環境水資源工学のソフトウェア in USA Vol.2 MATLAB

製品名：MATLAB
開発社：MathWorks社
日本語版発売元：サイバネットシステム株式会社（MATLABホーム）

環境工学で特にというわけではないのですが、最近はまっているのがMATLABです。3次元ビジュアライゼーションと、微分方程式を含む数学全般の方程式を解くのに威力を発揮するようです。

自分の研究ではビジュアライゼーションとして、装置内の水の流れベクトル表示や粒子の軌跡線の描画などに用いています。また解析的には解けない微分方程式を数値解析で解くための関数(ode45等)も慣れると簡単に使用でき、はまっています。

購入は大学生協で、アカデミックエディションが$89でした。ちなみにこちらではMicrosoft系のソフトが激安で、学生はOffice XP Professionalを$15（本来なら$187）で購入することができます。UTの生協ソフトウェア販売価格は、こちらでチェックできます。

MATLABは、英語仕様なのですが、いまだに解説書などを英語で読むのは苦手なので、ネットで日本語の解説を探して関数の使い方を勉強しています。さすがメジャーなソフトウェアだけあって、凝った解説ページも多数あり重宝しています。

日本語で使いやすいページは
サイバネット社によるテクニカルノート
日本語版ヘルプデスク
等です。

研究まわりの四方山話 Vol.1 環境工学って何？

よく親や日本にいる友達に、「アメリカで何の研究やってるん？」という趣旨の質問はよく聞かれます。でも僕がたいがい口下手なもんで、イマイチうまいこと説明できた記憶がないのです。でもきっとそういう技術はこれから自分に必要だろうし、こっちで勉強や研究をしながら、「これはおもろい」とひそかに悦に入ることもあるにはあるのです。

正面切って自分の研究の話しをしても仕方がないので、自分が説明してみたい範囲で、自分の言葉で書ける深さ以内のことを書いてみたいと思っています。それを通して、「自分の研究」と「環境問題」の接点を伝えてみたいなあと思います。

環境工学＝さまざまな環境問題を技術的に解決する方法を探るエンジニアリングと、大見得を切って言ってしまえはかっこいいですが、実際の研究や実験現場は基本的に汚染物質を対象とするためにそんなにかっこいいものではないことが多いのです。

よくなされる分類は環境物理、環境化学、環境生物の3分類です。飲料用とされている地下水源の近くのガソリンスタンドから、ガソリンがタンクから一定の速度で漏れてしまった事態を考えます。

環境物理が活躍するのは、地下水の流れを正確に把握すること、そして現状の汚染状況と将来の地下水の汚染シナリオの予測においてだと思います。

それに対して環境化学の知識を使って、現場で採取した地下水や土壌のサンプルから汚染物質とその濃度を特定します。汚染物質が水に溶けやすいか溶けにくいかなども重要なファクターです。

そこでようやく処理の話しに入ってきます。油を分解するバクテリアを使った処理は環境生物の得意分野ですし、薬剤を用いて必要に応じて固めてしまって、汚染の広がりを食い止めたり、逆に界面活性剤などを使って、水に溶け込ませすばやく回収するほうがいいかもしれません。環境物理では、流体力学の方程式を基に、水と汚染物質の「輸送」や「拡散」をモデル化し、さまざまな処理シナリオの有効性を予測します。

僕は最近、「環境物理」を中心に勉強や研究をすすめているので、次はそのあたりを攻めてみたいと思います。

世界が知ってた日本 Vol.1 葛飾北斎

カリビアンに浮かぶフランス領の小さな島出身のJulian.高校・大学とフランスで教育を受けて、今年うちの研究室に入ってきたやつです。やっぱフランスで教育を受けただけあって、女の子への挨拶には、"You are very elegant today"なんてのが自然に入るのも珍しくありません。といってもちゃらちゃら系とは、また全然ちがうのですが。

それで今日僕が、新しく作っている実験設備に使う木の板に、深い青色のペンキを使って、ちょっと気合を入れて色を塗っていたら、"Hey Takkan, that's great, it looks ....Hokusai!!" Hokusaiって真っ青なだけやんけって突っ込みながら、葛飾北斎を知っていることに真剣驚きました。

「あの波間に富士山が見えてるやつ」ってのもしっかりと覚えていて、後からWebで僕が探して、絵を見せながら、「富士山36シリーズあるんだぜ」みたいな話を加えると「知ってる知ってる」とか言われちゃいました^^;

トヨタにソニー、もののけ姫、ラストサムライのような、今ポピュラーなもの以外に、へえ渋いところつくなあというのに出会った話しを元に、何回かこの話題で書いてみようと思った今日でした。

単位の換算を体感する Vol.1 milｌionとbilｌion vs 万と億

アメリカで生活していると会話の中で、「日本の人口は？」とか「これは5千ドルもするから研究費では買えない」など、とっさに換算を暗算で済ませなきゃだめな必要に多々迫られます。

インチ、フィート、マイルなどの距離換算や、℃と°Fの換算、そして重さのパウンドとkg換算も日常生活では重要になります。きっとアメリカにさらに長いこと住めば、アメリカの単位を体感して、換算なんて必要なくなるのかもしれませんが。。

日常会話で大きな数字を使う機会はほぼ、お金や人口にしぼられそうです。これが10の3乗（サウザンド）、6乗（ミリオン）、9乗（ビリオン）と３ずつ増えるのに対して、日本では10の4乗（万）、８乗（億）と、４ずつ増えていきます。なので本当に相性が悪いなあと感じます。

それでいつも、換算の暗算に時間がかかって会話がまごついてしまうのでした。だって、人口はと聞かれて「1.3億人」やろ、でビリオンは、大きすぎるので、ミリオンや。これは100万やから、ゼロを二つ足して、「130 ミリオン！」とか言うのにまごまごしたくないし、電話で「この機器はおいくらですか？」とたずねて「5000ドルっす」と言われて、ゼロをまず二つ足して円に直して、頭の中で万をつけて、「ああ50万円のことか」とたどり着くのに間をあまりかけたくないですね。

まあこの例は、僕がめっちゃ換算にてこずった覚えのある、すごく卑近な例なのですが。そこで今回少し考えました。全てをゼロの数で考えようと。

1.3億人は、ゼロ8個、だからミリオン（ゼロ6個）を使って表すべきで、8-6=2、だから130ミリオンだ。
5000ドルは、ゼロ3つ、円に直してゼロ５つ、だから万（ゼロ4つ）を使って、50万じゃん。
ミリオネヤーは、年収ミリオンなんだからゼロ6つ、円に直して、ゼロ８つ、だから年収１億なんだ。

でも他の人はどうやっているんだろう？きっと換算の暗記表が頭の中にもっと整理されてて、こんな計算をしないでもすっと出てくる人も多いんだろうなあと思いつつ、イマイチ暗記したくない自分のために考えてみました。

環境水資源工学のソフトウェア in USA Vol.1 ArcGIS

アメリカの環境工学の授業では、市販あるいは政府機関が開発して無料で配布しているソフトウェアを授業で使うことがめずらしくありません。そんな中から有名どころをピックアップしていろいろ書いてみようと思いました。

第1弾は、はやりのGIS(Geographical Information System）の巨大大手、ESRIの誇るArcGISです。まだArcViewやArcInfoと呼ばれていた昔は「パスコ」さんという代理店が扱っていましたが、いまではESRI Japanさんが大々的にやられているようです。

日本でのライセンス料は、1ライセンス云十万というとても高いものでした（2002年当時）が、なんとDr. MaidmentというGISの大家が教えているUTでは、土木工学科の100人規模のコンピュータ室から学生ならだれでも無制限に使えるというありがたい状況です。

さて、このESRI、毎年カリフォルニア州にあるリゾート地、サンディエゴで夏季に大ユーザー会を開いているのですが、Dr. Maidmentの学生は全員、会議の発表あるなしにかかわらず連れて行ってもらえるので、ある種研究室旅行のような様相を呈しているのでした。

で、そのArcGIS、使いこなすだけでものすごく楽しいソフトです。例えば、標高データから傾斜角や水の流れる方向を計算したり、世界地図を人口密度別に色塗りするみたいな、空間処理を得意としています。で、そのDr. Maidmentのところでは現在、ArcGIS専用のプログラミング言語であるArcObjectや、XMLなどをばりばり使いこなして、水資源の解析に用いられるモデルを開発しているようです。