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目次
書籍情報
今と未来がわかる
身近な機械 しくみと進化
発刊 2023年10月6日
ISBN 978-4-8163-7435-7
総ページ数 223p
森下信
工学博士。横浜国立大学名誉教授。専門は機械工学。
ナツメ社
- はじめに
- 第1章 キッチンの機械
- 冷蔵庫 冷蔵庫の歴史
- 冷蔵庫のしくみ
- 温度センサーで温度を管理
- 気化熱で庫内を冷やすガス圧縮式
- 省電力、ハイパワーを求めて進化した制御方式
- ペルチェ素子を使った冷蔵庫
- PICKUP 直冷式のファン式の違い
- PICKUP 食品ロスをなくす技術
- 電子レンジ 電子レンジの歴史
- 電子レンジのしくみ
- マグネトロンのしくみ
- ターンテーブル式
- フラットテーブル式
- 電子レンジで使われる電磁波の周波数
- これからの電子レンジ
- PICKUP 急速に普及した電子レンジ
- PICKUP 電子レンジに金属の容器が使えない理由
- 食器洗い乾燥機 食器洗い乾燥機の歴史
- 食器洗い乾燥機のしくみ
- 卓上タイプとビルトインタイプ
- 食器洗い乾燥機の強み・弱み
- ビルトインタイプの特徴
- PICKUP 食器洗い乾燥機の普及率
- PICKUP 食器洗い乾燥機の手入れ
- PICKUP 日本の台所の変遷
- IHクッキングヒーター こんろの歴史
- IHクッキングヒーターのしくみ
- 鍋が発熱するIHクッキングヒーター
- 電磁気誘導によって生まれる渦電流
- IHクッキングヒーターから発生する電磁波
- IHクッキングヒーターで使える鍋
- オールメタル対応IHクッキングヒーター
- 加熱調理器具の熱効率
- PICKUP こんろの今後
- 低温調理器 低温調理器の歴史
- 低温調理器のしくみ
- 低温調理器の構造
- 低温調理の科学
- 食肉の調理温度と柔らかさの関係
- 「酸化する」とは何か
- 低温調理で食中毒の危機性
- PICKUP 食品の「変質」
- PICKUP 湯煎とクックチル
- COLUMN 炊飯の科学～おいしくご飯を炊く科学～
- 第2章 リビング・寝室の機械
- テレビのディスプレイ テレビのディスプレイの歴史
- テレビのディスプレイのしくみ
- ブラウン管のしくみ
- 液晶ディスプレイのしくみ
- プラズマディスプレイのしくみ
- 有機ELディスプレイのしくみ
- 4Kテレビ、8Kテレビ
- PICKUP 光の三原色と色の三原色
- PICKUP 液晶とは
- エアコン エアコンの歴史
- エアコンのしくみ
- 熱を移動させるヒートポンプ
- 冷房、暖房のしくみ
- 自分で掃除するしくみ
- 省電力のしくみ
- PICKUP ボイル・シャルルの法則
- PICKUP オゾン層を破壊する冷妨「フロン」
- 掃除機 掃除機の歴史
- 掃除機の種類としくみ
- 外形による掃除機の分類
- ごみの集め方による分類
- 紙パック式掃除機のしくみ
- サイクロン式掃除機のしくみ
- ロボット掃除機のしくみ
- ロボット掃除機の動き方
- PICKUP 吸込仕事率について
- PICKUP 水ぶきができるロボット掃除機
- 照明 照明の歴史
- さまざまな照明のしくみ
- 白熱電球のしくみ
- 蛍光灯のしくみ
- LEDが光るしくみ
- 照明の明るさを表す単位
- PICKUP さまざまな照明の比較
- 時計 時計の歴史
- 時計のしくみ
- 機械式時計のしくみ
- クオーツ時計のしくみ
- 水晶振動子
- 電波時計のしくみ
- PICKUP 中世の機械式時計
- PICKUP 「クロック」の語源は鐘
- PICKUP 世界の標準時
- PICKUP 標準電波局の電波の内容
- 電動ベッド 電動ベッドの歴史
- 電動ベッドのしくみ
- モーターで3つの機能を実現
- 床ずれを防止できるマットレス
- さらに快適な快眠環境を提供するベッド
- 多くのメーカーがしのぎを削る電動ベッド市場
- PICKUP 電動ベッドの将来予測
- COLUMN オートマタ（自動人形）は機械の原型
- 第3章 バスルーム・洗面所の機械
- 洗濯機 洗濯機の歴史
- 洗濯機のしくみ
- かく拌式
- ドラム式
- 渦巻き式
- 暮らしの中の洗濯機
- 最先端技術の導入
- PICKUP 静音化技術
- 電気シェーバー 電気シェーバーの歴史
- 電気シェーバーのしくみ
- 往復式シェーバーのしくみ
- ロータリー式シェーバーのしくみ
- 回転式シェーバーのしくみ
- PICKUP シェービング化粧品
- PICKUP 毛と皮膚の構造
- ヘルスメーター ヘルスメーターの歴史
- ヘルスメーターのしくみ
- 体重を量るしくみ
- 体脂肪率測定のしくみ
- 生態電気インピーダンス法
- 体組成計のしくみ
- PICKUP 力のモーメント
- PICKUP 脂肪と健康
- ヘアドライヤー ヘアドライヤーの歴史
- ヘアドライヤーのしくみ
- ファンで風を起こし、ヒーターで温める
- マイナスイオンによるヘアケア
- 頭皮保護ドライヤー
- PICKUP ナノとナノ粒子
- PICKUP ものを温める遠赤外線
- PICKUP 毛のつくり
- COLUMN 身の回りで最も回転数の多い機械
- 第4章 パソコン・オーディオ・通信機器
- 家電のマイコン制御 コンピュータの歴史
- マイコン制御のしくみ
- コンピュータの「用途別」の発展
- コンピュータの基本要素
- 炊飯器のマイコン制御
- 洗濯機のマイコン制御
- 製造庫のマイコン制御
- エアコンのマイコン制御
- PICKUP マイコン制御とは
- 音声メディア 音声メディアの歴史
- 音の録音のしくみ
- 身体と音との関係
- アナログ信号をデジタル信号に変換
- 音声メディアのしくみ
- レコード
- コンパクトカセット
- コンパクトディスク
- 圧縮ファイルMP3
- PICKUP 「ウォークマン」の登場
- PICKUP 音の奥深さ
- 外部記憶装置 外部記憶装置の歴史
- 外部記憶装置の種類としくみ
- 磁気テープ
- フロッピーディスク
- CD・DVDのしくみ
- ハードディスク（HD）のしくみ
- フラッシュメモリ
- さまざまなタイプがあるUSB
- PICKUP ビットとバイト
- PICKUP データ転送速度の比較
- イヤホン イヤホン・ヘッドホンの歴史
- 音を耳で聴くしくみ
- イヤホンのしくみ
- 2種類のイヤピース
- イヤホン内部で音が発生するしくみ
- ダイナミック型
- バランスト・アーマチュア型（BA型）
- ハイブリッド型
- 骨伝導イヤホンのしくみ
- ワイヤレスホン
- サウンドに対応したイヤホン・ヘッドホン
- PICKUP 通信手段としてブルートゥース
- PICKUP イヤホンとは
- PICKUP ノイズキャンセルのしくみ
- PICKUP イヤホンを使う際の注意
- 電話 電話の歴史
- 電話回線のしくみ
- アナログ通信からデジタル通信へ
- アナログ回線（アナログ電話）
- ISDN回線
- ADSL回線
- IP電話
- 光電話
- 固定電話の割合
- PICKUP 全国ブロードバンド構想
- テレビ放送 テレビ放送の歴史
- テレビ放送のしくみ
- アナログテレビ放送のしくみ
- デジタルテレビ放送のしくみ
- テレビ放送受信用アンテナ
- アナログ放送とデジタル放送の情報量
- デジタル映像の圧縮技術
- BSデジタル放送とCSデジタル放送
- 4K放送と8K放送
- PICKUP 新4K8K衛星放送とは
- 携帯電話 携帯電話の歴史
- スマートフォンのしくみ
- スマートフォンの中身
- 第3世代移動通信システム
- 第4世代移動通信システム
- 第5世代移動通信システム
- 次世代移動通信システム（Beyond 5G）
- PICKUP SIMカードとSIMロック
- PICKUP 移動通信システムの移り変わり
- PICKUP MVNO
- PICKUP ハンドオーバー
- カメラ カメラの歴史
- カメラのしくみ
- フィルムカメラのしくみ
- デジタルカメラのしくみ
- イメージセンサー（撮像素子）
- デジタル一眼レフカメラ
- ミラーレス一眼カメラ
- PICKUP フィルムの種類
- PICKUP 主流になったミラーレス一眼カメラ
- スマートウォッチ スマートウォッチの歴史
- スマートウォッチのしくみ
- 各種センサーによる身体や周囲の情報の感知
- スマートフォンのさまざまな機能をサポート
- PICKUP ウエアラブル端末の未来
- COLUMN ムーアの法則とスーパーコンピューター
- 第5章 乗り物
- 自動車 自動車の歴史
- 自動車のしくみ
- レシプロエンジンのしくみ
- ロータリーエンジンのしくみ
- ハイブリッド車のしくみ
- 電気自動車のしくみ
- 燃料電池車のしくみ
- 燃料電池のしくみ
- PICKUP エンジンとモーターの使い分け
- PICKUP コネクテッドカー
- 自転車 自転車の歴史
- 自転車のしくみ
- 自転車の種類
- フレーム形状
- ブレーキのしくみ
- 変速機のしくみ
- 電動アシスト自転車のしくみ
- 電動アシスト自転車に関わる規定
- PICKUP 「自転車」の呼称
- PICKUP タイヤの大きさ
- 車いす 車いすの歴史
- 自走式車いすのしくみ
- 電動車いすのしくみ
- 重心移動で動く車いす
- 脳波で動く車いす
- PICKUP パラスポーツ用車いす
- PICKUP 「セグウェイ」は新しい車いす⁉
- COLUMN ロータリーエンジンが実用化されにくいわけ
- 索引
- 画像提供・協力
- 参考文献
進化した冷蔵庫
従来の冷蔵庫は、十分に冷えると電源を切り、温まると再び電源を入れるという作業を繰り返して、内部を冷やしていました。
今の冷蔵庫はモーターの回転数を制御するシステムが備わっています。インバータ制御が生まれてモーター制御ができるようになり、低速回転時の電圧を変化させるPAM制御が登場し更に効率が上がりました。
カメラが付いていたり、AIによって、開閉が行われる時間を調節して温度を変化させる技術も開発されています。
通信システム Beyond5G
Beyond 5Gの通信システムは各国で検討が始まっています。通信速度と同時接続数は5Gの10倍です。
通信速度が上がれば、セキュリティの興か、機械の連携、最適なネットワーク構築の自律が望めます。
5Gが普及してからでは、世界に遅れるといわれているようです。
土地を購入するのに、時間と金が膨大にかかる基地局の設置も、窓や端末が仮想基地局となるHAPS活用することも注目をあつめています。
電気自動車のしくみ
電気自動車は大容量のバッテリーにコントローラーとモーターといった単純な構造でできています。
主にリチウムイオン系の高性能バッテリーが設置されていて、バッテリーの製造コストがガソリンを使うことより低くなれば、電気の動くメリットの方が大きいので転換がスムーズに進むでしょう。
今は、運転するときの二酸化炭素の排出が少ないという環境保全を前面に出して、電気自動車がPRがされています。
脳波で動く車いす
車いすは基本的に手を使って操縦しますが、手の動きが不自由になってしまうと介助者が必要になり、自分で動くことが困難です。そのことを想定して、頭で考えるだけで動かせる車いすの開発が進められています。
脳から情報を取り出す方法として、脳に電極を差し込む方法、脳波計測、脳磁場計測、脳の血流変化などがあります。
日本で開発されているのは非侵襲的方法で、帽子をかぶることで、脳波の信号を受け取り、トレーニングを積み重ねることで、車いすを動かすことができるようなものです。各工業大学で研究が進められています。
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