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The Iwakuni Base Resilience Protocol: Engineering Physical, Neural, and Economic Buffers for 300-Year Autonomous Civilizational Units (邦題:岩国ベース・レジリエンス・プロトコル:300年を見据えた「余白」の設計論 — 不揮発知能・熱力学的自律性・自動経済防衛の統合実装)

Year: 2026
Type: preprint
Abstract: (English): Modern lean-efficiency engineering lacks structural buffers against non-linear climatic extremes—spanning both severe thermal waves exceeding 40°C and sudden sub-zero cold snaps. Triggered by empirical motor burnout failures in Iwakuni, Yamaguchi, Japan, this monograph establishes the Iwakuni Base Resilience Protocol (DOI: 10.5281/zenodo.24094981), a comprehensive blueprint for a 300-year autonomous civilizational unit maintained at a net operational expenditure (OpEx) under 2,000 JPY/month. The architecture integrates four foundational pillars: (1) Non-Volatile Edge Intelligence, deploying Renesas RA8D1 (Cortex-M85) MCUs with embedded STT-MRAM Processing-in-Memory (PIM) and Everspin xSPI MRAM black-box loggers executing 10 kHz TinyML anomaly prediction (Motor-Guard) immune to thermal charge leakage up to 125°C and power-loss volatility; (2) Thermodynamic Autonomy (Tri-Generation), cascading a 700 W Solid Oxide Fuel Cell (SOFC, 55% LHV electrical efficiency) with a compact LiBr-water absorption chiller (Yazaki Aroace, 5 USRT), a 1,000 L 2.0G-seismic GRP thermal/water buffer tank (~58 kWh thermal capacity), and IntelliThaw freeze-protection tracing to achieve 85–90% total exergy efficiency; (3) Automated Economic Shielding (Resilience as a Service, RaaS), combining objective index-triggered parametric catastrophe insurance with low-friction P2P mutual aid pools (Frich) backed by cryptographic/MRAM waveform evidence; and (4) A 300-Year Material Shell utilizing deeply carbonized Yakisugi (Shou Sugi Ban) cladding for zero-repainting salt-air and biological durability. 要旨(日本語): 短期的な効率最大化を目的としリソースを極限まで削ぎ落とす現代の設計思想は、40℃超の酷暑と突発的な氷点下の寒波(小氷期リスク)が共存する非線形な気候変動に対して構造的な脆弱性を抱えている。本論文(DOI: 10.5281/zenodo.24094981) は、山口県岩国市におけるモーター焼損事象を工学的教訓とし、実質月額維持コスト(OpEx)2,000円以下で300年間自律機能する文明の最小単位「岩国ベース・レジリエンス・プロトコル」の包括的実装仕様を提示する。本システムは以下の4層で構成される。(1) 不揮発な神経系(MRAM PIM):125℃の高温下でも電荷リークを起こさず瞬時起動(インスタント・オン)を実現するRenesas RA8D1(内蔵MRAM)およびEverspin xSPI MRAMを採用し、10kHzサンプリングのTinyML予兆検知アルゴリズム「Motor-Guard」をエッジ実装する。(2) 熱力学的自律性(Tri-Gen+物理タンク):発電効率55%のSOFC(エネファーム type S)の高温排熱を小型吸収式冷凍機(矢崎総業 Aroace)で冷熱変換し、水平震度2.0G対応の1,000L GRP製断熱パネルタンク(熱容量約58kWh)とIntelliThaw凍結防止機構を連成させることで総合エクセルギー効率85〜90%を達成する。(3) 経済的セーフティネットの自動化(RaaS):気象・地震指標連動のパラメトリック保険(テールリスク移転)とMRAM波形ログを証跡とするP2P互助(Frich:小口設備損害補填)のリスク・サンドイッチ構造を構築する。(4) 300年外殻:塩害・腐朽菌・紫外線に耐える本焼き「焼杉」外壁によりライフサイクルコストを極小化する。
DOI: 10.5281/zenodo.24094980
Language: English
Field: Energy
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7225745669
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