Alvarez, Takushoku University, School of Engineering, Department of Design,
815-1 Tatemachi, Hachioji-shi, Tokyo, Zip 193-0985, a-jaime@id.takushoku-u.ac.jp*1

キーワード:デザイン思考,防災,デザインケーススタディ

1. 緒言

近年，豪雨災害が多発しており，住宅地などの生活空間に被害が拡大している．本来は，治水事業がもっとも有効な対策であるが，膨大な時間と費用が必要である．しかし，災害は現在も増加しており，直近の災害に対応する方法や製品を早急に開発する必要に迫られている．すでに行政側も防災製品への開発助成金なども増加しており，多くの企業が参入を計画している．
しかし，防災製品に求められる仕様策定においては，行政側も企業側も，情報もノウハウも経験が不足しており，エンドユーザー（生活者，被災者）にとって必要なサービスや機能を特定することが困難な状況である．このような課題に対して，一部の行政では「デザイン思考」を導入，情報発信の最適化や避難の迅速化に向けた行動設計の検討などへの活用が始まっている．
東京都立産業技術研究センターデザイン担当の森は，多くの企業にデザイン経営・デザイン思考の実装を進めてきた．また，少人数・短時間で実行可能な，最小限のデザイン思考ワークショップ手法「ミニマムシンキング」をケーススタディ開発，企業での事業化実績が増えている．
昨今，防災製品の開発に参入を希望する企業も増加しており，その１社であるフィード工業からの要望に応えて，デザイン思考「ミニマムシンキング」ワークショップを導入，豪雨災害対策製品の構想設計〜プロトタイプ開発を共同研究にて行なった事例をここに報告する．

2. 研究の概要
本開発では，早期の治水事業が期待できない住宅地や学校，公共施設などを対象として，都市水害の早期検出・増水予測から，クラウドによる情報解析，生活者への情報発信までをワンパッケージにてシステム設計．長期間の実正実験から改良を重ね製品版のデザインを開発した．
2.1. 基礎調査
近年の大規模な水害の気象記録や現地の地形特性について調査を行い，住宅地における時系列モデルを作成．
2.2. デザイン思考ワークショップ
都民を対象に，水害の時系列モデルを用いてデザイン思考ワークショップを実施．行動シナリオを作成．
2.3. 定量化：単語マイニングから設計条件を抽出
ワークショップ時に得られた発話データ，記述マッピング等から単語を抽出．行動シナリオから設計条件を抽出．
2.4. 設計条件から，豪雨警戒システムを構想設計
住宅地水害（内水氾濫）の増水モデル検討から，雨水排水路に適した計測センサー，災害情報発信モデルを設計．
2.5. MR モデルによるデザイン検証
都民の意見から，センサーと情報発信装置を一体化した
５G スマートポールの 3D モデル作成．MR で現地検証．
2.6. プロトタイプによる実証実験
実際に稼働するプロトタイプを制作．拓殖大学キャンパスにて１年半の長期実証実験を実施．気象データを収集．
2.7. 製品化に向けたデザイン改良実証実験でのトラブル発生→改良の経験をもとに，製品版プロダクトデザインとしてブラッシュアップ．

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3. ①基礎調査
近年多発している豪雨災害について気象面，被災状況などの基礎調査を実施．広島の被災地は現地調査を行い，住宅地における被災の時系列モデルを作成した．

Fig.3

Analysis of the cause of damage expansion.

Fig.4
Fig.1

Precipitation analysis of heavy rains in western Japan.

Example of normalcy bias.

4. ②デザイン思考ワークショップ
東京都にて開発した企業向けのコンパクトな時短デザイ
ン思考プロセス「ミニマムシンキング」を用いて，都民の参加により防災の行動シナリオを作成．ミニマムシンキン
グでは，事前に時系列モデルを用意し，現実に起こった災害を追体験しながら，被災時の行動についてリアルに検討を行い，行動マッピング，行動シナリオを作成する．

Fig.2

Precipitation and number of victims.

Fig.5

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Design thinking workshop.

Designシンポジウム2021 講演論文集

5. ③定量化：単語マイニングから設計条件を抽出

6. ④設計条件から，豪雨警戒システムを構想設計

都民を対象としたデザイン思考ワークショップを実施．
その実施中の参加者の発話音声記録から単語の頻出度を定量化．出現頻度の高いキーワードとワークショップにて作成された行動マッピングの行動シナリオを整合した．
抽出された行動シナリオは，再度参加者にアンケートを行い，重要度を確認した．

このフェーズでは，設計条件の具体化を行なった．また，得られた設計条件について，詳細な現地調査との照らし合わせ・住民評価を行うことでその精度を高めている．
公共のデザインとして，都民の要望も丁寧にヒアリングを行い，潜在要望を反映させた．

Fig.6

Extracted disaster prevention issues.

こうして整理された行動シナリオからは住宅地に潜在する「伏流水」問題が明らかになった．また，雨水のオーバーフロウに関する関心が高いことから，雨水排水路を警戒対象と定めた．

Fig.7

3D simulation and hypothesis design for undergroundwater disasters.

Fig.8

Conditions for concept design.

設計条件（言葉）をもとに構想設計（形状）に移行
・都民要望に基づいた 5G スマートポール化
・検出地点の情報を，現地で即時に表示可能
・住宅地に無理なく設置可能な寸法と形状

Fig.9

Concept design.

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7. ⑤MR モデルによるデザイン検証

8. ⑥プロトタイプによる実証実験

3D-CAD モデルを MR（複合現実）装置により，原寸大で仮想検証．大型のモデルのため，実際に製作する前に，仮想モデルにて視認性，形状などを検証した．室内での検証のほか，住宅地での検証も実施し，アンケートにより最適な形状，グラフィックスを検討した．

実際に稼働するプロトタイプを作成．拓殖大学八王子キ
ャンパス内に実際に存在する土砂災害警戒区域の雨水排水路にて，長期間の実証実験を実施した．
【期間】令和元年 5 月〜現在
２年以上の期間，気象と水位変動のデータを収集．

Fig.10

Fig.11

Design simulation using mixed reality.

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Prototype configuration.

Fig.15

Prototype installation.

Design verification by virtual model.

Fig.12

Fig.13

Fig.14

Design verification by mockup.

Design verification summary (excerpt version).

Designシンポジウム2021 講演論文集

9. ⑦製品化に向けたデザイン改良
２年の長期間にわたる実証実験では，厳しい自然環境下での耐候性能，虫の侵入防止，積雪対策，ソーラーパネル＋バッテリーの保全など様々なトラブルが発生した．そのトラブルに対して，ひとつひとつ対策を重ねることで，プロダクトデザインの完成度を向上させている．

Fig.18Design model: Water level detection sensor (joint)

10. まとめ

Fig.16

Design model: 5G antenna + CPU unit

防災製品，特に公共性の高い気象情報・豪雨情報などをピンポイントに収集するセンサー装置を開発するにあたり，デザイン思考を活用し，都民の要望に応える，民主的なデザイン開発のケーススタディを行なった報告である．
仕様書等が何も無い状態からのスタートであり，現実の災害をもとに，多くの都民の参加によるデザイン思考ワークショップで，必要な仕様をまとめて行った．この過程では，開発のスタート時には予想もしていなかった課題の発見（伏流水問題，避難できない事情など）と潜在ニーズ（センサー設置場所でのリアルタイム情報発信，5G スマートポール化，安全になった状況の迅速な情報発信など）を発見することができた．
最終形状についても，都民から求められるカタチ，であるだけでなく，実証実験を通じて検証された機能の実装や，自然環境への対応など，複雑かつ膨大な量のフィードバックを反映したプロダクトデザインとすることができた．
現在，本研究は事業化フェーズに移行しており，国の機関によるリアル環境での実証実権，大企業による製品化に向けた動きなどが進展している．
以上

Fig.17

Design model: Water level detection sensor (cover)135