親子で取り組むＴＲＩＺ
アメンボはなぜ水面に浮き水面で自由に動けるのか？
夏休み自由研究「アメンボ」へのＴＲＩＺ活用○

宮西 太一郎 (金沢市立 兼六中学校２年／長男)
宮西 克也（ ／父親）
2008/09/10(C) The Author & Japan TRIZ Society

第4回日本TRIZシンポジウム2008 2008年9月10-12日

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北陸の金沢からやってきました・・・
始めに 目論見父親 克也（私）

金沢市

仮説立案

息子太一郎
（現在） 金沢市立

今この辺

○○○○○

兼六中学校２年生

確認 実証実験 父親 最後長町東山(C) The Author & Japan TRIZ Society

金沢城
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兼六園
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背景
始めに 目論見

昨年の夏休み・・・

仮説立案
○○○○○

息子

確認 実証実験 父親 最後

中学１年
（当時）

「アメンボはなぜ水面に浮き、また水面で自由に動けるのか？」を調べて、夏休みのレポートにしたい。
着眼点は良いが、図書館で調べてレポートを書くだけなら小学生レベル！

(C) The Author & Japan TRIZ Society

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父親（私）Slide 3

目的と目標
始めに 目論見
仮説立案○○○○○

アメンボはなぜ水面に浮き、また水面で自由に動けるのか？

確認 実証実験 父親 最後– まず謎の仮説を自分でたてて、正しいか検証しよう– 原理モデルをつくって実証実験をしてみよう(C) The Author & Japan TRIZ Society

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アプローチ
始めに 目論見

ＴＲＩＺ思考を活用

仮説立案
○○○○○

目論見を立てる
目論見を立てる確認 実証実験 父親 最後

謎の仮説を立てる
謎の仮説を立てる
仮説を確認する
仮説を確認する

まず自分で考える
ここで調べる

実験で検証する実験で検証する(C) The Author & Japan TRIZ Society

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アプローチ
始めに 目論見

ＴＲＩＺ思考を活用目論見をたてる
目論見をたてる仮説立案

なぞの仮説を立てる
なぞの仮説を立てる○○○○○

確認 実証実験 父親 最後実実践践

手段の洗い出しグループ分け、ツリー化
手段の膨らまし、抜け漏れ補充手段の分析、仮説候補選定
仮説推論づくり目的目標、アウトプット
評価者／評価尺度
なぜと聞かないなぜなぜ展開
親和図法
シーン展開、ＭＥＣＥチェック
強み弱み分析
評価、アイデア結合

調査で仮説を確認する
調査で仮説を確認する

プロダクト分析

実験で検証する（原理モデル）
実験で検証する（原理モデル）

ＳＦＲ
物理矛盾優先による原因分析（ Larry Ball氏）
リバースＴＲＩＺ

父親編（原理検証）
父親編（原理検証）(C) The Author & Japan TRIZ Society

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マネジメント （目的目標設定、アウトプットの目論見）
始めに最初にあるべき姿（Goal・アウトプット）を目論んだ！

目論見
仮説立案
○○○○○

日程表確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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手段の洗い出し
始めに 目論見 仮説立案

なぜなぜ展開 （発散）
水に浮くには？
水に浮くには？

水面を移動するには？
水面を移動するには？

●○○○○確認 実証実験 父親 最後

まず、出来るだけたくさんの手段を出す！
・アメンボにとらわれない・概念の大小にとらわれない・すぐに付箋に書き留める
・母親や弟にも一部協力してもらい衆知を集める(C) The Author & Japan TRIZ Society

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グループ分け、ツリー構造化
始めに 目論見 仮説立案

なぜなぜ展開 （収束） ・親和図法でグルーピング・ツリー構造化
水に浮くには？
水に浮くには？

○●○○○

上位概念

下位概念

水面を移動するには？
水面を移動するには？
上位概念

確認 実証実験 父親 最後グルーピング(C) The Author & Japan TRIZ Society

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下位概念
グルーピング

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キーワードの連鎖発想で手段を膨らませる
始めに 目論見 仮説立案

連想例
ジェット風船
連想

連想

○○●○○

確認 実証実験 父親 最後

類比発想による手段の膨らまし（再展開）
下位（別手段）上位概念
ガスを出し浮く

水を出す（＠阪神甲子園球場）

ガスを出し移動連想(C) The Author & Japan TRIZ Society

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川や湖などの水辺の様子を思い浮かべる
日常の生活シーン・環境・行動の洗い出しで新たな気付きを与える○○●○○

確認 実証実験 父親 最後

水辺のシーン想像 手段に置換え

始めに 目論見 仮説立案

「水辺」のシーン展開による手段の補充
シーン例１

シーン例２

シーン例３

水切り

コバンザメ

アイススケート

水面をジャンプ

他のものに乗る

水を足で凍らせ滑る(C) The Author & Japan TRIZ Society

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強み弱み分析
始めに 目論見 仮説立案

各手段の強み弱みを客観分析

赤い付箋

○○○●○

確認 実証実験 父親 最後

青い付箋(C) The Author & Japan TRIZ Society

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仮説原理（手段）候補の選定、結合始めに 目論見 仮説立案

浮く手段２つ（１つに統合）○○○●○

強み弱みの網羅的な俯瞰により候補手段に投票

確認 実証実験 父親 最後

投票用紙移動する手段２つ２つの手段の結合(C) The Author & Japan TRIZ Society

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自分なりの仮説類論づくり
始めに 目論見 仮説立案

水に浮くには？
水に浮くには？

水面を移動するには？
水面を移動するには？

○○○○●確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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本当の原理を確認
始めに 目論見

ここで初めて、図書館で事実を調べた

仮説立案

水に浮くには？
水に浮くには？

水面を移動するには？
水面を移動するには？

○○○○○確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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自分で考えた仮説推論を確認
始めに 目論見

水に浮くには？
水に浮くには？

水面を移動するには？
水面を移動するには？

仮説立案
○○○○○

確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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なぜなぜ展開 ロジックマップの全体
始めに 目論見

評価基準

強み弱み分析
強み内容
弱み内容

仮説立案

水に浮く手段その原理を使っているもの

最良の仮説への投票とその理由

○○○○○

投票用紙

確認 実証実験 父親 最後

なぜなぜ展開MAP全体写真

真の原理と説明
真の原理

仮説の確認
水上移動の手段(C) The Author & Japan TRIZ Society

正解
不正解
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原理メカニズムの深い分析と理解
始めに 目論見

アメンボの「プロダクト分析」を実施

仮説立案
○○○○○

確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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試作のためのリソース洗い出しと選定
始めに 目論見

ＳＦＲで、身近な試作材料をリストアップ
父子の投票で材料を決定

仮説立案

条件

材料

身近にありタダで今すぐ手に入るもの
うち、材料として活用は難しそうなもの
子（太一郎）が良いと思った材料
親（克也）が良いと思った材料○○○○○

確認実証実験
父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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原理モデルの設計
始めに 目論見

選んだ材料で設計図づくり
息子

仮説立案

父親○○○○○

確認

実証実験

第１案
第２案

父親 最後
(C) The Author & Japan TRIZ Society

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水に浮くか？ 実験！
始めに 目論見

息子に軍配！
息子

仮説立案

父親

○○○○○

確認

実証実験
父親 最後

うまく浮いた

そこそこ浮いた※ 第２案は「ねこじゃらし」固定困難で断念(C) The Author & Japan TRIZ Society

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イジワル実験による原理確認
始めに 目論見

本物と同じ原理で浮いている事を確認

Q）

本当に毛が無いアメンボは水面に浮けないのか？

Q）

表面張力を壊すとアメンボは沈むか？

仮説立案

中性洗剤を少量垂らす

○○○○○

確認

実証実験
父親 最後Right

足に毛の無いアメンボモデルだけは、水面にRight立つことができない(C) The Author & Japan TRIZ Society

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立っていたアメンボモデルも沈んでしまう
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Larry Ball氏 (Honetwell, USA) 提唱
始めに 目論見物理矛盾優先による原因分析
新たな気づき（良い水質が必要）が得られた（1）原因分析（2）実際の解決策

上手く立てるようにする

仮説立案

足の体積（面積）が○○○○○

水上に ＝ｆ
上手く立てない

確認 実証実験

技術的矛盾（TC)

父親編 最後新たな気付き小悪化するもの

足の体積（面積）が ＝ 体の大きさが大大支える体重（比重）が支える体重（比重）が重い

軽い

撥水性が

撥水性が低い高い

水の表面張力が水の表面張力が弱い

強い

比重で浮くのでなく、表面張力で突っ張る
体重は約40mgと大変軽い＝＝

物理的矛盾（PC)

体のつくりが複雑になる
水の綺麗さ
（不純物）

毛を生やす
油を分泌する
水質の良い
水辺に生息する(New)（出展） ｢Hierarchal TRIZ Algorithms｣ Larry Ball (Honetwell, USA), 第3回TRIZシンポジウム2007 論文集 P.77
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始めに 目論見

リバースTRIZのための問題のモデル化
モデル-1 （水面に立つ）

仮説立案

小さな足の平

足先を大きくして、浮き輪にして浮かぶ（不足する）

水上の足（妨げる）

○○○○○

巨大にする

確認 実証実験

モデル-2 （水面移動）

アメンボの体

足先にヒレ（爪）をつけて水面をかく
X：有用物質導入

水平移動させる

小さな爪

父親編 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

X：有用物質導入

安定して立たせる

水上の足（不足する）

表面張力（妨げる）

破壊する
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リバースTRIZ
始めに 目論見

なぜアメンボは水面に立てるのか？

【改善したいこと】【簡単なアプローチ】

足で水の上に安定して立ちたい
足先を大きくして、浮き輪にして浮かぶ

ＥＣ２

ＥＣ１

仮説立案
○○○○○

改善すること悪化すること改善すること悪化すること足や体を小さくできる

安定し水に浮けない

安定して水に浮ける

足先が巨大になる

727

27

7

移動物体の体積確認 実証実験

14.

曲面原理

1.

分割原理

信頼性

3.

24.

足先に毛を生やす。

父親編 最後

11. 事前保護原理
油を分泌し、毛の撥水性をより高める。
複合材料原理

移動物体の体積

局所性質原理着水する足先に毛を生やして、撥水性を高める。

足先構造を、毛レベルまで細分化する。

40. 複合材料原理

信頼性

仲介原理
足（爪）が水の表面張力を壊さない様に、足と水の間の、毛と油を利用する。
毛と毛の間にある空気も利用する。

実際の『立つ原理』は、ＴＲＩＺ発明原理から証明できる(C) The Author & Japan TRIZ Society

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リバースTRIZ
始めに 目論見

なぜアメンボは水面で移動できるのか？

【改善したいこと】【簡単なアプローチ】

足を使って水の上で水平移動したい
足先にヒレ（爪）をつけて水面をかく

ＥＣ２

ＥＣ１

仮説立案

改善すること悪化すること改善すること悪化すること表面張力を壊さない

上手く進めない

上手く進める

表面張力が壊れる○○○○○

11 応力または圧力確認 実証実験

19.

15

移動物体の動作時間

周期的作用原理
中足をオールのように後ろに掻いて進む。

3.

15

移動物体の動作時間

11 応力または圧力

27. ｢高価な長寿命より安価な短寿命｣の原理
複合材料原理局所性質原理
毛先に隠れた爪が、水面の表面張力を複合材料原理
破壊することなく水をかく。

????

父親編 最後なんだ？
これは？

３つ目の発明原理は何を意味するか?

(C) The Author & Japan TRIZ Society

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リバースTRIZ
始めに 目論見

なぜアメンボは水面で移動できるのか？

MIT が、この３番目の原理の謎を解明していた！
（マサチューセッツ工科大学）

http://web.mit.edu/newsoffice/2003/robostrider.html（右記ホームページより抜粋）

仮説立案
○○○○○

As the insect rests on the surface, thetips of its thin legs create minisculevalleys. It sculls the middle set of its
three pairs of legs like oars, causing
the water behind those legs to propel
it forward as the surface of the valley
rebounds like a trampoline.

確認 実証実験

また新たな気付き27. ｢高価な長寿命より安価な短寿命｣の原理
複合材料原理足が水面を押す時の水の窪みの反動を父親編 最後トランポリンの様に利用して、移動する。

実際の『移動原理』も、ＴＲＩＺ発明原理から証明できる(C) The Author & Japan TRIZ Society

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Slide 27

取り組みのまとめ
始めに 目論見
仮説立案

私たちは、TRIZ的思考を活用して、この謎に挑戦した。

○○○○○

目論見を立てる
目論見を立てるまず自分で考える

確認 実証実験 父親 最後

謎の仮説を立てる
謎の仮説を立てる
仮説を確認する
仮説を確認する

ここで調べる

実験で検証する実験で検証する

自然や生物たちは、私たちに多くのアイデアをくれる！
アメンボの全ての原理はTRIZ発明原理で説明できた。

(C) The Author & Japan TRIZ Society

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息子と父の言い分 ・・!?
始めに 目論見

息子の取組み成果を発表に使える！

「批判厳禁!」なので、いつもより優しく習えた・・・？！

仮説立案
○○○○○

最先端の手法を使って自由研究ができた！
おかげで賞も受賞できた！

「課題さえあれば、中学１年生（の宿題）にもTRIZは上手く使える」と仲間に言うことができる！

確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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まとめ、 提案
始めに 目論見
仮説立案

TRIZは課題さえあればどんな事にも活用できる！

○○○○○

形式にこだわらずもっと柔軟な活用をしよう

確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

好奇心
探究心
考えるちから!

TRIZに触れさせよう
小中学校の時代から
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太一郎（第1筆者）からのご挨拶
始めに 目論見仮説立案○○○○○

確認 実証実験 父親 最後(C) The Author & Japan TRIZ Society

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