研究室
マンチェスター大学シュスター研究所（物理学研究所）

研究室（英: / l ə ˈ b ɒr ə t ər i /、米: / ˈ l æ b r ə t ɔːr i /、口語ではlab）は、科学的または技術的な研究、実験、測定を行うための管理された環境を提供する施設である。研究室は、学校、大学、民間の研究機関、企業の研究・試験施設、政府の規制・法医学調査センター、診療所、クリニック、病院、地域および国の紹介センター、さらには個人宅など、さまざまな場所に設置されている。[ 1 ]

概要

研究室の構成と内容は、そこで働く専門家のさまざまな要件によって決まります。物理学の研究室には粒子加速器や真空チャンバーが備え付けられている場合があり、冶金の研究室には金属の鋳造や精錬、あるいは金属の強度試験を行う装置があります。化学者や生物学者はウェットラボを使用する可能性があり、心理学者の研究室は、行動を観察するためにマジックミラーと隠しカメラが設置された部屋である可能性があります。コンピューター科学者が一般的に使用するような一部の研究室では、コンピューター(スーパーコンピューターの場合もあります) は、シミュレーションまたはデータ分析のいずれかに使用されます。他の分野の科学者は、依然として他の種類の研究室を使用します。エンジニアも、技術デバイスの設計、構築、テストに研究室を使用します。

科学実験室は、学校や大学、産業、政府、軍事施設、さらには船舶や宇宙船の中にも研究室や学習スペースとして設置されています。

ブレコン郡女子校の実験室

ラボは専門家のための限られた空間であるという基本的な概念があるにもかかわらず、[ 2 ]「ラボ」という用語は、リビングラボ、ファブラボ、ハッカースペースなどのワークショップスペースにもますます適用されています。そこでは、人々が集まって社会問題に取り組んだり、プロトタイプを作ったり、共同作業したり、リソースを共有したりします。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]この発展は、科学とイノベーションに対する新しい参加型のアプローチに触発されており、ユーザー中心の設計手法[ 6 ]やオープンイノベーション、ユーザーイノベーションなどの概念に依存しています。[ 7 ] [ 8 ]オープンラボでの作業の特徴的な特徴の1つは、関与する人々の異なる背景と専門知識のレベルによって推進される翻訳現象です。 [ 9 ]

歴史

英語で記録されている「実験室」の初期の用例には、錬金術や医薬品の調合が含まれていた。[ 10 ]

第二次世界大戦中のビッグサイエンスの出現により、研究室や科学機器の規模が拡大し、粒子加速器などの装置が導入されました。

初期の研究室

現存する証拠によると、最古の実験室は、著名なギリシャの哲学者であり科学者であるサモス島のピタゴラスの自宅実験室です。この実験室は、ピタゴラスが音の音色と弦の振動に関する実験を行った際に作られました。[ 11 ] 16世紀の地下錬金術実験室「スペキュラム・アルケミア」は、2002年に偶然発見されました。神聖ローマ皇帝ルドルフ2世が所有者であったと考えられています。この実験室はプラハの博物館として保存されています。[ 12 ]

1885年にアルバート・エーデルフェルトが描いたルイ・パスツールの絵画では、ルイ・パスツールは左手に持ったメモと右手に持った固形物の入った瓶を比べており、個人用保護具は何も着用していない。[ 13 ]チームでの研究は19世紀に始まり、20世紀には多くの新しい種類の機器が開発された。[ 14 ]

テクニック

実験技術は、化学、生物学、物理学などの自然科学において実験を行うために使用される一連の手順です。実験技術の中には、実験用ガラス器具から電気機器まで複雑な実験装置を使用するものもあれば、より特殊で高価な備品を必要とするものもあります。

設備と備品

ビーカー3個、三角フラスコ1個、メスシリンダー1個、メスフラスコ1個

実験器具とは、実験室で働く科学者が使用する様々な道具や機器を指します。実験器具は通常、実験を行うか、測定を行ってデータを収集するために使用されます。より大型または高度な機器は、一般的に科学機器と呼ばれます。

古典的な装置には、ブンゼンバーナーや顕微鏡などのツールのほか、オペラント条件付けチャンバー、バイオリアクター、血液分析装置、オートクレーブ、遠心分離機、分光光度計、熱量計、グルコースメーター、インキュベーターなどの特殊な装置が含まれます。

化学実験室

分子生物学および生命科学研究室

特殊なタイプ

研究室という名称は、科学研究室と同様のプロセスや設備を使用する施設にも用いられます。具体的には以下のようなものが挙げられます。

安全性

実験室の洗眼ステーション

多くの実験室には危険が存在します。実験室の危険には、毒物、感染性物質、可燃性、爆発性、放射性物質、可動機械、極端な温度、レーザー、強力な磁場、高電圧などが含まれます。したがって、安全対策は極めて重要です。[ 15 ] [ 16 ]個人のリスクを最小限に抑えるための規則が存在し、実験室利用者を怪我から守るため、または緊急事態への対応を支援するために安全装置が使用されています。

米国労働安全衛生局（OSHA）は、実験室の職場環境の特殊性を考慮し、実験室における有害化学物質への職業性曝露に関する基準を策定しました。この基準は「実験室基準」と呼ばれることがよくあります。この基準に基づき、実験室は、その場所で発生する特定の危険因子とその対策を定めた化学衛生計画（CHP）を作成することが義務付けられてい ます。

特定の企業や研究室に適切な化学衛生計画を策定するには、規格の要件、現在の安全、健康、環境に関する慣行の評価、そして危険性の評価を理解する必要があります。多くの学校や企業は、化学衛生担当者などの安全、健康、環境の専門家を雇用し、化学衛生計画の策定、管理、評価を行っています。さらに、第三者によるレビューは、客観的な「外部の視点」を提供することで、習慣によって見落とされがちな領域や問題点を新たな視点で捉える機会を提供します。

化学物質の取り扱いと保管、電気機器、バイオハザード、有害廃棄物の管理、化学廃棄物、ハウスキーピングと緊急時対応、放射線安全、換気、呼吸器検査、室内空気質などによる危険性を評価するための検査と監査も定期的に実施する必要があります。このような監査の重要な要素は、規制遵守の確認と、実験室にアクセスしたりそこで作業したりする個人のトレーニングです。トレーニングは、実験施設の継続的な安全運用に不可欠です。教育者、スタッフ、管理者は、事故、怪我、訴訟の可能性を減らすための取り組みに従事する必要があります。実験室の安全ビデオが関連性があり、魅力的なものになるように努力することがよくあります。[ 17 ]

持続可能性

気候変動の影響は組織にとってますます大きな懸念事項となっており、研究コミュニティは緩和戦略を模索しています。多くの研究室では、この地球規模の課題に対する革新的な解決策を見つけるための研究が行われていますが、研究室における持続可能な労働慣行も、より環境に優しい環境づくりに貢献しています。マサチューセッツ工科大学[ 18 ]やエディンバラ大学[ 19 ]などの多くの研究室では、エネルギー消費の削減、リサイクル、適切な廃棄物処理のための分別プロセスの導入などにより、環境への影響を最小限に抑える取り組みを既に行っています。

エネルギー集約型機器を備えた研究室は、オフィスエリアと比較して1平方メートルあたり最大3～5倍のエネルギーを消費します。この高いエネルギー消費の主な原因は、ドラフトチャンバーです。[ 20 ] [ 21 ]ドラフトチャンバーは、使用時に大量の空調空気を研究室から排出するため、建物の冷暖房システムに大きな負荷をかけます。[ 22 ]センサー、[ 23 ]自動停止システム、[ 24 ]およびドラフトチャンバーのサッシ窓を閉める啓発キャンペーンは、これらの機器のエネルギー消費を削減するために使用されてきました。[ 25 ]

通常、超低温冷凍庫は-80℃（-112℉）に保たれます。このような装置1台は、一世帯の1日の消費電力（25kWh）に相当する電力を消費します。[ 26 ]温度を-70℃（-94℉）に上げると、エネルギー消費量を40%削減しながら、ほとんどのサンプルを安全に保管できます。[ 27 ]

水の消費量を最小限に抑えるには、水冷式コンデンサー（ジムロートコンデンサー）から、より大きな表面積を利用して冷却する空冷式コンデンサー（ヴィグルーカラム）に変更する必要があります。ガラス器具の乾燥に使用されるオーブンは、多くのエネルギーを消費します。夜間や週末のオーブンの使用時間をタイマーで制御することで、エネルギー消費量への影響を大幅に削減できます。[ 28 ]

化学的／生物学的に汚染された廃棄物の処分には多大なエネルギーが必要です。通常の廃棄物ははるかに少ないエネルギーで処理でき、場合によってはリサイクルも可能です。実験室にあるすべての物体が汚染されているわけではありませんが、汚染された廃棄物に混入することが多く、廃棄物処理にかかるエネルギーコストを押し上げています。汚染されていない実験室廃棄物を適切に分別・リサイクルすることで、実験室利用者は持続可能な行動をとり、廃棄物を適切に処分することができます。

組織

研究室の組織化は社会学の焦点の一つです。科学者は、テーマ、チーム、プロジェクト、専門分野などに基づいて、研究をどのように組織化すべきかを検討します。研究室では、研究者、エンジニア、技術者といった異なる職務間で分担されるだけでなく、自律性（個人で行うべきか、グループで行うべきか）の観点からも分担されます。[ 29 ]例えば、ある研究グループでは、週の1日は各自の関心分野に関する研究を行い、残りの日は与えられたグループプロジェクトに取り組むというスケジュールになっています。[ 30 ]財務管理もまた、組織における課題の一つです。

研究室自体は、歴史的に古い組織モデルです。これは、研究者同士が協力し合うことで得られる研究の質は、単独で研究する研究者よりも全体的に高くなるという観察から生まれました。1950年代以降、研究室は、優秀な学生を研究に惹きつけるために教師が用いる教育ツールから、高いレベルの科学的生産性を可能にする組織モデルへと進化しました。

研究室の組織形態には次のようなものがあります。

  • 規模: 少数の研究から数百の研究までさまざまです。
  • 分業：研究室で働く人々と、研究の過程に関わるすべての専門職（承認委員会から設計者、技術者、研究者まで）の間で分担された仕事。[ 31 ]
  • 調整メカニズム: 目標とタスクの形式化、手順の標準化 (プロトコル、プロジェクト管理、品質管理、知識管理)、出版物と分野横断的な活動の検証 (セミナーの数と種類) が含まれます。

研究室の組織形態に影響を与える主な要因は 3 つあります。

  • 研究者の教育的背景と社会化のプロセス。
  • 調査の種類や使用する機器など、仕事にかかわる知的プロセス。
  • 研究室の歴史。

その他の組織形態には社会組織が含まれます。

社会組織

リチャード・H・R・ハーパー氏による2つの研究室を対象とした研究は、研究室における社会組織の概念を解明する上で役立つだろう。この研究の主なテーマは、研究室の職員（研究者、管理者、受付係、技術者など）とロケーター（居場所確認者）との関係性である。ロケーターとは、研究室の職員であり、各職員のバッジから発信される固有の信号に基づいて、研究室の各職員の現在位置を把握する役割を担っている。この研究は、研究者とロケーターの関係など、異なる職種間の社会関係を記述している。研究者同士の関係など、同一職種内の職員間の社会関係は記述していない。

民族誌的研究を通じて、職員の間で各階級（研究者、管理者など）が異なる程度の権利を持っていることがわかった。権利の程度は研究室ごとに異なる。権利は正式な場合も非公式な場合（強制されないことを意味する）もあるが、各階級はその存在を認識し、それに従っている。権利の程度は職員の権利とも呼ばれ、職員間の社会的相互作用に影響する。職員間のさまざまな相互作用を観察することで、組織内での彼らの社会的地位を判断することができる。例えば、研究対象のある研究室では、管理者は研究者の現在地をロケーターに尋ねる権利を持っていない。なぜなら、彼らにはそのような情報を得る権利がないからである。一方、研究者はこの種の情報にアクセスできる。したがって、この社会的階層構造の結果として、ロケーターは職員とその権利に基づいてさまざまな程度の情報を開示することになる。ロケーターは、職員との関係を危うくする可能性のある情報を開示したくないのだ。ロケータは各クラスの権利を遵守します。

社会階層はテクノロジーに対する態度にも関連しています。これは、様々な職種の人々がラボバッジに対して抱く態度から推測されました。彼らの態度は、その職種がバッジを有用性（バッジは仕事にどのように役立つか）、道徳観（バッジによる追跡に関連して、プライバシーに関する私の道徳観はどのようなものか）、そして関係性（バッジの着用を拒否した場合、他者からどのように見られるか）の観点からどのように捉えているかによって決まりました。例えば、受付係はバッジを有用だと考えます。なぜなら、バッジがあれば日中にスタッフの居場所を見つけるのに役立つからです。関係性を例に挙げると、研究者は、邪魔者と思われたくない、注目を集めたくないといった非公式なプレッシャーからバッジを着用することもあります。

もう一つの発見は、社会組織における変化への抵抗です。職員は、権利、義務、尊敬、非公式・公式の階層構造などのパターンが変化すると、不安を感じます。

要約すると、研究室のメンバー間の態度の違いは社会組織によって説明される。つまり、個人の態度は組織内での役割と密接に関連している。この階層構造は、研究室における情報の分配、管理、そして技術に対する態度を理解するのに役立つ。[ 30 ]

参照

参考文献

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