車は諸悪の根源

そういう本があるそうで、少し齧ってみたら面白かった。特にエネルギー消費の観点で見ると、自分が別に試算していた結果と合う点があって興味深い。

エネルギー効率の点から見て、燃料を使うエンジン、つまりガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ジェットエンジンなどというのは極めてリーズナブルなものなのだが、同時に大量のエネルギーを消費するものでもある。というのは、人間が生活するにあたって必要な衣食住の殆どは太陽エネルギーの賜物だが、そのエネルギーに比べて「移動」のエネルギーというのは物凄く大きいのである。

成人が一日に必要なエネルギー量をざっと2500kcalとすると、1 cal = 4.184 Jであるので、10.5MJ。一方でガソリンの発熱量は47.3MJ/kgであり、また比重は0.74(kg/L)であるので、リットル当たりで言うとその発熱量は64MJ/L。つまり(単純換算ではあるが)人は一日コップ一杯程度(164ml)のガソリンを飲めば生きていけることになる。そのコップ一杯で、燃費15km/Lの車なら2.5kmしか走れない。これは、人なら歩きで1時間、ジョギングで20分もあれば到達できる距離だ。

車は人と比べて非常に重いから、いくら燃料効率が良くても、人単独の移動に比べて遥かに効率が悪い。つまり、人の移動と共に車も移動するが、車の移動自体には意味がない(目的は人の移動なのだから)、しかも車の方が遥かに重いので、燃料の殆どは車の移動に費やされてしまう。これがその理屈だ。

これは化石燃料の枯渇という視点以外にも、太陽エネルギーの収支、あるいは持続性という点でも大きくマイナスである。つまり人類は、過去に万年単位で蓄積された太陽エネルギーを、新たに得られる分を大幅に凌駕して、百年単位で消費しているわけだ。「このまま後X年で石油が枯渇する」類の問題は、何十年も言われてきたわけであるが、新油田の発見や採掘技術の向上で都度延命され、今更感も出てきている。しかし、こういった視点から見ればやはり有効だ。

太陽エネルギーの収支から考えると分からなくなるので、間接的に二酸化炭素収支で考えるなら、現在の石油消費量は概ね半分にすべきである。それも、代替として他の化石燃料を使ってはならない。このうち、工業生産に使うものはごく僅かで、殆どは燃料として使われている。その二大用途は、移動と発電だ。2012年の世界の石油消費量は42億500万トンだそうだ。つまり、大雑把に年間20億トンの削減が必要ということになる。

移動に関して言うと、この問題の解決方法は三つしかない。①圧倒的に軽い(燃費の良い)車を作る、②(車での)移動を極端に減らす、③石油以外のエネルギーを使う、だ。

①の「圧倒的」は、目安として半分になる。②も概ね半分だ。①②を同時に行うなら、合わせ技でよいので各々のハードルはその分下がる。③は自然エネルギーか原子力だが、これは事実上困難だろう。むしろ発電所をそのように作って車は電気自動車にする、などの方が現実的だ。

例えば②に関し、人口の都市集中というのは考えられることだ。①はコミューターや電車が考えられる。3Dプリンタによる現地生産や、植物工場による現地栽培なども、これに含まれるだろう。だが、便利になればそれだけ贅沢をしてしまうのが人間だから、そう簡単にはいかない。

既存の交通機関で、最も、しかも極端に燃費がよいのは電車だ。乗員当たりで行くと5～10倍の差がある。だが勿論、電車は線路があるからこそ高効率なのだし、乗客数もそこそこ必要であるので、車のような自由度のあるものの代替にはならない。電気自動車ならどうかといってもそんなに変わらない。電車が根本的に自動車と違うのは、エネルギーが架線から供給されるため、大きく重いバッテリーがいらないからだ。

これより、①に関しては一つのアイデアが出てくる。電気自動車の重量の大部分を占めるのはバッテリとモーターだが、道路から電力供給ができればバッテリが要らなくなる。また、自動車のモーターを軽くするためには馬力を少なくすれば良いのだが、このためには急加速をしない、急な坂を上らない、という前提があればよい。つまり、坂が緩く電力の供給が可能な道路があればよい。

これにうってつけの道路がある。高速道路だ。高速道路には規格があり、坂の角度には上限がある。バッテリを減らすことで車重が軽くなれば、同じ加速度でもモーターの出力を減らすことができる。問題は電力供給だけだが、高速道路限定の車にすれば問題ない。つまり、道路の全面に渡って、例えば1kmおきに走行中無線給電ができるエリアを作っておき、その間は専用の車で移動するようにすれば、この問題は解決する。

これを実現するためには、高速道路の入口と出口で車を乗り換える必要があるが、当然入口の車は乗り捨てになり、出口の車はその車とは別になるから、車を個人で持つ場合は使えない。だから、経路の全ての車はレンタルないしはカーシェアになる。それも、ちゃんと遅滞なく繋がる保証がないと乗り辛いだろう。だから社会がそこまで充実して初めて実用になる。

ただ、トラックの場合は運送会社で閉じてやれば同じことができるから、先に物流でインフラ整備を進め、整ったところで一般に開放する、という手段は使えるだろう。

また、①のカーシェアについて、乗り合いバスを併用してやる。入口と出口が同じ人同士が一台の車をシェアすることで、行き交う車の数を減らすことができる。荷物の場合は混載が同じ効果を生む。また、空のトラックが帰ってくるということは避けられないが、その際のエネルギー効率も良いため、エネルギー節約に貢献する。

だが、②をやらないとかえって物流人流が増えてしまうかもしれない。コストが下がるからだ。だから技術的には①をやるにしても、政策的には②を進めるべきだ。これについては以前も議論しているので省略する。

ロボットメンテ前提のシールド工法共同溝

高度成長期に作られたインフラが老朽化し、補修費がかさむ問題について、その本丸は上下水道である。壊れたら修理しないわけには行かない(水浸しになったり汚物が溢れたりする)一方、その費用は膨大だ。その主たる理由は、地下に埋められていることにある。

対症療法たる補修は勿論必要なわけだが、根本的な解決策は別途必要だ。その代表的なものが共同溝だ。完全に埋めてしまうことがメンテナンス性を悪くしているので、後からアクセス可能なようにしておけばその後のコストは大きく減ることになる。

共同溝の欠点もまた分かっていて、初期投資が大きいことである。どうしても単独の溝より大きくなってしまうためだが、上下水管は一定以上細くできないし、何しろ人が通る必要があるから、小さくするのにも限度がある。空気も通さなければならない。そういった機構が費用を上げている。

これを解決する手段として、シールド工法による小型トンネル＋ロボット保守が考えられる。人間は入れない、ロボットによる保守のみ、という前提で、必要な穴径を小さくし、通風も行わない。またシールド工法を用いることで開削が不要なので、費用を抑えられる。

その構造は、下に下水管、その上に上水管、その上に電気・通信・ガスを入れてやるものとする。下水管は底に直置きとし、それ以外の管は、内壁の左右にある支持棒で支えて宙に浮くようにする。途中の要所にメンテナンス用の縦穴を通し、そこから交換用の資材やロボットを出し入れする。要するにマンホールだ。

通す管の中では下水管だけが少し特殊で、径が最大となること、また勾配が法律で決められている。このため、共同溝は下水管を基準に設置することになる。これは、万一上下水管が破損した場合でも、共同溝が排水管を兼用としてくれるメリットがある。

共同部の下水管の最小は150mmないしは200mmであるため、共同溝の大きさは少なくとも300～500mmになると思われる。僻地向けの500mmと、都心向けの1mを標準として作ってみてはどうだろうか。

実は、この程度の大きさの共同溝なら既に実例がある。問題はその先で、大きくは二つだ。①共同溝内の作業を全てロボットが行う、②共同溝自体の修繕や新たな共同溝の作成にもロボットを使う、というところだ。これができなければ低価格化は難しい。

ロボットは、天井付近にレールをつけておき、ここをモノレールのように移動する。これで、水没する危険もゴミでコケる心配もなく移動できる。通信も電力供給もここからできる。カメラとロボットアームを持ち、またロボットアームはある程度の力が出るように作る。これでケーブルの引っ掛かりを解いたり掃除をしたりする。アームの操作は自動でもラジコンでもよい。

もし共同溝そのものが破壊されたら、中の管は諦め、改めて共同溝を掘り直すのが簡単だ。無事なところから再開し、次のマンホールまで自動で掘り進むようなシールドマシンが必要になる。このシールドマシンは、一般の鉄道用などとは違って汎用化が可能である。掘り進む度に外壁を自動ではめ込み、隙間をシールドするところまで自動で行う。これは新たに掘り進む場合も同じである。

まだ問題はある。一般論として、シールド工法で作るということは、各家庭等への分岐も開削せずに行う必要がある。50cm径のマンホールに対して、各戸から20cm径の共同溝を掘るシールドマシンも必要になり、またできた穴を通してどうやって配線配管をするか。

また、特に電力ではトランスや各種制御機器が必要だが、それをどこに設置するか。共同溝内で一番危険なのは電線だろうが、これを狭い穴に押し込んで大丈夫なのかどうか。ネズミやシロアリなどの被害を避けるためにはどうしたらよいか。ロボットが詰まって穴を塞いでしまったらどうするか。...

まあ、「言うは安し」である。問題山積ではあるが、技術的に不可能ということではなく、考えることがいっぱいあって面倒だ、というところだと思う。後はコストだろうか。ロボット技術がもう少し発達してきたら、それらにも解決の糸口が見えるのかもしれない。

物凄い量の「気付き」

AIの代表的な使用目的は、大量のデータの中から相関関係を見つけること、つまり「気付き」を得ることだ。例えば米国では、犯罪の起きやすい場所、時間をAIが推定してそこに警官をあらかじめ配備することで犯罪発生率を低減させることができた。

AIがその目的で使われだしたとき、どうせその気付きは殆ど人間が感じていたことの追証に過ぎないだろう、と思っていたのだが、最近は考えが変わっている。人間が感じられる環境条件のキャパシティは限られているが、AIにはそれがない。バタフライ効果とまでは言わずとも、一見何の関係もないように見える事象から新たな気付きを得る、またその気付きの質、量が人間を大幅に上回る可能性も考えなければならない。

それが極まってくると、従来は偶然起こるものと考えられていたことの多くが、実は必然的に発生するものだということが色々と分かってくるのではないか。単純には犯罪や交通事故、更にはテロ、紛争、戦争に至るまでが、実は必然だったのかもしれない。

今の世の中が戦前に似ている、と警告する戦争体験世代は多い。一つ一つは小さいことでも、それが数多く、タイミングを合わせて発生し始めると、何年後に戦争に至る確率何％として示されるとすれば、それは大きな成果だ。そして知りながらそれを止めなかった為政者もまた、不作為の罪を問われることになる。

戦争などは極端な例だ。制度を変えることで失業率が減る、待機児童が減る、貧困が解消される、二酸化炭素がどうなる、などというのは、政治家の(根拠の薄い)信念やプロパガンダではなく、冷静な数字として示されるようになる。それでも選択肢は人間の手の中にあるが、極端にオカシな選択肢を取ることはできなくなる。AIに支配されている気がして面白くないだろうか。でも世の中はそれで良くなるのだ。

日頃の生活でも様々な予想が便利さを加速する。天気予報はより高精度になり、ゲリラ豪雨や竜巻、光化学スモッグなども地域含め厳密に予測できるようになる。天気によって売り上げが変わる弁当や傘の準備なども、正確に提供できる。服の準備も完璧にできるだろう。電車の遅れや交通渋滞も予測できるから、出発に余裕を見込む必然性も薄れるし、無駄な待ち時間も減る。遊びや勉強の長さやタイミングも、より効果的な選択ができるし、無理しても落ちそうな受験はしなくなるだろう。

そのように、日頃何でもスムーズにいくようになると、渋滞や待ち、予備といった概念からくるモノやサービスが減ってくる。倉庫、備蓄、待ち時間、待合所、行列、整理券、ダフ屋、などだ。なくなるということはないだろうが、商売が厳しくなるだろうことは想像できる。その逆に、何時も混んでいるところに行くときは、必ず待ちが長くなる。たまたま空いているときに滑り込めた、などという偶然がなくなるので、そちらは詰まらない話になるだろう。

マトリックス

映画「マトリックス」シリーズでは、生身の人間は頭脳として使われてきた。単純に言えば計算機のパーツだ。あれはSFだが、ニューロコンピュータの進展を見ていると、人間の脳というのは実に良くできていて、計算能力とエネルギー消費のバランスは素晴らしい。生物コンピュータというのも有り得なくはないな、と思い始めている。

刺激を受けることでシナプスが伸びていき、新しい回路が繋がる、という仕掛けさえあればよいのだから、無理にシリコンコンピュータでシミュレーションするよりも、何らかの科学的／生物学的現象を応用した方が良いかも、というわけだ。

例えば粘菌や析出はどうだろう。析出と言えば二次電池の劣化原因として有名だが、わざと析出しやすいメッシュルートを作っておいて電気刺激をしてやるようなことは可能だろう。粘菌なら光や養分で誘導してやることができる。だがやはり神経細胞が最適なのではないか。

例えば、プレパラートの両端に電極を置いて、真ん中は神経細胞を培養して育てておく。このプレパラートを多数並べて結合し、機械学習と同じような学習をさせるのだ。電気刺激の他に温度感理や養分補給なども必要になるが、これらは養液循環で賄う。上手く作れば人間の脳より遥かに巨大な、情報処理能力の大きなコンピュータができるかもしれない。

だがそのうち、雑菌やウィルスの問題が顕在化するだろう。殺菌剤やフィルタなどの試みの後、白血球を使う方法が提案されるかもしれない。養液循環と酸素供給の効率を考えると血液の方が良い、であるなら肺と心臓も、･･･となって、最後にはやっぱり生物の脳を使った方が簡単、という話になるかもしれない。ネズミを使い、犬を使い、サルを使い、･･･ という可能性は、やっぱり否定できない。

VR記憶の宮殿

記憶の宮殿というのは、古典的な記憶術の一つだ。詳細はWebに委ねるとして、この「記憶の宮殿」を造るには最初の取っ掛かりが大事で、基点とする場所の選定や語呂合わせの手法などにはコツがある。これをVRと反復学習で補助してやることができないだろうか、と考える。

まず、基点となる家を3D撮影する。これはスマホのカメラをぐるっと廻して撮ることができる。これをVR空間にまず作り上げる。室内のものを3D分析して、家そのものと家具、たまたま置いてあるモノなどに分け、不要なものを取り除いて基礎空間を作る。

記憶を置く場所として更に先に進む場合、例えば引き出しを空けると云々、隣の部屋に行くと云々、というのは、更に同じ工程を繰り返して作る。この際、リアルなものでなく、あらかじめ用意した仮想的な部屋や引き出しをはめ込むこともできるようにする。

次に、覚えたいものから連想するイメージの自動作成を行う。例えば、部屋の右の壁にはアマゾンの密林の写真が飾ってあって、その写真には密林以外にも何か写っている、それはamazon.co.jpへのログインパスワードの語呂合わせだ、という具合だ。

アルファベットや数字に相当する様々なオブジェクトをライブラリとして提供してやるのがソフト側の役目で、それをどう配置するかは自分で行う。その後VRで見て、イメージを定着させる。もちろん自分で素材を作ってもよい。また、短いセンテンスからそのオブジェクトを自動作成する機能も欲しい。例えば「ずぶ濡れの太った人が怖い顔で手に「XX」という本を持っている」などという文章をタイプすると、そのイメージが現れる、という具合だ。

本物の記憶の宮殿との違いは、忘れてしまったとしてもそのイメージを何時でも見られる、ということ。また、忘れそうになるタイミング(忘却曲線)を利用して、再度VR映像を見るよう促され、覚えているかどうかのテストもできるようにしてやる。

これにより、初心者がカンタンに記憶の宮殿を導入できる。欠点として考えられるのは、そのVR空間を人に見られたり、サイバー攻撃で盗み見される危険だ。これを防ぐには、最後に数文字付け加えるマジックワードを別に覚えておいてこれは記憶の宮殿には入れない、複数の場所に分散して置いておいて合体させる、文字をずらしたり入れ替えたりするルールを別に持っておく、などが考えられる。

モノの『超』整理法

別の投稿「服の『超』整理法」で検討したことを、服でなく一般の荷物で行ってみたらどうだろう、と考えた。だが、家庭の荷物は大きさが様々であり、服や書類のように折り畳んで一定のサイズの袋(箱)に納める、という芸当ができない。箱の大きさがまちまちでも同じことをするためには、まず箱にIDを振っておいて、棚からの出し入れを自動検知する、という方法が望ましい。しかも自然な形で、だ。

Arlo Proは、バッテリで動く監視カメラだ。視界に動きがあったときだけ動作し、無線LANでデータを飛ばす。それは自動でサーバに保存される。電池のもちが良いことが特徴で、半年交換不要だそうだ。ここからキックして画像解析をすることは当然可能だろう。すると、こんな仕掛けを思いつく。

棚にカメラを向けておいて、そこからのモノの出し入れの様子をネットワーク上に自動保存する。保存されたデータは逐次解析され、そのモノが何であるかを識別する。この際、箱であってそれにIDが振ってあれば最高に簡単だが、そうでなくても形を認識して何とか個別識別する。暫くして充分な解析が出来たら、サーバからメールが飛んでくる。

そのメールの中身は、リコメンデーションだ。つまり、棚の使い方に関するアドバイスである。頻繁に出し入れするものを集中して手の届き易い中段に置き、殆ど使わないものは破棄を提案する。どれをどの程度出し入れしたかの記録を取り、出したまま戻ってこないものなども分かる。また、複数の棚に設置した場合、どこからどこに移ったかまで追跡する。また、引き出しのように仕舞った状態が分からないものは、その総量を推し量って詰め込み過ぎを警告する。モノが生ものと認識したら、長期間使っていないモノの識別の「長期間」を「消費期限相当」に置き換えて警告してくれる。

長期的に統計を取れば、無駄な買い物の指摘、平均的な家族とのギャップを量的に指摘する、モノの寿命など、様々な情報を得て、生活の改善に役立てることができる。なくなったモノが何処にあるかを教えてくれたり、誰かが持っていったのならそれを教えてくれるというのも有用だ。

新たに使うものはカメラだけだが、これとても監視カメラが既にあるならそれを兼用できるし、電池駆動のカメラなら配線を気にする必要もない。後はメールとWebだけだ。金額さえ折り合えば、結構有用なソリューションになると思う。

機能スキン

ソフトウェアの見た目を手軽に換えることができるのがこの「スキン」機能だ。テンプレート、フレームワーク、言い方はソフトによって色々あるが、様々なレベルで様々なスキンが提供されている。WebブラウザのCSSだってスキンと言えなくもない。

近年感じるのは、様々なソフトウェアの間を渡り歩くにあたり、単に見た目というだけでなく、操作性の違いを一々覚えなければならないことだ。単純な話、MacとWindowsとLinuxにおけるウィンドウの操作の違いがそうだし、アプリケーションのメニューの位置や階層もそうだ。そういった「操作体系」のレベルでもスキンが欲しい、というのが本稿の主張だ。

これは、ボタンやメニューバーなどを操作した結果として得られるファンクションの実行と、その操作体系を分離するものだ。起動するプログラムとパラメータ、その名称と属性をリスト化しておいてスキンに渡すと、スキンが考えて適切なUIを提供する。これによって、例えばMicrosoft Office風、vi風、iPhone風、・・・とスキンを変えてやることができる。

これは、同じアプリケーションを異なるプラットフォームに展開したい場合に有利だ。と同時に、異なるプラットフォームで同じUIを使いたい、というときにも対応できる。開発者側にとっても、UIを一々細かく考える必要がないことにはメリットがあるはずだ。