立命館大学総合科学技術研究機構の嶋本大祐専門研究員、東北大学材料科学高等研究所（WPIAIMR）のソニア・マムーディ助教、青山学院大学理工学部のサミュエル・ポワンクルー助教らによる研究チームは、編み物の本質が、作りやすさと表裏一体の壊れやすさにあることを明らかにしました。ほどけ方に基づいて構造を分類することで、「編み物」を数学・物理の観点から改めて定義し、編み物の範囲を無数の未知の構造にまで広げました。具体例として、伝線しない編み物や、逆に壊れやすい編み物の構造を提示しています。

研究成果の概要

　本研究では、「編み物とは何か」をトポロジー^※1の観点から定義し、周期的に糸が絡まった構造が編み物として作成可能かどうかを判定する方法を提案しました。
　棒針編みやかぎ針編みでは、糸の両端を固定したまま小さな操作を繰り返すことで、大きな布を作ることができます。本研究チームは、この「局所的な操作のみで作れる」という制約が、糸の絡まり方にどのように反映されるかに着目しました。特に、編み物では一部分の絡まりがほどけると、その変化が周囲へ連鎖的に広がるという特徴がある点に注目しました。本研究ではこの連鎖を「欠陥」の伝播として記述し、その伝播の仕方に基づいて構造を分類しました。これにより、初めて見る構造であっても、トポロジー情報のみから、編み物として作成可能かどうかを判定できるようになりました。
　この手法を応用することで、ストッキングの伝線のように、絡まりの崩壊が広範囲へ広がる現象を、統一的に理解できることも示されました。さらに、欠陥が広がりにくい構造を設計することで、部分的にほどけても連鎖的に壊れにくい新しい編み物の例を提案しました。

図1:編める/編めない構造それぞれの具体例。これらの区別は簡単ではない。

詳細は、以下のプレスリリースをご覧ください。
https://www.ritsumei.ac.jp/profile/pressrelease_detail/?id=1317

嶋本専門研究員のコメント

　この研究には、編み物とは何かという疑問から着手しました。ところがその答えを得るためにつくった手法が意外な形で役に立ち、伝線しないストッキングに応用できる構造などを提案することもできました。壊れ方を制御できるようなテキスタイルの開発に応用していければさらにおもしろいと思っています。
　基礎からの位置づけとしては、一部が壊れると連鎖する物質という側面と、物理で扱いにくい研究対象という側面がとくに興味深いと思います。絡まった糸のように構成要素同士の拘束が緩くて自由に動けるものはなかなか物理で扱うのが難しいです。通常はもっとリジッドな拘束であったり、遠くまで及ぶ相互作用を考えるからです。そういった意味で、この研究は、緩く拘束されたものを物理で扱う試みとしても位置づけられるかもしれません。実際、エネルギーが出てこない物理の論文というのは結構珍しいのではないでしょうか。

用語説明

• ※1）トポロジー：長さや角度ではなく、切ったり貼ったりしない変形で保たれる性質を扱う数学の分野。