機械

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ボンサックのタバコ巻き上げ機

機械(きかい、英語:machine)は、活動を優位にする人工道具、且つそこから発展した概念。なお、機械は器械、器具と合わせ機器(きき)と呼ばれることもある[1]。また、機器や設備などを使用(操作)して作業・業務を行うことを操業(そうぎょう)という。

定義[編集]

機械の定義は時代によって移り変わっており、歴史的には以下のような定義がある。[2]

蒸気機関以前[編集]

蒸気機関が開発されるまでの機械についての定義は、現代における建築に関わる記述中によく見られる。

ウィトルウィヌス説
  • 機械とは、重いものを移動するとき、極めて大いなる利益をもたらす、1個の物質的装置
古代ローマの建築家マルクス・ウィトルウィウス・ポリオが「建築十書」に記述した定義。機械を定義した言葉としてはもっとも古いといわれる。
ツァイジング説
  • 機械とは、重荷の移動に対して優れた本質を持つ一組の木製の装置
17世紀にツァイジング(Zeising)が原始的なクレーンから影響を受けて説いたと言われる定義。

蒸気機関以降[編集]

蒸気機関が開発されると、建築以外の分野でも機械が多用され、機械を作るための機械である工作機械も作られるようになり機械の定義が拡張された。これが現代における機械の定義の原型とされる。

ロイポルト説
  • 機械は人工的製作物であり、その助けを借りて運動を起こすことが出来て、時間や労力が節約出来るもの
18世紀、ドイツの工学者ロイポルト(Leupold)が説いた説。ロイポルトは高圧蒸気機関の原型を考えだした人物である。
ルーロー説
  • 機械とは、抵抗力を有する物体の組み合わせで、その助けにより一定の運動を生じるように組み合わされたもの
19世紀、イギリスの技師フランツ・ルーローが「機械の力学」の中で説いた説。機械学者に支持が広まり、現在の定義の基礎となる。

近代以降[編集]

ルーローの説より発展し、現在では機械とは次のような性質をもつ人工の道具を指すことが多くなった。

  • 外からの力に抵抗してそれ自身を保つことのできる(=非可塑性の)部品で構成されている
  • 各部品が相対的かつ定まった運動をする
  • 外部から供給されたエネルギーを有効な仕事に変換する

現代では、情報処理技術(IT)と電子工学(エレクトロニクス)等の発展により、機械の概念が変わってきている。 たとえば、コンピュータを「情報処理をする機械」と呼ぶように電子要素のみ、化学要素のみ、あるいは生物要素のみによって構成される道具に概念が拡張される場合がある。コンピュータを例に拡張された概念で書き直すと以下のようになる。

  • 外からの入力に対して機能を失うことのない素子で構成されている
  • 各素子が相対的かつ定まった作用をする
  • 外部から供給された情報を別の有用な情報に演繹(=計算)する[注釈 1][注釈 2]

単にシステムの物理的な構成要素、および物理的構成要素の集合体を指す場合は、ハードウェアの語が使われることも多い。

機械の種類の例[編集]

メカ[編集]

メカとは、メカニズムの略語であるが、フィクションの分野(アニメライトノベルSF映画など)においては特に「空想的な機械装置」を指す用語であり、しばしば「巨大ロボット」の類を指す(同様の用語として、ロボがあるが、「ロボ」は人型のものを指すことが多く、「メカ」はそれよりもやや範囲が広く、動物型や恐竜型、戦闘機や戦車の類、設置型の大型兵器などの非人型のものも含まれることが多い)。 昨今、特に欧米では和製英語としてSF作品の中で頻繁に使用されており、日本的なロボットアニメ作品に登場するメカ(英語として誤っているが、日本ではよく『メカニック』と呼ばれる)と同義である。

メカに関する項目[編集]

参考:Mecha

自律機械と他律機械[編集]

上述「古典的な定義」の機械は、人間が細かい(あるいはある程度粗い)指示を与えないと動作しない、他律的な動作をする他律機械と言える。

一方、程度の差こそはあれ、自律的な動作をする機械は、ロボットに該当する。ロボットも、抽象化すると自律機械である。

さらに、人間や動物も、生物体である事を差し置けば、自律機械に抽象化されうる。

機械を情報の側面で抽象化するとオートマトンとなる。

注釈[編集]

  1. ^ 力学的見地からのエネルギーについて言及すれば、「外部から供給されたエネルギーを情報生成の駆動力として使い、熱エネルギーとして排熱する」となる。特にコンピュータに利用されるデジタル電子部品は、計算を高速に行うには急峻な矩形波信号の高周波の連続生成が必要で、これには高い電力を要しエネルギー効率が悪い。
  2. ^ この分野では近年エネルギー効率の見直しが一部に見られる。(→参考:未来のコンピューターはアナログ式:米DARPAのUPSIDEプログラム

脚注[編集]

  1. ^ 機器三省堂大辞林
  2. ^ 萩原芳彦 監修 『ハンディブック 機械 改訂2版』 オーム社 2007年3月20日 p.5-7

関連項目[編集]