研究ブログ

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Penelitian Interdisipliner untuk Pendidikan Generasi Mendatang

Artikel ini disiapkan untuk buku "Bunga Rampai Reka Cipta Indonesia" (Dikti Kemendikbud 2020)**

Penelitian Interdisipliner untuk Pendidikan Generasi Mendatang

 

 

Material elektronik yang “cepat”

Saya mendalami bidang teknologi partikel sejak 25 tahun lalu. Pada tahun 1998 sampai dengan 2006, saya membantu seorang profesor Jepang untuk mengelola grup riset di Universitas Hiroshima. Pada masa ini, saya diberi kesempatan untuk membuka kembali jalur penerimaan mahasiswa S3 dari Indonesia. Pada tahun 2001-2006, merupakan periode tersibuk dengan jumlah anggota grup lebih dari 40 orang, termasuk 15 staf dari 10 perusahaan yang terlibat dalam Nanotechnology Particle Project. Proyek nasional yang didanai oleh Kementerian Ekonomi, Perdagangan, dan Industri (METI) Jepang ini berfokus pada material elektronik.  


Kami merancang beasiswa dari industri supaya mahasiswa S3 bisa melakukan riset dengan terarah. Perusahaan di Jepang banyak yang menggunakan sistem triwulanan sehingga kecepatan bekerja menjadi relatif lebih cepat dan mempengaruhi gaya belajar mahasiswa. Kami sering memakai sistem micromanagement untuk menjaga jadwal. Penerapan sistem ini mempengaruhi gaya belajar mahasiswa yang bersangkutan dan mengurangi kesempatan mereka untuk belajar dari kegagalan.


Saya sering berdiskusi dengan mahasiswa asing di grup riset ini untuk menjaga motivasi mereka. Mereka yang bukan orang Jepang terkadang bertanya terkait kepemilikan teknologi. Hampir semua hasil penelitian dari grup kami menjadi milik industri, termasuk di antaranya adalah sebuah teknologi yang selama 20 tahun ini menjadi produk populer di pasaran.


Dilema sebagai peneliti

Ketika berkunjung ke sebuah tambang mineral, saya dapat melihat sendiri kerusakan lingkungan yang disebabkan oleh aktivitas pertambangan. Timbul sebuah dilema dalam diri saya yang saat itu berperan sebagai pengembang teknologi yang memanfaatkan hasil tambang tersebut untuk meningkatkan kinerja perangkat elektronik. Saya merasa akan ada sesuatu yang hilang di generasi mendatang ketika pendidikan teknik ditujukan untuk memprioritaskan kenyamanan hidup dan penciptaan kompetisi baru. 


Negara berkembang sering kali hanya menjadi pasar dari produk yang terwujud berkat perkembangan teknologi di negara maju. Sebagai seorang Indonesia, saya selalu memiliki keinginan untuk mengembangkan teknologi “tepat guna” yang memungkinkan terciptanya kerjasama antara negara maju dan negara berkembang. Namun, dengan posisi yang nyaman sebagai dosen/peneliti yang banyak berasosiasi dengan industri maju, keinginan ini sulit terwujud.


Ilmu pertanian yang “lambat”

Di tahun 2006, saya lolos seleksi program tenure-track angkatan pertama di Jepang. Tempat saya bekerja sekarang menjadi satu dari 9 universitas di Jepang yang mengadopsi program ini. Dalam program ini, associate professor dapat memimpin sebuah grup riset tanpa full professor. Hal ini merupakan suatu hal baru pada saat itu. 


Pada awal tahun 2007, saya pindah ke Tokyo dan berhenti di semua proyek dengan industri bahan elektronika. Bersama beberapa dosen dari fakultas pertanian, saya ikut memprakarsai proyek “Partikulat & Tumbuhan” (ASEPH, 2008-2013) yang merupakan proyek dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (MEXT). Proyek ini melibatkan sekitar 75 orang peneliti dengan kualifikasi doktor.


Saya mengalami tugas tersulit sebagai seorang insinyur, ketika harus merancang sistem untuk memaparkan partikulat (model polusi udara) ke daun tanaman. Penelitian dilakukan dalam kurun waktu 22 bulan. Tanaman tumbuh dari 10 cm menjadi 200 cm. Daun yang heterogen dan sirkulasi udara dari AC menciptakan turbulensi yang mempersulit perhitungan perpindahan massa.


Selama proyek ini berlangsung, studi banding antara data tumbuhan yang ada di Jepang dengan data tumbuhan dari Thailand atau Indonesia kerap kali dilakukan. Pengalaman ini menyadarkan saya bahwa disiplin ilmu teknik (teknologi partikel, fenomena transport) bisa menjadi media yang terbuka dan elegan dalam menjembatani pelaku teknologi di Jepang dan negara berkembang.


Dalam disiplin ilmu teknik, peneliti berperan sebagai tokoh utama. Dia bisa merancang suatu reaktor dengan aliran laminar dengan gradien suhu yang terkontrol untuk mendapatkan produk yang homogen. Namun setelah bekerjasama dengan fakultas pertanian, saya menyadari bahwa pelaku utama dari proyek ini adalah tanaman, bukan si peneliti. 


Proyek ASEPH mengajarkan tentang manajemen risiko sebelum merancang dan saat bereksperimen. Saya bisa membuat banyak mahasiswa teknik berpikir tentang pentingnya arti interdisipliner. Pendidikan mahasiswa dengan pendekatan interdisipliner dapat meningkatkan motivasi mereka dalam pemecahan masalah secara dramatis. Kerjasama ini menghasilkan banyak ide dan kiat rekayasa baru yang kemudian menjadi landasan grup riset saya.


Visi

Dunia saat ini sedang menghadapi era VUCA (Volatility, Uncertainty, Complexity, Ambiguity). Masalah sosial akibat globalisasi termasuk inovasi teknologi juga menjadi faktor pemicu VUCA. Generasi mendatang akan berada dalam ekosistem yang semakin sulit untuk diprediksi. Kemampuan untuk membuat keputusan dan mengambil tindakan dalam situasi yang kompleks akan sangat dibutuhkan. “Kapan dan dimana sebaiknya pendidikan untuk mempersiapkan sumber daya manusia (SDM) tersebut dilakukan?”. Apabila telah disepakati jika tugas akhir (skripsi, tesis, disertasi) di lembaga pendidikan tinggi merupakan media terakhir untuk melatih SDM terkait pengetahuan berbasis teknologi, peran pembimbing dalam mengelola suatu grup riset serta bagaimana mahasiswa itu berproses menjadi suatu hal yang sangat penting.


Untuk mengembangkan SDM  yang adaptif terhadap VUCA, perlu diciptakan lingkungan dimana individu dapat mengalami kegagalan dan mempraktikkan proses belajar dari kegagalan. Sayangnya, di beberapa negara, termasuk Jepang, evaluasi kuantitatif seringkali lebih dipentingkan. Pembimbing (kepala grup) sering kali tidak mampu untuk mengikuti proses pembelajaran dari kegagalan anak didik dan kemungkinan besar, pembimbing akan membawa mahasiswa menuju sukses jangka pendek dengan micromanagement. Mahasiswa cenderung takut gagal dan lebih memilih untuk bekerja keras sesuai arahan pembimbing. Kerja keras memang penting, tetapi jika mahasiswa puas dengan stabilitas jangka pendek dan ketenangan pikiran (zona nyaman) sebagai imbalan dari upaya yang sudah dilakukan, ada kemungkinan jika orientasi stabilitas ini akan menurunkan sensitivitas “sense of crisis” di masa depan. Selain itu, mempertimbangkan efek jangka panjang VUCA, penelitian interdisipliner serta “keanekaragaman” dalam organisasi (seperti grup riset) juga dirasa penting. Salah satu bentuk “keanekaragaman” dapat dicapai dengan memasukkan persentase tertentu dari staf atau mahasiswa “asing”. 


Jepang dan Jerman merupakan contoh baik metode pengelolaan bisnis yang diklasifikasikan sebagai “Konsensual + Hierarki” (Mapping Leadership Cultures, E. Meyer, 2017) dengan sumbu “sikap terhadap otoritas” (dari Hierarki ke Egalitarian) dan sumbu “sikap terhadap pengambilan keputusan” (dari Top-down ke Konsensual). Contoh lainnya, Tiongkok dan Indonesia diklasifikasikan sebagai “Top-down + Hierarki”. Amerika Serikat diklasifikasikan sebagai “Top-Down + Egalitarian”. Belanda diklasifikasikan sebagai “Konsensual + Egalitarian”. Contoh-contoh di atas memperlihatkan bahwa perlu adanya keanekaragaman sebagai salah satu variabel cara berpikir atau budaya terutama di perguruan tinggi.


Tantangan global itu selalu kompleks, sehingga penempatan nilai yang berlebihan pada suatu persaingan akan membuat dunia ini menuju ke arah yang tidak tepat. Untuk kebaikan jangka panjang, siapa pemenangnya akan menjadi tidak berarti. Memahami dan peduli tentang sejarah satu sama lain adalah kunci untuk bekerjasama dengan negara lain. 

(WL, 30 Sept. 2020) 

**Penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan Dr. Iqbal Djawad (Unhas) dan Tiara Nur Pratiwi (TUAT) yang telah memberikan bantuan mengedit artikel ini.

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重要 On COVID-19

想像できないことをいかに想像するか。”人間らしさ”の時代。(瀬名秀明)How to imagine what cannot be imagined. The age of "humanity". (SENA, Hideaki, NHK-TV, 23 Mar 2020)

There are a lot of questions about the new coronavirus. And there’s only one way to learn the answers: scientific research and discovery. (Science Magazine, March 2020)


注意JAAST Statement 2020/3/18 On aerosol particles emitted from the mouth. 口腔内から発せられたエアロゾル粒子に関して(エアロゾル学会)Air flow and ventilation or air purifiers are necessary to expel aerosol particles floating in closed spaces! 閉空間に漂うエアロゾル粒子を追い出すには空気の流れと換気・空気清浄機が必要です!

グループ>> Particles-from-mouth/


注意JAAST Statement 2020/2/21 On wearing masks for new coronaviruses and pollen allergy. 新型コロナウイルスや花粉症でのマスク装着に関して 

Point-1.「繊維の隙間より小さい粒子はマスクのフィルターを通過する」は間違い “Particles smaller than the fiber gap pass through the filter of the mask” is not accurate.

Point-2. 大事なことはマスクのフィルター性能より,マスクの縁と顔表面との隙間からの漏れ(侵入)を少しでもなくすこと It is important to eliminate the leakage (intrusion) from the gap between the mask edge and the face surface, rather than the filter performance of the mask.

グループ>> Mask-wearing/


 

 

 

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The role of research on next generation learning


PREFACE for Aerosol Kenkyu (Journal of the Japan Association of Aerosol Science and Technology)

Japanese-to-English-translation by miraitranslate.com

It was about 10 years after I first encountered aerosol (small particles suspended in a gas-phase) research. As I was involved in a national project, I started to wonder which country the “technology” I developed would belong to. When I went to a mineral mining site more than 24 hours away from Japan, I saw environmental destruction and the lives of people living there. On the other hand, in Japan, which is a research and development (R&D) site, I felt doubts about the current situation that the goal was to improve the performance of materials using mineral components, and the goal was to improve the performance of automobiles and portable electronic devices. With the current educational system that prioritizes the convenience of life and creates new competition, I felt that something in the next generation would be lost.



For this reason, I came to think that it would be simple and easy for me to conduct research and education on “proper technology” that would enable Japan and developing countries to “cooperation”. Fortunately, I had the opportunity to discuss for several months the results of the field in Southeast Asia and other areas under the theme of “Plants and Aerosols” in a governmental large-scale project (2008 – 2012). I was impressed that the research (particle engineering and transport phenomena) became an open and elegant medium for “collaboration” between Japan and developing countries. When I designed the system to expose the particles to plants, I was most troubled as an engineer, but I made many engineering-students think about the significance of interdisciplinary research. From the field of agriculture, we received not only diversity and attitudes toward new research, but also many engineering tips, which became the foundation of my current research group. Teaching students with an interdisciplinary approach can dramatically increase their motivation to solve problems on a global scale.For this reason, I came to think that it would be simple and easy for me to conduct research and education on “proper technology” that would enable Japan and developing countries to “cooperation”. Fortunately, in the New Academic Area Studies (in a governmental large-scale project, 2008-2012), I had the opportunity to discuss the results of fields in Southeast Asia and other countries over the course of several months under the theme of “Plants and Aerosols”. I was impressed that the research (e.g., particle technology and transport phenomena) became an open and elegant medium for “collaboration” between Japan and developing countries. When I designed a system to expose fine particles to plants, I encountered the most difficult task as an engineer, but I was able to make many engineering students think about the significance of interdisciplinary research. From the field of agriculture, not only diversity and attitude to new research, but also many research processes and engineering tips became the foundation of my current laboratory. By educating students with an approach based on interdisciplinary research, students can dramatically improve their motivation for solving problems on a global scale.For this reason, I came to think that it would be simple and easy for me to conduct research and education on “proper technology” that would enable Japan and developing countries to “cooperation”. Fortunately, I had the opportunity to discuss for several months the results of the field in Southeast Asia and other areas under the theme of “Plants and Aerosols” in a governmental large-scale project (2008 – 2012). I was impressed that the research (particle engineering and transport phenomena) became an open and elegant medium for “collaboration” between Japan and developing countries. When I designed the system to expose the particles to plants, I was most troubled as an engineer, but I made many engineering-students think about the significance of interdisciplinary research. From the field of agriculture, we received not only diversity and attitudes toward new research, but also many engineering tips, which became the foundation of my current research group. Teaching students with an interdisciplinary approach can dramatically increase their motivation to solve problems on a global scale.

It is said that the world is now facing the age of VUCA (Volatility, Uncertainty, Complexity, Ambiguity). Social problems caused by globalization, as well as technological innovation, are also factors that trigger VUCA. There are a number of complicated issues that are difficult to solve through technological innovation. For example, developed countries that advocate “Environmental conservation through development” are criticized by developing countries as “Developed countries caused environmental destruction” and claimed that “Prioritize development over environment”.

The next generation of human resources will increasingly be placed in an ecosystem that is less predictable and will require the ability to make better decisions and take action in complex and uncertain situations. When and where should education for such human resources be conducted? If the last place to train as a a science/technological-based human resource is a lab/research group of a higher education institution, I think the impact of how the director/mentor manages the organization or project and how the student experienced it will be significant.

In order to develop highly adaptable human resources to the VUCA, it is necessary to create an environment in which people can experience failures while being aware of risks and repeatedly practice the process of learning from failures. Unfortunately, in Japan, which has become performance-based, people are placing more importance on the quantitative evaluation of individuals. As a result, the mentor may not be able to afford to deal with learners’ failures because they are expected to lead students to short-term success with “manual” instruction. Students also tend to be afraid of failure and prefer to make strenuous efforts under the guidance of mentors. Steady efforts are important, but if we are satisfied with short-term stability and peace of mind (comfort zone) as a result of the fact that we have made efforts, there is a possibility that this stability orientation will lower the sensitivity of “sense of crisis” in the future.

In addition, considering the long-term effects of VUCA, it is necessary to carry out joint research with different fields, or to introduce diversity into the organization by enrolling a certain percentage of foreign/international staff and international students to adjust the environment involving heterogeneity. There is an example of mapping the business management methods of each country with “Hierarchical” and “Egalitarian” on the horizontal axis and “Top-down” and “Consensual” on the vertical axis (E. Meyer, 2017). While Japan and Germany are classified as “Hierarchical+ Consensual”, China, Indonesia, and France are classified as “Hierarchical+Top-down” (The boss is the leader.), the United States and the United Kingdom are classified as “Egalitarian+Top-down”, and the Netherlands and Northern Europe are classified as “Egalitarian+Consensual” (The “boss” is a facilitator). I think it is important not only to understand these differences with brain (head), but also to experience different ways of thinking in the R&D sites.

The development of ICT and AI technologies is aimed at clarifying the current situation in which people’s ways of thinking (or field) are diverse and divided, and it is not easy to find “agreed” solutions. Global challenges are complex, and I think that if more societies overestimate “competition” the whole world will go in the wrong direction, and in the long run, who will be the winner will be meaningless. Understanding and caring about each other’s history is the key to working with other countries.


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研究を使った次世代対応型教育へ

(2019/ 日本エアロゾル学会会誌「エアロゾル研究」巻頭言へ投稿する予定)

私がエアロゾル(気体中に浮遊する微粒子)の研究と出会ってから約10年が過ぎた頃のことです。国家プロジェクトに関わる中で自分たちが開発する「テクノロジー」はどの国のモノとなるかが気にかかるようになりました。日本から24時間以上離れたある鉱物の採掘現場に足を運んだとき、そこで暮らす人々の生活や環境破壊を目にしました。一方、研究開発サイトである日本では、鉱物成分を用いた材料の性能を向上することであり、そのゴールは自動車や携帯型電子機器の性能向上であるという現状に疑問を感じました。自分が関わっている、生活の利便性を優先しそれが新たな競争を生むという現状の教育システムに、このままでは次の世代の何かが失われていくような気がしました。


 このことから、日本と途上国とが“協同”できる「適正技術」の研究教育をするのが私にとってシンプルでわかりやすいのではないと考えるようになりました。幸い新学術領域研究(2008-2012年度)で「植物とエアロゾル」をテーマとして東南アジア等のフィールドの成果について多くの関係者と数カ月にわたって議論する機会を得ました。そこで研究(微粒子工学や移動現象論)が日本と途上国との“協同作業”に開放的でエレガントな媒体になったことに何度も感動しました。微粒子を植物に暴露するシステムを設計した際はエンジニアとして最も頭を悩ませましたが、多くの工学系学生に学際研究の意義を考えさせることができました。農学領域からは多様性と新たな研究への態度だけでなく、多くの研究のプロセスと工学的なヒントをいただき、現在の研究室の基盤になりました。学際研究に基づくアプローチで教育することで、学生たちにも世界規模での課題解決に向けたモチベーションを飛躍的に向上させることができます。

    世界は今、VUCA(激動・不確実性・複雑性・不透明性)の時代に直面していると言われます。グローバル化による地球規模の社会問題、そして技術革新やイノベーションもVUCAを引き起こす要因となります。開発より環境保全を訴える先進国に対して、途上国は環境破壊を招いたのは先進国だと非難し「環境より開発を」と主張するなど、技術革新では解決困難な複雑な課題が山積しています。

    次世代人材はますます先が読みづらいエコシステムにおかれ、複雑かつ不確実な場面で高度な決断と行動ができる能力が要求されていきます。そのような人材を育てる教育はいつどこで行われるべきでしょうか。理系の人材としての最後の訓練の場が研究室であるとした場合、指導する側がどのように組織やプロジェクトを運営しているか、学生がそれをどのように経験したかが及ぼす影響は大きいと考えます。対VUCAに適応力の高い人材を養成するには、リスクを意識しながら失敗を経験させ、失敗から学ぶプロセスを反復練習できる環境づくりが必要です。残念ながら、成果主義になってしまった日本では、個人の数値的評価を重視するようになってきています。そのため、手取り足取りの指導で学生を短期的に成功に導くことが求められ、学ぶ人の失敗に付き合う余裕がないかもしれません。学生も失敗を恐れ、教員等の指導に従ってコツコツと努力することを好む傾向があります。地道な努力は重要ですが、努力したという事実を結果として短期的な安定感・安心感(comfort zone)に甘んじていると、その安定志向こそが将来における「危機感」の感度を下げる原因になる可能性があります。

    また、長期的な教育効果を考えた場合、異なる分野との共同研究や、ある割合で外国人スタッフ・留学生を在籍させて組織に多様性を導入し異質を巻き込んだ環境を調整することが、VUCAを経験させることになるでしょう。各国の企業経営法を、横軸を「階層Hierarchical」と「平等Egalitarian」、縦軸を「上意下達Top-down」と「合意Consensual」としてマッピングした例(E. Meyer, 2017)があります。日本とドイツは「階層」「合意」型ですが、中国とインドネシアとフランスは「階層」「上意下達」型(上司は指導者)、米国と英国は「平等」「上意下達」型、オランダと北欧は「平等」「合意」型(上司は指導者ではなくファシリテーター)に分類されており、物事の捉え方やプロジェクトの進め方が文化により異なることが示されています。このような違いを頭で理解するだけでなく、研究開発の場でも異なる考え方と触れる経験をすることが大切ではないでしょうか。

 ICT・AI技術の発展は人々の考え方(分野)が多様化し分断しているという現状を鮮明化する方向にあり、”合意した”解決法を見いだすことが容易ではありません。世界規模の課題は複雑であり、「競争」に過大な価値を置く社会が増えれば世界全体が悪い方向に行くでしょうし、長期的に勝者が誰であるかは意味がなくなると思います。他の国との協同には互いの歴史への理解と思いやりが鍵です。

    (2019/ 日本エアロゾル学会会誌「エアロゾル研究」巻頭言へ投稿する予定)
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Transforming a Particle Engineering Lab: From “Fast” Electronic Materials to “Slow” Agricultural Studies. 微粒子工学研究室の展開:”Fast”先端材料から”Slow”農学系研究へ

Abstract for a keynote talk, Japan-Indonesia International Scientific Conference, 28 Oct. 2018 Osaka Univ. 

TRANSFORMING A PARTICLE ENGINEERING LAB:

FROM “FAST” ADVANCED MATERIALS TO “SLOW” AGRICULTURAL STUDIES


Wuled Lenggoro


Japanese companies are becoming more dependent on universities for basic research. Materials processing and particle technology are my areas of expertise. While working for around 9 years at Hiroshima University, our research group (led by a Japanese professor) collaborated with more than 20 companies on projects related to functional materials (e.g., for LEDs or batteries) with particle sizes between ~10 nanometer and 1 micrometer. The collaborative speeds were “fast” because most of the companies use a quarterly system. This speed sometimes influences the learning style of graduate students who perform the related experiments. An advisor’s micromanagement to maintain a “fast” schedule can cause students to have few opportunities to learn how to deal with failure.



In the case of engineering systems, the researchers can play the role of the “core” of the project. We preferred to design laminar flow reactors (chambers) with well-controlled temperature gradients to obtain homogeneous products. Besides developing production processes, I (we) discovered a water-based ion cluster (a commercialized product that became a long-term bestseller), thanks to sophisticated measuring tools and serendipity.

When I started a research group at Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) in 2007, I stopped all joint research with companies that had formed in Hiroshima and set a new direction. The turning point in my group’s target-setting occurred in the first year. Because our target size was similar to the size range of air pollutants, I co-initiated a project on “particles & plants” (2008-2013), together with colleagues at the school of agriculture.

With graduate students, I designed a chamber for growing plants and realized that the “core” of the project was the plant, not the researchers. Daily experiments were performed for almost two years. The plants grew from 10 to 200 cm. Heterogeneous leaf surfaces and an air-conditioned (24 h) chamber created “turbulence” points. Prediction of the material flow was difficult, even though a 3D fluid dynamics simulation was also performed.

Through agricultural projects, we learn much about “risk” before designing and also while running the experiments, and we obtain engineering clues from plant systems. After we modeled the interaction between “dynamic” airborne particles and “static” leaf surfaces, we expanded our studies to develop a sensor system for on-site detection of pesticides (including those on dead honey bees) and a low-cost particle collector for remote areas. The speed of agricultural research was “slow”. There were no personal obstacles like nationalism. An “organic” interdisciplinary project is a good medium for engineering students to learn a system in micro- and macro-scales and to consider the “good” and “bad” sides of the matter.   

Keywords: Environment, Global Issues, Materials Flow



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微粒子工学研究室の展開:”Fast”先端材料から”Slow”農学系研究へ

[英語からの翻訳] by Wuled Lenggoro


 日本の企業は基礎研究を大学に依存するようになってきている。私の専門分野は材料プロセスと微粒子工学であり、前職(広島大学)で約9年間教育研究を行ってきた日本人教授が率いる研究室では、20社以上の企業と共同研究し、粒径~10nmから1µmまでの範囲での機能性材料(例えば、LEDまたは二次電池の原料等)に関する多数のプロジェクトを実施してきた。ほとんどの企業が「四半期決算」制度を使用しているため、それらの共同研究の速度は比較的「速い」ものだった。この「速さ」は関連実験を行う大学院生の学習スタイルにまで影響することがある。「速い」スケジュールを維持するために私たち教員はマイクロマネージメント型で指導することとなり、学生に「失敗」への対処方法を学ぶ機会をほとんど与えることができなかった。

  このようなengineering systemの場合、研究者はプロジェクトで中心的な役割を果たすことができる。均一な生成物を得るために十分に制御された温度勾配を有する層流型反応器(チャンバー)を設計した。材料製造プロセスの開発と同時に、高精度な計測機器と良い偶然(セレンディピティ)のおかげで水由来の空気中イオンクラスターを発見し、長期のベストセラーになった製品につながった。

 2007年に東京農工大学に着任して研究室を立ち上げたとき、前職で連携していた企業との共同研究をすべてやめ、新しい方向に踏み出した。その最初の年に私の研究室の目標設定を転換点する出来事があった。扱っていた物質の大きさが大気汚染物質の大きさの範囲とほぼ同じであったことから、私は農学系の研究者たちと一緒に「微粒子と植物」(2008~2013)というプロジェクトを立ち上げることができたのだ。

 大学院生と一緒に植物を育てるチャンバーを設計・作製していくうちに、プロジェクトの中心は研究者ではなく植物であることに気づかされた。農学系研究者たちは2年間にわたり毎日実験を行い、その間に植物は10cmから200cmに成長した。不均一な葉面と24時間空調されたチャンバーは「乱流」場を生成し、三次元熱流体(数値)シミュレーションも行ったが、物質の流れの予測は困難であった。

 農学系プロジェクトを通して、装置の設計前および実験中にはリスクについて学び、植物システムから工学的手掛かりを多く学んだ。「動的な」空中粒子と「静的な」葉表面の間の相互作用をある程度モデル化した後、農薬の現場検出のためのセンサシステム(死んだミツバチに付着したものを含む)と遠隔地用の低コスト型大気粒子捕集器の開発に研究を展開した。

 農学系研究のスピードは「遅い」ものであったが、一方でナショナリズムのような余計なものを考慮しなくてもよかった。有機的・学際的プロジェクトは、工学系学生がミクロとマクロのスケールで「システム」を学び、モノの「bad」と「good」側面を考えるための良い媒体である。


キーワード:環境、グローバル問題、マテリアルフロー 

by Wuled Lenggoro        

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転びながら練習する

大学では学ぶ人(学生)が主役。研究を道具とすることで、学生が成長するための効果的な学びが得られる。大学は組織的に学生の成長を支援する。研究室は学生が知識を自分で生み出すための仕組みを提供するところだ。文献や指導教員の助言は大切であるが、あくまでも手がかりにすぎない。

本当に「使える知識」は、学生自らの直接体験(実験等に相当)を通して得なければならない。自転車の乗り方を「学習」するために、転びながら練習することが必要なのと同じだ。
The main actors of a university are its students. By placing the research as a “tool”, one can obtain effective learning for students to grow. The university systematically supports the growth of students. The lab (research group) provides a mechanism for students to create knowledge and skills by themselves. Advice from literature and supervisor is important, but it is only a clue. The knowledge and skills must be obtained through students’ direct experience (equivalent to experiments). It is the same as it is necessary to practice while falling to “learn” how to ride a bicycle. (Lenggoro, 2015)


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Global Thinkerのために

Prepared for an invited talk in Kyoto (27 Aug 2013): エアロゾル学会・若手会, 


物質・エネルギーの調達の多くを海外に依存している日本にとって、”Global” thinkingができる人材がKey-personとなる。研究型大学のミッションにおいても、世界規模の「物質移動」に対応できる教員ならびに研究室が果たす役割は大きい。エアロゾル研究は「役立つ物-Benefit」と「邪魔物-Risk」の両者を扱う珍しい学問であり、他分野との連携によってさらなるユニークな発展も考えられる。ここにユニークな領域が確立された時、海外から魅力ある人材が来日し、日本国内に居ながらも高度な交流の場が形成され、海外で活躍できる日本人と日本で活躍できる外国人が増えることを望んでいる。
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(元)留学生の便り

An article prepared for a book of the 75th Anniversary, The Society of Chemical Engineers Japan (2012)
化学工学会75周年記念誌内記事「留学生便り」
私は政府派遣奨学生として日本の魅力を知らないまま来日し、日本語学校、学部、大学院を経て、教員という立場となりました。学部生の時は日本になじめず苦労しました。各国からの留学生や外国人研究者を受け入れるようになった今疑問をもつようになったのは、多くの大学等の機関が留学生を受け入れる目的を、留学生は日本を選び留学する目的を、深く考えないまま、政策主導で留学生が増えている現状です。長期的なビジョンがないまま、プロジェクトや大学のメリットのために「使える人材」として留学生を獲得するという短期的視野が強くなることを恐れています。

留学生は日本に一時的に滞在する人材だという見方もありますが、日本の理解者として日本を離れた後も関係を継続できるのがベストです。私の見た限りでは、残念ながら日本社会の仕組みや慣習になじめず、誤解したまま帰国した例も少なくありません。

海外の資源とエネルギーに依存する日本にとって、留学生教育は将来への「投資」であり、教育の場において、質の高い「国際人材育成」を促進する存在です。留学後も日本型教育を受けたという共通点が効果的な媒体となって、日本と彼らとの関係が継続し、分野や国を超えた交流または連携が形成されることを望んでいます.
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選別された情報と安心な暮らし

掲載予定雑誌:日本エネルギー学会誌 (2010)
This article was prepared for Journal of the Japan Institute of Energy (2010)

選別された情報と安心な暮らし


人間の目に見える波長は300から800 nmまでとされ、0.3μm以下の物質は肉眼で見えない。省エネ型照明素子の白色LEDに使用される蛍光体粒子の場合、工業的にbreak-down型の粉砕法で製造された数μmの粒子(粉)が使われている。理論的には0.3μm以下の蛍光体粒子を使えば、光の散乱が減り、LED素子のエネルギー効率が高まると考えられる。しかし、粉砕を用いた物質の微細化には高いエネルギーが必要なうえ、0.3μm以下のLED用蛍光体の開発は今でもホットな課題である。
移動発生源(車等)や固定発生源(発電所等)における燃焼過程によって大気環境中へ浮遊する「邪魔もの」粒子状物質の大きさも様々である。このように人工的に生成される粒子は主にbottom-up型のガス−粒子転換プロセスで生成され、環境中における個数濃度が高い。人はセンサーとなる五感(特に鼻と目)を駆使して、ニオイや花粉のような有機物・生物系の粒子の他にも、ホコリやスス等の「汚れ」粒子状物質をある程度感じながら生活している。そこで、この粒子状物質に不快感や不安を感じる時、それは目に見えるかどうか、つまり0.3μmが境目のサイズとなる。ここでも0.3μmが重要な値となる。一般に粉塵の除去率を測定するために0.3μmの標準粒子が使用されるが、これは0.3μmがフィルターで最も捕捉しにくいサイズの粒子であるからである。

人々が「安心」な暮らしをするために、物質をフィルター等で「除去」したりして、とりあえず目に見えなくすることによって安心している。発展途上国では現在もトラックなどから燃焼由来の黒いスス粒子が放出されているが、日本ではほとんどの地域で高性能フィルターにより捕集される。これについては多くの人が関心を持ち、「必要」な情報とされているが、ススを捕集したフィルターの再生方法に関しては、「不要」な情報と取り扱う場合が多いだろう。個人の判断は「不快・快適」または「不要・必要」の基準で選別される。

CO2削減に貢献するヒット商品が次々と生み出されているが、素子の原料の出どころに関する情報は、材料づくりの業者間の秘密保持契約によってほとんど公開されない。地球環境のために貢献したいという雰囲気が高まる中、身近な効果についての情報は大量に流れてくる。実際は「地球のため」の情報を入手せずに、身の回りのCO2削減(と節約)と安心な暮らしが先行する。買い換えていく高機能で省エネ型商品に付随する物質循環や資源採集地の生態系の悪化を含む環境問題の情報は、ジャーナリストやマスメディアが提供しない限り、多くの消費者は得ようとはしない。

エネルギー関連商品に設置されるCO2削減量が一目でわかる表示パネルも良いが、これからは、熱等のエネルギーの移動や物質循環などのエネルギー・環境に関する教育プログラムを小学校・中学校レベルから導入していくことが重要だろう。そうしなければ、一方的に届けられる情報と五感だけに頼った知識不足の大人が増え、将来について間違った判断を下してしまうことになる。
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