防災メガフロート

大地震が起こるたびに、客船を持っていて宿泊させる、という話が起こっている。結構なことだが、客船はそれなりに高いし、動かないのだから客船である必然性もない。メガフロートを防災用に持っておいて、その度に使ってはどうか。

ヘリポートと倉庫、接岸部、港、居住区を有するメガフロート作っておき、震災が起きたらこれを曳航して、近場の港に係留する。

現地に着くには数日～1週間程度は掛かる。これは初期避難と行方不明者捜索がひと段落し、本格復旧や仮設住宅の設営が始まる前、というタイミングである。ここでメガフロートに移る。地震からも津波からも自由になるので、余震が幾らあろうとも安心して過ごすことができる。客船より格段に揺れが少ないため、船酔いもないものと思われる。

避難所や仮設住宅と違って常設できるので、2階建てにする、集会スペース、診療所、店舗、運動場などと欲は出るだろうが、これは収容力と快適性とのバランスで考える。また、色々なバリエーションがあってもよい。居住性は高く、不足する機能も少なくできるので、被災者のストレスも少なくなる。例えば理髪店やマッサージ店などを備えておいて、被災者に運営してもらうようなこともできるはずだ。また、始めから発電機や燃料タンクを備えておけば、冷暖房煮炊きができる。広いスペースで子供が遊びまわることもできるだろうし、ボランティアも快適に寝泊りができる。

メガフロートの建築費は一平米当たり10～13万円と言われているが、これはうわものが何もない場合(ヘリポート、船着場)だ。居住区はもっと高いだろうから、30万円で計算するとして、各々1万平米(100x100m)で考えると、物流部は13億円、居住区は30億円、合わせて43億円となる。熊本地震向けの補正予算は7780億円だったそうだから、そう激しい額ではないように思う。

もっとも、ハコモノであるから維持管理費が掛かるので、死蔵するのはもったいない。普段は何かに使っておいて、非常時に持ち出すというのが常道だろう。物流倉庫、運動場、展示会場、市場、及び既存のそれらの拡張部として、という使い方が考えられる。それらがある程度ペイできるようなら、無理に予算を付けずとも運用できるだろう。

AI寿司職人は美味い寿司を握れるか

http://japanese.engadget.com/2017/03/28/ai/

これは、上の記事への反論である。

記事の流れについては先のリンクを読んで頂ければと思うが、大きくはその結論として①AIには想像力がない(苦手)、②日本人には世界に稀に見る想像力がある、となる。どちらも賛同しかねる。

だが、もちろん世の中にはこれよりもっと無茶苦茶な説がいっぱいあるし、それらにいちいち反論するのも大人気ないことだ。この筆者に対しても蔑みも怒りも恨みもない。この記事を取り上げた理由は、AIに対する世の中の人の見方がよく現れている、と思ったからだ。

実は、これを読んだときにデジャヴがあった。それは、コンピュータが普及し始めたときによく言われたことで、「コンピュータはデジタルだから微妙な判断はできない」「イチかゼロかしか分からない」「冷たい」といった類の話だ。今ではこれを信じている人は誰もいない。

確かに、現代のコンピュータはデジタルで動く。だが、人間の網膜の解像度を超える細かさで処理ができるし、人間が認識できる限界よりも細かい色数を表現できる。ファジー関数や確率論モデルは当時からあった。りんなさんのボケに笑う自分もいる。デジタルであるかどうかとコンピュータが冷たい答えしか出さない(ように思われる)こととの間には、本質的な因果関係はない。

上の記事に見られるAIに対する誤解は、「正解がある問題では得意でも、想像力創作力を必要とする問題は苦手」というものだ。これも広く言えばコンピュータそのものに対する誤解でもあるのだが、実際問題として、AIに創作料理を作らせる実験、ショートショートを書かせる実験、作曲をさせる実験、絵を描かせる実験などは、既に行われている。創作料理の実験では、人間では思いもよらなかった料理が出てきて、実験者はびっくりしたそうだ。

AIは確かに既存のデータを使うが、そこから出てくる結論が想像力に欠けるかと言えば、そうではない。その理由は、人間が創作力の産物だと思っているもののほとんどは、冷静に判断すれば既存のものの組み合わせであるからだ。分かり易い例は音楽で、使える音階とテンポの範囲は限られているから、その組み合わせたるメロディは既に出尽くしている。今初めて聞いた新しい音楽に感動したとして、それが確かに新曲だったとしても、コンピュータに作り出せないわけではない。

いや、それが感動するかどうかは分からない、という反論もあるだろうが、人間が心地良いと思うメロディには必然的な傾向があり、音楽理論などのベースもあるから、AIとしては比較的簡単な部類だろう。むしろ、AI以前の既存の手法でもできるくらいだ。

寿司には三つの観点が挙がっている。まず鮮度の目利きだが、これは筆者もAIである程度可能になるだろうと認めている。次は、その素材をどう加工するかを見極めることが生鮮品である故に難しい、ということ。最後はスペシャリテ(創作寿司)である。確かに音楽より遥かに難しいだろうとは思う。だが、インプットとフィードバック(正解)をどうするかさえ解決できれば、何れも学習可能だ。

寿司のネタの加工は、どう切るか(厚さなど)、また場合によっては調理(煮る、酢漬け、卵焼き、味付けなど)方法だ。また創作寿司の方は、普段のメニューとは異なる寿司をその場の判断で行うことだ。だが、市場で売られている食材は無限にあるかというと、そんなことはない。調味料にしても加工方法にしても、数学的には有限だ。プロの寿司職人と言えど、その有限の組み合わせの中から一つを選んでいるに過ぎない。それが鮮度と組み合わさったとしても、有限であることに変わりはない。

上のスペシャリテの例では、「中トロに小魚の骨を煮詰めてつくったみぞれを掛けて食べる」「スルメイカの肝乗せ」が挙がっている。何れも「素材」「素材毎の加工法」「組合せ」に分解すれば、素人でも想像の範囲に充分収まるものだ。後はそれを素晴らしいと思うか食べたくないと思うかだが、こちらは学習に頼ることになる。

そんなもののデジタル化は難しい、とは限らない。例えばクックパッドのサイトに行けば、料理の写真とレシピがデジタルになって載っている。寿司のメニューは少ないが、学習は寿司に限らずともよい。評価も一緒に取得可能だ。あるいは料理本などから学習することも可能だろう。他にも、売上データを見たり、顧客の反応を音声や画像からフィードバックさせることもできるだろう。

人間が、その創造力に対して過大な自尊心を持っているのではないか、というのは、AIに対する反論を多く聞いていて思うことの一つだ。実際には有限のものの組み合わせに過ぎないのに、その組み合わせが人間の理解の限度を超えると途端に神々しい世界に飛んでいってしまって、それが素晴らしいもの、誰にも(機械にも)マネできないモノ、と思ってしまう。

組み合わせ方は、その母数が増えるほど豊かになるし、美味い組み合わせへの勘も働くだろう。それには長年の経験が必要で、つまりは苦労が伴うから、人がそこに価値を見出してしまうのはしょうがない。だがAIはそこを一瞬で終わらせてしまう。しかも、単独の人間の経験を遥かに超えて学習できるのだ。感情的には腹立たしい限りではあるが、技術論は別だ。

自分としてはむしろ、AIの方が斬新な創作寿司を出してくれる期待の方が高い。そうすれば、高級店でなくとも回転寿司で創作寿司が頼め、且つ美味しく、種類も多数出てくるとか、安い素材でも調理で工夫して美味しくしてくれるなど、様々な楽しい未来が夢想できる。

もう一つの、②日本人には世界に稀に見る想像力がある、に関しては、技術的な反論ではないので、ここでは論じないことにする。

四角推磁気免震

免震技術の一つに、「エア免震」というものがある。地震が発生すると、ホバークラフトのように地面から浮き上がる、というものだ。

http://www.airdanshin.jp/

なかなかよいと思うが、普段は浮いていないわけだから、例えば故障していないかどうか確認するために年に1回点検で浮かせてみる、などは必要だろう。そして「浮く」という点に注目すると、地面から虫が入ってこない、地面の熱が伝わらない、というメリットがある訳だが、非常時しか浮かないからこのメリットは生かされない。では常時浮いていれば良いのかというと、空気を噴き出すのでうるさいだろうし、停電でドシンと落ちるのも困る。消費電力も大きいだろう。

では、と考えたのが磁気免震だ。これなら常時浮上しても騒音が発生しない。強い磁気の影響が気になるが、リニアモーターカーが大丈夫なのだから対策は可能なのだろう。リニアモーターカーと根本的に違うのは、動く必要がないから永久磁石でよい、ということだ。これなら電源も不要で故障の心配もない。

だが、ただ浮いているだけではダメで、揺れを吸収してもらわなくてはならない。このためには、磁石を単純に平面に並べて上に向けるのではダメだ。ではどうするか。

基礎を逆四角錐の形状に掘り込み、この壁面に磁石を埋める。一方、住宅の下部は同じような四角推(下向き)に作り、やはり磁石を埋め込む。この際、四角錐は一つだけでなくともよい。こうすると、まず地面が揺れたとき、家に近づいた方の基礎壁面より、家は斜め上方向の力を受ける。

しかし家には相当の質量があるから、慣性によってその動きは緩慢になる。その間に揺り戻しがくれば、家は反対方向からの斜め上の力を受ける。この力の合成により、家はほぼ真上に上がることになる。揺れの振幅・周波数が激しいほど家は高く上がる。この際、周波数が指定値を上回れば、どのような周波数であっても家は揺れが減衰する。この指定値は、家の重量、四角推の角度、磁石の強度から決まる、いわゆる共振周波数である。本震の周波数を想定し、これより充分に小さくなるように設計しておく。なお、長周期振動が気になるが、こちらは本震より極端に周期が長いため、設計値はこの間にしておく。高層ビルと違って限界まで触れると四角推が地面と当たるため、それ以上の幅で揺れることはない。

円錐ではなく四角推にしたのは、円錐だと回転してしまう恐れがあるためである。また、免震でよく問題になる風(台風)への対処もまた不要で、家は(若干斜め上になるがほぼ)上方向にしか揺れない。風の場合は揺り戻しがないが、四角推に当たることで家は垂直方向に動き、風が弱まると元に戻る。

尚、エア免震でもそうだが、水平を保つためには家の重量バランスに合わせて重りを配置する必要がある。建築途中でバランスが変わるので、これも適宜調整する。四角推の場合は、その窪みに水を溜めることで重量中心を地下に持ってこれるので、これができるならあまり必要ない。

問題になりそうなのは、恐らくネオジム磁石が使われるだろうがこれは錆びに弱いこと、床下に入り込む虫や砂埃に含まれる鉄などの対策、などだろう。また、少なくとも最初に建築する際は大変だろう。強力な磁石なので、近隣の鉄製品や砂鉄を見境なくくっつけてしまうだろうからだ。

最後に実現性を考えてみる。磁石で家を支えられるかどうかは、単位面積当たりの家の重量と、その面積を持つ磁石の反発力で決まる。同じか劣ればダメだし、数cmしか浮かないのであればやはりダメだ。最低でも15cmくらいは欲しい。

一般的に、木造住宅の重さは300kg/㎡と言われているそうだ。10mm角のネオジム磁石の吸着力が大体4kgf。また、反発力は吸着力の50～70%と言われている。ここから、

• 重量300kg、底面積1㎡の物体を15cm浮上させるために、吸着力4kgf、10mm角(10x10x10mm)のネオジム磁石を、物体と床に対向して設置するとして、ネオジム磁石が何個必要か。またその磁石の総面積は物体側・床側共1㎡以内に収まるか(個数が分かれば×1cm2で計算できる)。但し反発力は吸着力の50%と仮定する。なお、傾き誤差などにより物体が滑って落ちてしまう可能性は考慮しなくてよい。

という問題を解けばよいことになる。大丈夫そうな気もするが、詳細な計算は専門家に譲ることとする。また、実際には揺れた際に磁石がずれるから、この何割り増しという数が必要だろう。

更には値段だ。10mm角のネオジム磁石の価格は概ね百円。1㎡に千個要るとして10万円。60平米なら600万円だ。これはちょっと厳しいかもしれない。

別のアイデアもある。磁石で浮かせるのではなく、粘性流体で満たして浮かせるものだ。水銀は極端だが、シリコンシーラントのような弾性樹脂がまず考えられる。また、共振周波数の異なる複数のばねで繋ぐ、永久磁石ではなく電磁石としておいて、地震を検知してスイッチを入れる、なども考えられる。これならかなり安くなるだろうし、磁力を自由に調節できるので細かい計算をしなくてよい。

水からの伝言

http://www.masaru-emoto.net/japanese/jpntop.html

科学的でないことは明らかなのだが、社会の反応の方が気になった例だ。

まず、①これを鵜呑みに信じ、更には子供に教えようとした大人(しかも教師)が少なからず居る、ということが信じられない。また、②この程度のことに目くじら立てて、科学的な視点からのみ反論する人が多く居る、というところが情けない。

これは理科の時間に教えるものではなく、道徳の時間に教えるべきものだ。そして小さな子供に対しては教えず、ある程度物心ついた(これが一目で寓話(＝科学的なものではない)であると分かる)年齢になってから教えるべきだ、もちろんそれは寓話であることを明示すべきではあるが、決して教えていけないものではないと思う。

これは高度に心理学的なものなのだろうか。小学生程度ではこれを信じてしまうのだろうか。もしそうなら、教科書の作り方はもっと科学的であるべきで、特に歴史や社会の教科書でウソ(特に近代史)を教えることの方が、よほど罪作りではないか。

自分が教師で道徳の時間にこれを教えるとしたらどうするだろうか。教えさせるポイントは、

• これはもちろん科学的に証明された話ではないし、科学的根拠はない。それでもこれが広まった理由を考えさせる。
  • 人が信じたいこと、知らしめたいこと(悪い言葉遣いをしないこと)と合致した話だから。
  • 一般大衆にはこの程度の科学的知識がないから。
  • 人が科学的根拠のない話を冷静に受け止められず、宗教やオカルトを信じる心を持っているから。
  • 無垢な子供を騙して、宗教や特定の思想を広めようとしているから。
• この話からどんな教訓を得られるか、考えてみる。
  • よく作られた例え話として受け止め、悪い言葉遣いをしないことを心掛ける。
  • それが科学的、論理的に正しい話なのかどうかを見極める知識と知恵を持つ。
  • それがたとえ科学的、論理的にウソだからといって一意に否定するのではなく、その裏にある社会的背景や、話した人の心理を察する。
• これを科学的に真実だと信じ込んでしまっている人へどう対処したらよいか、考えさせる。
  • 科学的な視点から反論する。
  • 無視する、メッセージだけは受け取る、バカにする、・・・
  • その相手が先生だったら、親だったら、どうするか。

では理科の時間に教えるとしたらどうだろう。

• この話を証明するには、何が必要かを考えさせる。
  • 実験の方法論、データの取り方、思い込みや恣意が入らないようにするための工夫
  • 結果の公表の仕方、何を示せば信じてもらえるか
• 一見もっともらしい話が真実かどうかを見抜くにはどうしたらよいか、考えさせる。
  • いわゆる「統計のウソ」の話など
• 一見科学を装って相手を騙すにはどうしたらよいか、考えさせる。
• 相手の科学知識レベルを知った上で適切な情報伝達をする方法について、考えさせる。

どうだろう。道徳でも理科でも立派に使える教材になったのではないか。

シネコンの危機と対抗策

4Kや8Kの登場で映画館が衰退する、というのは、誰もが考える予想だろう。特にハリウッドのシステムは巨万の富を生み出してきたこともあり、その警戒感抵抗感もさることながら、これが現実となった暁にはどんなことになるのだろう、というのも気になる。

かつて音楽がそうであったように、映画を作ることも時代と共に簡単になってきた。映画の場合は、その技術を特殊効果に使うことで延命ができてきたように思う。だが、それももう終わりに近づきつつある。モブシーンや派手な特撮、自然な合成、モーションキャプチャ、物理エンジンによる精密なCGなどは、もうすぐ民間にも降りてくる。

その先には、一本当たりの価格(コストも儲けも)の低下、嗜好の多様化、玉石混交の大量多種生産、という現象が待っている。単館の映画館が減りシネコンが増えてきたのはその前兆とも言えるわけだが、これが更に加速するというわけだ。そうなれば、座席当たりの売上げは減ることになる。映画の危機、シネコンの危機だ。

まず、例えば30人規模の館が20、30と並ぶシネコンが登場する、という未来は考えられる。また、売上げ確保の手段として、従来は飲食に制限があったところ、積極的に売り込む、ということは考えられることだ。例えばデリバリーや飲酒を許す、などだ。それをするためには大きなテーブルが必要だし、映画のように座ってじっと見るだけのコンテンツでは都合が悪い。つまり、コンテンツが映画だけではなくなる、むしろ映画以外が主流になる、ということが想像できる。

例えば、スポーツやコンサート映像の配信がそうだ。また、カラオケルームの発展系として、貸切が主体でコンテンツはオンデマンド、という方向性もあり得る。あるいは体感ゲームやマルチエンディングの映画などが出てくる可能性もある。仲間うちで見るなら、大声を出して声援したり、実際には不可能な「ちょっと止めてトイレに行く」「早送りする、飛ばす」「同じシーンを何回も見る、スローで見る、別アングルで見る」などが可能だから、そこに価値を見出す人たちもいるはずだ。

特に別アングルは興味深い。実際にスポーツ観戦やコンサートに行ったとしても見れない角度、見れない距離から見れるわけだから、むしろ生で見るよりこの方が良い、という人も多いかもしれない。また、コンサートでは困難だろうが、スポーツではライブが可能になる。スポーツチームのファンレストランが試合で盛り上がるのと同じだが、映像が強力で貸切が基本、という少し違ったファンの行動も取れるようになる。例えば同じ試合で相手チームが隣の部屋にいるとして、アングルが各々のひいきのチーム寄り、などということも考えられる。

カラオケからの発展か、シネコンからの転換か、何れにしてもそのような形態のサービスが出てくる日は近いのではないかと思う。

液体呼吸と人工心肺

映画「アビス」で紹介された液体呼吸は、その後も研究されているようだ。短期間なら呼吸できるが、肺を傷つけることが問題になっている。確かに、空気が入る前提の肺に水を満たし、更にガス交換のためにはその水が動く(行き来する)必要があるから、圧倒的な密度を持つ液体の移動エネルギーが、肺胞に強い負荷を掛けてしまうことは想像に難くない。

液体呼吸ができるようになると、高圧下での活動が可能になる。具体的には潜水や宇宙(高加速度)での活動などだ。だが、個人的には、映画「パシフィック・リム」のような巨大有人ロボットを候補として挙げたい。巨大ロボットに乗り込んで戦闘をすると凄まじいGが掛かるため、実現は不可能とされているのだが、液体に満たされた室内にいれば、圧力は均等に掛かるため、この問題が大きく軽減されるのだ。

さて、肺の目的はガス交換、即ち二酸化炭素を排出して酸素を補給することだが、上の通り、肺の中で液体を勢いよく動かすことは肺の損傷に繋がる。そこで、肺には液体を満たすだけにして、ガス交換は別の方法で行えないだろうか、と考えてみる。

その方法は既にある。人工心肺だ。心臓手術中の機能代用に使われる。しかし、人工心肺で長時間人間を生かすことは難しいとされている。その最大の問題は、血液の凝固だ。一旦血液が体の外に出ると、シリコンや塩ビのホースに触れることになる。これが血液凝固を引き起こすため、人工心肺を使う際には大量の凝固防止剤が使われる。これが体に悪いことは明らかだ。また、ガス交換のためには、肺の面積に匹敵する60平米のガス交換膜に触れさせる必要があるが、これにも同様の問題がある。

従来はここで技術的限界が来ていたわけだが、最近になって幾つか希望が持てるニュースが出てきた。それは、3Dプリンタによる人工血管の製造や、iPS細胞などによる臓器の組織が培養できるようになってきていることだ。もし血管の内壁の細胞、及び肺胞の細胞を大量に増殖できれば、既存の人工心肺のパイプ及びガス交換膜にこれを貼り付けることで、凝固防止剤が不要になるかもしれない。

そんなことがもし可能になれば、液体呼吸ではなくまず人工心肺に使われるだろうから、まずはそちらを目指してもらうとしても、最終的には巨大有人ロボットへの応用を考えて頂きたいものだと思う。

木質ファイバーブロックによるレゴ建築

市販されているおもちゃで、巨大なブロックがある。樹脂製で軽く、子供がお城や家を作って遊ぶようなものだ。もう少し大きなものでは、家具を作れるようなものもある。例えば以下のようなものだ。

http://dada-media.com/2227

http://www.everblocksystems.com/

これを更に大きくして、例えば50×25×25(cm)くらいのブロックを大量に作ってやると、それこそ家を作ることができる。

そこら辺の草木を突っ込んでやると破砕成型してこのサイズのブロックができる、という機械を作って被災地に持ち込み、廃材をどんどん入れてブロックを作ってやる。するとこれを組み立てて仮設住宅ができる。ブロックなので建築技術は必要ない。また木質ファイバーにまでほぐすので、少しの材料で大量に作れ、また断熱性も確保できる。

作り方だが、大量の針で引っ掻いて草木を削り、ある程度乾燥させた後、型に入れて熱する。木にはリグニンという物質が含まれていて、加圧加熱することで接着剤様の性質を示す。型には多くの空洞を作っておき、一旦固まったらその空洞に再度削れたファイバーを充填し、蓋をする。最後に表面を防水加工する(ニスや油を塗る)。これはブロックを積み上げた後でもよい。

ニスや油程度では、防水は一時的なものになる。このため塗り直しや、樹脂製シートで覆うなどの補完が必要になる。また基礎と床はこれでは作れない。強度不足や腐食・虫害に対応できないため、別に用意する必要がある。

建築基準法の目で言うと、火災に対応できないし、耐震設計ができないから、本建築としては認められない。が、万一崩れても軽い木質ブロックなので怪我は少ないだろうし、火災の際は人間の力でブチ抜いて脱出できる。また、不要になった際は粗大ゴミではなく燃えるゴミにできるし、他の災害地域への再利用も可能である。木質ファイバーは断熱性だけでなく調湿機能があるため、快適に過ごせるだろう。

窓枠や風呂場など、考えなければいけない点は幾つかある。だが、被災時の当面の住まいとしては、まず雨風を避けること、寒暖の影響を抑えることが最優先であり、大規模災害においては材料不足の懸念があるため、有用であると考える。