サイバー攻撃検出器、銃声センサー、その他の新しい発明により、パシフィック・ノースウェスト国立研究所はエリート研究開発センターとしての地位を固めている。

ワシントン州東部のセージブラシが生い茂る地域にひっそりと佇むパシフィック・ノースウェスト国立研究所（PNNL）は、ピュージェット湾地域の技術拠点に注目が集まるあまり、見過ごされがちです。

しかし、米国エネルギー省のこの施設は最近、その革新的技術により「発明界のアカデミー賞」とも言える権威ある国家賞を7つ獲得し、この技術を市場に出すことに関心を持つ企業やスタートアップ企業の注目を集めている。

「研究所の人々は技術的な課題に集中しすぎていて、金銭的な報酬を求めているわけではない」と、PNNLの技術商業化マネージャー、カンナン・クリシュナスワミ氏は述べた。「彼らは、国立研究所が人々の生活にどのような影響を与えられるかに目を向けているのです。」

これには、銃撃犯に対する煙感知器のような役割を果たす装置、融点の異なる軽量素材をより簡単に接合する技術、微量の有毒化学物質、病気の指標、その他の化学物質を検出する機械、血液やさまざまな生物学的サンプルを正確に分析するツールなどが含まれます。

これらは、R&D マガジンから最近 R&D 100 アワードを受賞したイノベーションの一部であり、今年の科学的ブレークスルーのトップ 100 にランクされています。

「研究に重点を置いているからこそ、はるかに大きな問題に取り組むことができるのです」と、PNNLの技術導入・普及担当ディレクターのリー・チーサム氏は語った。

1965年に開設されたリッチランドに拠点を置くPNNLは、民間請負業者バテル社によって運営されており、最初の核爆弾に使用されたプルトニウムを生産したハンフォード核資源保護区の近くに位置しています。PNNLは17ある国立研究所の一つです。資金は主に連邦予算から賄われていますが、州政府、財団、民間部門からの資金も含まれています。研究所は教育活動を行っており、研究者は政府指導者への専門家情報源としての役割も担っています。

PNNL は、セキュリティとサイバーセキュリティ、スマートグリッド技術やバッテリーなどのエネルギー研究、輸送用の新素材の開発、生物学関連の研究など、多くの取り組みを行っています。

しかし、時には直感が科学を推進することもあります。

銃声を感知するセンサー

PNNLの科学者たちは長年にわたり、米国国防総省向けに、軍事兵器の状態を監視し、期待通りに機能することを確認する装置の開発に取り組んできました。これらのセンサーは、ミサイルがさらされる温度と湿度を追跡し、ミサイルの落下などの事故を検知し、その情報を無線で中継していました。

その後、2012年12月にコネチカット州のサンディフック小学校で銃乱射事件が発生し、幼児20人と教職員6人が死亡した。

「それは本能的な反応を引き起こしました」とクリシュナスワミ氏は語った。PNNLの科学者たちは、将来の攻撃をより低致死的なものにできる解決策を求めていた。

PNNLのチーフエンジニア、ジム・スコルピク氏率いるチームは、ミサイル監視に使用されていた装置を改良し、「音響銃声検知器」を開発しました。この技術はゴルフボールほどの大きさで、電池で動作し、発射された銃の種類を識別できるほど精密に調整されています。

2つの企業がこの技術を商用化するライセンスを取得しており、使い方次第では、直ちに当局に連絡して封鎖措置を講じるシステムにこの装置を組み込むことも可能となる。

「他にもテクノロジーは存在し、ソリューションを提供している企業は5社くらいあるでしょう」とクリシュナスワミ氏は言う。「しかし、どのソリューションもかなり高価です。」

音響銃声検知器を搭載した製品は100ドル程度で販売でき、設置も簡単だと彼は述べた。例えば学校であれば、校内に数十個のセンサーを設置することも可能だ。

公共事業へのサイバー攻撃の検出

コストと設置の容易さは、受賞歴のある他の PNNL プロジェクトに携わる研究者にとっても重要な考慮事項でした。

SerialTapは、公共の水道・電力会社や交通システムへのサイバー攻撃を検知する「安価で洗練された方法」だと、研究者のトーマス・エドガー氏は述べた。「この技術により、何が起こっているかを把握し、何かおかしなことが起こっている場合に、重大な事態が発生する前に対処することが可能になります。」

この装置は小型で、数十年前に構築され、攻撃を感知する現代的な手段を備えていないシステムに直接接続できる。

エドガー氏によると、公共システムを運営する当局者がこの脅威を懸念するようになったのは近年になってからのことだ。2015年にウクライナの電力網がサイバー攻撃を受けたことで、レガシーシステムを保護する必要性が浮き彫りになった。PNNLは、この革新的な技術を市場に投入するため、スタートアップ企業Cynashとライセンス契約を結んだ。

「研究者として私たちは未来に焦点を当てがちですが、既存の世界についても常に考えなければなりません。ただ新しいものに移行するだけではだめなのです」とエドガー氏は述べた。「SerialTapのような技術があれば、今この流れを止め、将来に向けてより良いものにしていくことができるのです。」

廃熱を再利用

PNNL 研究員のピート・マクグレイル氏は、新たに発明されたナノマテリアルを使用してモーターの廃熱を冷蔵庫やエアコンシステムの冷却力に変えるという、受賞歴のある別のプロジェクトに取り組んでいました。

「電動コンプレッサーを廃止し、熱駆動コンプレッサーを導入して同じサイクルを回すことができます」とマクグレイル氏は述べた。「中間業者をなくすことができるのです。」

「MARCool」と呼ばれるこの省エネ技術は、既存の冷却システムに組み込むことができ、より手頃なアップグレードとなります。

米海軍は、時には危険な海域に展開する艦艇に冷蔵食品を輸送する補給船にこの技術を導入したいと考えています。MARCool技術は、現在コンプレッサーに使用しているディーゼル燃料を節約し、艦艇の航海時間延長を可能にします。この技術はワシントン州東部のフライドポテト製造施設でも試験運用されており、フライドポテトを冷凍するために電力を使用する効率の低い機械の代替として活用される予定です。

「私がこれまでキャリアの中で強く望んできたのは、私たちが行ってきた仕事の一部が実際に市場に出て、海軍のために行っているような国家安全保障、あるいはあらゆる人々の生活に何らかの影響を与え、本当に変化を生み出せるようになることです」とマクグレイル氏は語った。