Designing with Respect for Nature: Bringing New Value to Unused Wood

中山間地域内で自然形状木の建材利用を容易にする情報技術の研究 Structure made of one tree -Digital assistance to put natural shape wood in practical use

フィールドワークで訪れた長野の森で、金銭的な価値がつきづらい小径木や曲がり木が手入れされず放置されている現状を目の当たりにし、中山間地域の森林資源活用に関心を持つようになりました。どうすればこれらの木に新たな価値を与え、資源として活用し、その資金を次世代の森づくりに繋げられるのか考え始めました。
その後、岐阜で製材所や木工所を見学した際、地元の方から、大切にされていた立派なトチノキが突然切り倒され、残念な思いをしたという話を聞きました。そのまま残したり、伐るにしてももっと良い活用方法があったのではないか、という言葉が強く印象に残りました。
この経験を通して、複数の木を使うのではなく、一本の木から形をつくるアイデアが浮かびました。木を伐る前にデザインを検討することで、材料を効率よく使い、より良い伐採方法が可能になるのではと気づいたのです。こうして、小径木や曲がり木を構造材として活用し、伐採前にデザインを修正できるシステムを開発しようと決意しました。
My interest in the utilization of forest resources in mountainous areas was triggered by a fieldwork visit to a forest in Nagano. There, I witnessed the current situation where small-diameter trees and bent trees, which are difficult to value economically, are not maintained and left unattended. I began to think about how to give new value to these trees, use them as resources, and use the funds to create forests for the next generation.
Later, when I visited sawmills and woodworks in Gifu, I heard from local people that they were disappointed to hear that their beloved, magnificent horse chestnut trees had suddenly been cut down. I was deeply impressed by their words that there were better ways to use the trees, even if they were left as they were or cut down.
Through this experience, I came up with the idea of creating a form from a single tree instead of using multiple trees. I realized that by considering the design before felling the tree, we could use the material more efficiently and use better sawing methods. Thus, I decided to develop a system that would allow us to utilize small-diameter and bent trees as structural material and modify the design before felling.

for People: 3Dスキャンやコンピュテーショナルモデリング、MR（複合現実）などの情報技術により形状を簡易化したりデザインの制約を事前に整理したりすることで、人間は木を切る場所、材を繋ぐ位置と角度の3つを検討すればデザインできるようになる。このシンプルさによって、曲がり木を活用したデザインのハードルを下げる。
for Planet: 山地残材を積極的に活用することで、新たな植林のための資金や場所を生み出し、放置されていた資材を有効利用できる。これにより森林再生の循環型の仕組みが構築され、持続可能な次世代の森づくりや地域の森林資源の健全な管理、環境保全が促進される。
for Profit: 自然形状木の細さや曲がりといった個性的な形状をそのまま活かし、これまで価値がないとされていた曲がり木に新たな価値を与える。伐倒から施工までを同じ場所で行うことで運搬コストを削減し、非規格材の山元立木価格を引き上げる。チェンソーを使って構造体を作り、そのサポートに情報技術を活用することで、必要最低限の道具と環境で効率的な制作方法を実現する。
for People: By simplifying shapes and organizing design constraints in advance through information technologies such as 3D scanning, computational modeling, and MR (Mixed Reality), humans can design by considering three things: where to cut the tree, where to join the pieces, and the angle. This simplicity lowers the barriers to designing with curved wood.
for Planet: By actively utilizing leftover wood from mountainous areas, funds and space can be generated for reforestation and neglected materials can be effectively utilized. This creates a cyclical system of reforestation and promotes sustainable reforestation for the next generation, sound management of local forest resources, and environmental conservation.
for Profit: Utilizes the unique shapes of naturally shaped trees, such as thinness and curvature, giving new value to curved trees that were previously considered worthless. Reduce transportation costs and increase the price of natural wood by keeping the entire process from felling to construction in the same place. Creating structures with chainsaws and using information technology in their design and fabrication allows for efficient production methods with a minimum of tools and environmental impact.

#Mixed Reality #Natural Shape #Forest Ecosystem

廃棄物という概念は、自然界に本来存在しなかった。自然界では、木が枯れ、動物が死に、その物質は土に還り、微生物の栄養となり、次の生命の源となって循環していた。しかし、この循環を断ち切ったのは人間である。私たちは自然を都合よく扱い、望まないものを“廃棄物”として排除してきた。果たして、この“都合”は本当に適切なのか、再評価する必要がある。
この取り組みは、新たな技術を駆使してこの循環を再生することを目指している。現在の木材生産システムは各工程が閉じており、その工程同士をつなぐために規格が設けられている。その結果、細く曲がった“規格外の木”が排除されるボトルネックが生じている。これを解消するために、3Dスキャン、モデリング、複合現実（MR）などの情報技術を活用し、立木の伐倒から製作までの各工程を結びつけるデータフローを設計した。
このシステムにより、自然形状木を用いた構造体の製作が可能になり、放置されていた人工林の木材に新たな価値を付加することができる。このように資源を循環させる仕組みを作ることで、持続可能な森林管理を実現し、環境保全にも寄与する。人間の都合を見直し、自然の循環を尊重することで、次世代に向けた持続可能な社会の構築に寄与することを目指している。
The concept of waste did not originally exist in nature. In nature, trees died, animals died, and the materials returned to the soil to feed microorganisms and become the source of the next cycle of life. However, it is man who has broken this cycle. We have treated nature in a convenient way, eliminating unwanted things as waste. We need to re-evaluate whether this convenience is really appropriate.
This initiative aims to regenerate this cycle by using new technologies. In the current timber production system, each process is closed and standards are established to connect these processes. As a result, there is a bottleneck that excludes thin, bent, off-spec trees. To solve this problem, we designed a data flow that connects each process from felling to production, using information technologies such as 3D scanning, modeling, and MR.
This system makes it possible to produce structures from naturally shaped trees, adding new value to wood from neglected planted forests. By creating a system that re-circulates resources in this way, sustainable forest management will be realized and contribute to environmental conservation. By rethinking human comfort and respecting the cycles of nature, the project aims to contribute to the creation of a sustainable society for future generations.

山地残材は森林再生の大きな障壁となる要因である。残材が地面に残ることで植林スペースの確保が難しくなるだけでなく、土壌への栄養供給が妨げられ、次世代の木々の健全な成長が阻害されるリスクが高まる。さらに、こうした残材は害虫の繁殖地となりやすく、森林の健康全体を脅かすことがある。この問題を解決するために、自然形状木を活用した製作の仕組みをつくり、その市場価値を高めることを目指している。
具体的には、自然形状木の個性的な形状を活かし、これまで価値がないとされていた木材に新たな価値を付加し、森林資源の循環と持続的な利用を促進している。この取り組みにより、森林のエコシステムの回復を支援し、廃材や非規格材の活用を通じて新たな植林や再生の機会を創出している。結果として、森林資源を守りながら、自然との共存を促し、循環型の持続可能な未来へのインスピレーションを提供している。
Mountain residue is a major obstacle to reforestation. Not only does leftover wood on the ground make it difficult to find space for plantations, but it also interferes with the supply of nutrients to the soil, increasing the risk of stunting the healthy growth of the next generation of trees. In addition, this leftover wood can easily become a breeding ground for pests, threatening the overall health of the forest. To solve this problem, we aim to create a production system that utilizes naturally shaped trees to increase their market value.
Specifically, by utilizing the unique shapes of naturally shaped trees, the project adds value to wood that was previously considered worthless and promotes the recycling and sustainable use of forest resources. This system supports the restoration of forest ecosystems and creates opportunities for reforestation and regeneration through the use of waste and non-standard wood. As a result, it promotes coexistence with nature while protecting forest resources and providing inspiration for a circular and sustainable future.

この取り組みは、曲がり木の自然形状を活かしたオブジェクト製作を支援するデザインツールの開発と、それを用いた製作によって、森林に残された「山地残材」の問題に焦点を当てている。曲がりやねじれ、枝分かれといった自然形状木は、現在の製材システムの規格外とされ、多くが利用されずに放置されているが、一般的にはその存在や課題が知られていない。そこで、私は木質バイオマスの利用が進む中で、あえて自然形状木の細さや曲がりをそのまま活かし、独自の形を尊重したデザインを提案している。このデザインツールによって、木の自然な形をそのままの価値として捉え、画一化せずに製作できる仕組みを提供する。これにより、従来の「形を変えるべき」という固定観念を覆し、バイオエコノミーの概念を身近で理解しやすいものにしている。一つひとつの木の形を個性として尊重することは、自然や生態系に対するリスペクトであり、自然との共生を考えるきっかけとなる。このアプローチは、単なる資源の無駄の削減にとどまらず、自然の独自性を新たな資源価値として認識し、バイオエコノミーを促進している。
This work focuses on the issue of leftover wood in forests by developing a design tool to support the production of objects that take advantage of the natural shape of bent wood, and by using this tool to produce such objects. Naturally shaped wood such as bent, twisted, and split branches are considered out of specification in the current sawmill system, and many are left unused, but its existence and challenges are generally unknown to the public.
Therefore, in the midst of the increasing use of woody biomass, I propose a design that respects the unique shape of naturally shaped trees by utilizing their thinness and bends as they are. With this design tool, I provide a mechanism that allows the natural shape of the tree to be taken as it is, as a value, and produced without uniformity. This overturns the conventional stereotype that shape should be changed, and makes the concept of bio-economy familiar and easy to understand.
Respecting the shape of each tree as an individuality is respect for nature and ecosystems, and it is an opportunity to think about coexistence with nature. This approach promotes the bio-economy by recognizing the uniqueness of nature as a new resource value, rather than simply reducing the waste of resources.