プロトタイプ
概要[編集]
prototypeの接頭辞﹁proto- プロト﹂の意味は﹁最初の﹂である。 日本語では試作品ともいう[注釈 1]。機械分野や航空機分野では﹁試作機﹂﹁試験機﹂﹁実験機﹂などとも言う。車の業界では﹁試作車﹂とも。分野によっては﹁仮組み﹂と呼ぶこともある。﹁仮に組んでみるもの﹂だからである。 まずはプロトタイプを1個作ってみることで、ようやく新しい技術や新しい機構の検証や試験を行うことができ、大量生産に入ってしまう前に問題点の洗い出しができ、それを判断材料にして改良したものをまた1個、あるいは改良の方向性の違う試作品を数種類ほど作り、それをまた検証や試験してみてまた改良したものをつくり...ということを何回か繰り返し、もし納得できるレベルに到達すれば、ようやく試作段階が終了したと見なすことができ、完成品の設計図を描き、それをもとに必要な部品を大量発注し、工場のラインでの大量生産︵﹁本生産﹂︶の段階に入ってゆく。納得が行くレベルに到達しなければ、プロトタイプのままで終わるということになる。そうなったものを︽試作止まり︾という。開発をしている側の人間から見ると、︽試作止まり︾になるもののほうが数が多く、実際に製品化されるのは一部である。[注釈 2] 工業分野で何か新しい技術を活用した部品や製品を作ったりする際、頭の中にあるイメージだけをもとに完璧な設計を行う事は難しく、その図面通りにいきなり生産ラインに乗せて大量生産を行うということはできない。[注釈 3]通常は試しに1個ないしは数個、手作業でよいので、とりあえずアイディアや図面の一部分、あるいはアイディアを簡素化したものでよいから、とりあえず実体化︵物体化︶したものを作ってみて、まずはそれに手で触れてみたりそれを動かしてみたりして、それが心で思い描いていた通りに動くのか︵期待した性能値をはじき出すのか︶、あるいは逆に実物として触ってみると使い勝手が悪いものなのか︵期待した性能値が出ないのか︶、まずは実物化したもので確かめてみる、ということを行う。そのようにして、最初に作るものがプロトタイプである。そのため実用性やデザインは考えず基盤や内部機構がむき出しで、武骨な見た目の事も多い。これには改良や改造で手を加えやすいと言うメリットもある。 なお、大量生産するものでなくても試作の段階のものは﹁プロトタイプ﹂という。たとえば競技に参加する場合、本番で使うことになる実機は1台だけの場合でも、その完成度の高い、本番用の1台︵あるいは予備機も含めた2〜3台︶にたどり着くための原型としてまず作るものは﹁プロトタイプ﹂である。 またプロトタイプの﹁プロト﹂の意味は﹁最初の﹂だが、これは相対的、比喩的に言っており、2番めの試作品や3番目の試作品もプロトタイプと言う。︵本生産に入る前に、検証のために作っているものであれば﹁プロトタイプ﹂という。︶ プロトタイプを活用することでより良い製品を生み出す手法や開発の効率を高める手法はプロトタイピングという。-
スピットファイヤーのプロトタイプ
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Ferrari 250 GTOのプロトタイプ
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ゲーム機 Atari 2600のプロトタイプ(米国計算機歴史博物館展示品)
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試作車が数台製作されたものの、結果的に市販化されなかったスバル1500
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省エネ競技車のプロトタイプ。もともと大量生産する予定が無いもののプロトタイプの例。
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M3A1軽戦車のプロトタイプ
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電子回路のプロトタイプ(試作用の基板ブレッドボードで作ったもの)
エレクトロニクス[編集]
コンピュータ[編集]
ハードウェア[編集]
コンピュータのハードウェア製造する場合も、まずはプロトタイプを作る。特に大量生産する計画があるならば、まずはプロトタイプをつくる。-
ダグラス・エンゲルバートが作り1968年に公表したマウスのプロトタイプ。手作り、木製。
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Talking Electronics Computer TEC-1のプロトタイプ
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Apple社の初期のMacintoshのプロトタイプ。(米国計算機歴史博物館展示品)
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ソフトウェア[編集]
自動車[編集]
自動車業界ではプロトタイプは、基本的には性能の確認、新たな装備・機能の試験、社内での各専門家からの意見聴取などの目的で作られる。 プロトタイプは、基本的にあくまで開発のためのものであり、社内のためのものであり、基本的には外部には見せないものである[注釈 5][注釈 6]。 エアロダイナミックス︵空気力学︶の試験のためのプロトタイプは風洞実験ができればよいので、外形だけができていればよく、走行できないものでもよい。縮尺模型など実物大ではない場合もある。 公道走行で検証・試験を行うためのプロトタイプは、日本では﹁試作車﹂︵輸入車の場合は﹁型式不明車﹂︶として登録をする必要があり、自動車検査証の交付を受けた状態、もしくは臨時運行許可番号票や回送運行許可番号票を取り付けた状態で公道走行試験を行う。-
クライノーのあるモデルのプロトタイプ(1916年)
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全地形対応車のプロトタイプ(1936年、イギリス)
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en:Fiat Fastbackのプロトタイプ(2019年)。これは製品化に成功し2022年に発売された。
モータースポーツでは、国際自動車連盟(FIA)などの用語でいう「プロトタイプ」は、この用語を拡大解釈ぎみの使い方をしており、「(まだ)市販段階に至っていない車」といった程度の意味であり、レギュレーションを定めることで競技カテゴリが作られており、競技用のプロトタイプ車が作られていて、プロトタイプと言っても競技車としては完成度がそれなりに高い車が参加する。
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プロトタイプ・レーシングカー、プリンス・R380
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2011年のデイトナ・プロトタイプスの競技車
鉄道車両[編集]
新しい鉄道車両を開発する場合も、プロトタイプを作る。
まずはコンセプト図や図面を描いてみるが、空気力学上の性能を確かめるためにはまずは外形だけを形にしたプロトタイプをつくり、風洞実験で具体的な性能の数値を把握する。
線路上で走らせるプロトタイプもあり、「試作車」などと呼ばれる[4]。
プロトタイプ車を用いた試験や試験運行でデータを集め、改良したほうがよい点が見つかれば、仕様を修正したものを量産車の仕様とする。 プロトタイプは、通常、廃棄されるというわけではなく、試験段階で改良すべき点が見つかれば、そこだけ改良を施し、量産化が実現し同型の車両が増えた後も、そのまま実際の営業運転に利用されることが多い。量産車と同一に改造される例も多いが、許容範囲であれば、多少異なっていてもそのまま使用される事例も珍しくない。
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151系のプロトタイプ。風洞で空気力学上の性能を確かめるためのもの。木製。
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新幹線のプロトタイプ。空気力学上の性能を調べるためのもの。
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リニアモーターカーのプロトタイプ模型
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リニアモーターカーのプロトタイプ模型、別バージョン。
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JR西日本207系電車。右が電気連結器を装備していない試作車。
模型[編集]
北米の模型・プラモデルの世界では、プロトタイプとは模型を作る際に原型とした実物のこと。︵たとえば鉄道模型のプロトタイプは実物の鉄道車両であり、自動車模型のプロトタイプは実物の自動車であり、模型航空機のプロトタイプは実物の航空機であり、兵器模型のプロトタイプは実物の兵器である︶フィクション中のプロトタイプ[編集]
『機動戦士ガンダム』では主人公のアムロ・レイが偶然の行きがかりから、モビルスーツのプロトタイプ(試作機、原型機)に搭乗して操縦したことをきっかけに物語が繰り広げられた。以後、主人公がプロトタイプ機に乗るという設定を模倣する作品がいくつもつくられた。
2008年公開の映画『アイアンマン』(第一作)では、トニー・スタークがテロリストに捕まった際に生命維持のために小型アークリアクターを手作りする(これが後の小型アークリアクターの原型となった)。そしてテロリストの巣窟から脱出するために、ありあわせの金属部品やボンベを組合せて作ったツギハギの金属製スーツは、後のアイアンマンスーツのプロトタイプとなった(そしてそれは「マークI」と呼ばれるようになった)。トニーは無事生還してからもマリブの豪邸の地下の研究室でスーツの試作を続け、掌や足裏部分に推力発生装置を加え、未塗装で銀色のプロトタイプ「マークII」を作ったが、はしゃいで高高度に上昇したところ低温で凍結・機能停止、落下し「マークII」ごと死にかける。「マークII」の低温凍結問題を解消し両掌から「リパルサーレイ」を撃つ機能を足し赤色と金色に塗装したものが「マークIII」で、この「マークIII」で悪と派手に闘い、その後の記者会見で正体を明かしトニーはアイアンマンとして世に広く知られるようになった...という設定のフィクションである。続編『アイアンマン2』以降もアイアンマンスーツのプロトタイプが続々と登場する。