中国国家航天局(CNSA)は世界最古でも最大でもない宇宙機関ですが、過去にわずかな国しか成し遂げていない偉業、完全に機能する全球測位衛星システム(GNSS)の確立を目前にしています。 GNSSとは、地球規模で様々な地理空間サービスを提供する衛星測位システムのこと。現時点で運用されているのは、アメリカのGPSとロシアのGLONASSの2システムのみです。 多くの読者がGPS(全地球測位システム)や、やや知名度の低い競合GLONASSについてはご存知でしょう。では「北斗(BeiDou、BDS)」という名はご存知ですか?知らない方のために説明すると、北斗はCNSAが単独で運営する中国初の衛星測位シス
MITの研究者たちが開発した新しい機械学習ツールは、特定のコードをコンピュータチップが実行するのにかかる時間を予測します。このツールは、インテル独自の予測モデルよりも高い精度を示しています。 プロセッサ性能予測の難しさ プロセッサがアセンブリ命令ブロックを定常状態で実行するのに必要なクロックサイクル数を決定することは、パフォーマンスエンジニアとコンパイラ設計者の双方にとって極めて重要です。しかし、現代のプロセッサアーキテクチャでは解析モデルの構築が非常に複雑で、エラーが発生しやすく、プロセッサ世代ごとにゼロから作り直す必要があります。 MITの研究者たちは、このプロセスを自動化する機械学習ツ
宇宙ベースの量子インターネットは、地上の量子リピーターネットワークを大幅に上回る性能を発揮することが期待されています。ルイジアナ州立大学の研究チームによると、グローバル規模の量子インターネットを構築するには、高度1,900マイル(約3,060km)の軌道に400基以上の衛星を配置する必要があるとのことです。 量子インターネットがもたらす革新 量子力学の最も実用的な応用は、量子鍵配送(QKD)による安全な通信の実現です。量子インターネットが実現すれば、量子時計同期、量子テレポーテーション、分散量子計測・センシングなど、他の量子情報処理タスクも可能になります。 これにより、プライベートメッセージ
トルクセンサーで重力定数初決定・クーロン法則発見。近年トルク検出感度向上に多大努力。 パデュー大学研究者たちが常温でトルクセンサー驚異的感度達成。世界最速回転物体構築で実現。 物体はレーザー駆動ダンベル形シリカナノ粒子。毎分3000億回転、歯科用ドリル比約50万倍高速。 実現方法 真空中レーザー光でシリカナノ粒子浮遊、第2レーザー偏光板でトルク感度テスト。 具体的には1,550nmレーザー強集光でシリカナノ粒子(ナノスフィア)真空室内光学トラップ。別1,020nmレーザー外部トルク印加・感度測定。 Reference: Nature Nanotechnology | DOI:10.1
物理世界とスマートに相互作用する知能機械開発はAIコミュニティ長期目標。主要課題:複雑・未知環境を地図なしで効率的ナビゲートできるよう機械教えること。 現実地図は建物・構造変化・物体移動で数ヶ月で古くなる。だから物理世界用AIが地図なしナビゲート必要。 Facebook AI研究者たちが、コンパスデータ・RGB-Dカメラ・GPSのみ使用しポイントゴールナビゲーションタスク効果的解決新強化学習(RL)アルゴリズム開発。大規模アルゴリズム「DD-PPO」(分散型近接方策最適化)命名。 新RL分散アーキテクチャ良好スケーリング 現在MLベースシステムが複雑ゲームで人間エキスパート超越可能。だが
ミュージシャンが音符間移行に「ポルタメント」効果使用。中間音符定義せず1音符から別音符へ滑らか移行する技法。 ポルタメント200年以上使用歴史。しかし限定楽器のみ実現可能。バイオリン・人間声等音高連続変化可能楽器のみ。 MIT学生トレバー・ヘンダーソンが任意2音声信号間ポルタメント効果リアルタイム生成アルゴリズム開発。異なる音声クリップ融合(楽曲相互ブレンド、ピアノ音→人間声滑らか移行等)実証。 アルゴリズム仕組み 数世紀前幾何学ベースフレームワーク「最適輸送」基盤。複数起点・終点間データポイント最適移動決定。3Dモデリング・画像アライメント・流体力学・コンピュータグラフィックス応用実績
3世紀以上数学者・物理学者悩ませる三体問題:相互重力のみ作用下3物体運動計算問題。 具体的には3質点初期位置・速度与え、ニュートン運動法則・万有引力法則従い後続運動解くも一般解存在せず。2体問題と異なり同一惑星同一軌道等単純シナリオ小セット除き一般閉形式解なし。 強力コンピュータ発明で物理学者がこれら質点位置反復評価可能になったが、極大計算リソース必要、解も曖昧。 エディンバラ大学(スコットランド)研究者たちがAIモデル活用し効率的解決挑戦。驚くべきことに固定計算コストで精密解予測、既存ソルバー比最大1億倍高速達成。 ニューラルネットワーク訓練・検証 研究チームが三体問題データベースで
温室効果ガス排出急増源の一つは無規制航空炭素汚染。航空旅行は世界二酸化炭素排出量約2.5%占有。 航空旅行需要増で問題悪化。2010年航空セクター約24億人輸送、2050年160億人予測、CO2排出3倍増。厳格対策なしで航空が世界「炭素予算」1/4占有可能性。 ハイブリッド戦略デザインコンサルタンシー「Manyone」が飛行機効率的代替考案。巨大地下鉄システムのように世界半周ループする高速・レールレス旅客システム提案。 レール走行でなく、高さ65フィート(約20m)磁化ループ系列で空中浮遊。ループが列車推進、速度805km/h(500mph)超。システム全体「エアロスライダー」SF映画さ
既存ホログラフィックディスプレイはメガネ不要で3D視覚コンテンツ作成可能だが、応答時間・残像能力限定。 サセックス大学・東京理科大学研究者たちが、視覚のみでなく聴覚・触覚3Dコンテンツ提供アニメーション3Dホログラム開発。 具体的には超音波使用浮遊体積ディスプレイ実証。「マルチモーダル音響トラップディスプレイ(MATD)」命名。音響トラップ粒子捕捉、RGB光照射で色制御。 セットアップ 2アレイ超音波トランスデューサーが音波生成、直径2mmポリスチレンビーズ浮遊・制御。 同時聴覚・触覚コンテンツ配信 위해MATDがタイム多重化・第2トラップ・振幅変調・位相最小化使用。 ビーズ水平3.
中国で電力消費・発電過去数十年大幅増。2009年再生可能エネルギー技術世界最大投資国に。 中国は原子炉技術自立最大化目指す。数百研究施設が核融合電力開発集中。合肥所在「実験用超伝導トカマク(EAST)」もその一つ。 2006年建設以来定期アップグレード。ポロイダル磁石・超伝導トロイダル採用初トカマク(強力磁場で高温プラズマをトーラス構造閉じ込め機械)。 中国科学者たち最近発表:EASTが2億℃超温度達成、太陽核心1500万℃比13倍以上。建設完了、運用2020年初頭開始予定。 西南物理研究院・中国核工業集団共同開発、この人工太陽「HL-2M」命名。 クリーンエネルギー生成法 デバイス
機械が単に損害最小化でなく、排除不能損害分配も担う時代突入。損害分配(機械創出ウェルビーイング含)通常トレードオフ生成、解決は道徳領域。 自律走行車両衝突不可避・全員救済パス評価不能状況想定。車両が路上異なる人々間損害リスク公平分配決定必要。道徳ジレンマ、ロボット法則・人間倫理原理で解決不能。 2014年MIT研究者たち「Moral Machine」実験設計、AI搭載機械(自動運転車等)道徳決定人間視点収集。世界中4000万超回答集積、様々文化集合的倫理優先度貴重洞察提供。 Moral Machine 13シナリオテスト、人々が自動運転車優先順位決定: 多数命 vs 少数命 男性 vs
暗号化はデジタルデバイスで受信・保存・送信データ保護に使用。政府機密、企業機密、個人プライバシー保護に活用。 ほぼ全暗号技術が長い文字列でオンラインデータ保護。最普及形態RSA暗号は大きな整数因数分解困難性基盤。 RSAは公開鍵・秘密鍵用いる非対称暗号アルゴリズム。公開鍵に2大きな素数乗算数含有。秘密鍵同2素数から導出。鍵サイズ2倍・3倍で暗号強度指数関数的増大。 RSA研究所が半素数(2素因数のみ持つ数)リスト公開、元素因数発見チャレンジ。54リストRSA数中20解読済み。 フランス情報科学・自動化研究所(INRIA)研究チームがRSA-240因数分解成功。240桁10進数、795ビ
現代気象予報時代は1835年電信発明で開始。1世紀以上後、大気物理理解進歩で数値天気予報基礎確立。 今日、気象観測点・ブイ・船舶・衛星等からデータ収集、単一地点観測でなく包括的地域視点ベース予報生成。しかし精度低・低解像度結果に。 原因は平凡な気象機器・システム:更新頻度低、幾つか気象現象捕捉不能解像度。 解決策としてIBMが「グローバル高解像度大気予報システム(GRAF)」開発。毎時更新、3キロメートル解像度。既存グローバル予報モデル比3倍精度。 高解像度気象モデル以前から存在したが、短期予報・国家レベル限定。一部先進国地域のみアクセス可能。IBM GRAFが世界全域に詳細解像度提供
近年ウェアラブルデバイスが巨大商業的関心呼び、ウェアラブル・モバイルセンシングシステム進歩に多大努力刺激。 物理センサー・ウェアラブルモビリティが初期注目集めたが、近年傾向は(生物)化学マーカー検出デバイス開発にシフト。 ウェアラブル化学センサーは一時タトゥー、マウスガード、テキスタイル、リストバンド等プラットフォーム統合済み。カリフォルニア大学とサンパウロ大学(ブラジル)科学者たちが更進展:涙で血糖値測定ノベルバイオセンサー開発。 仕組み グルコースオキシダーゼ酵素(体液遊離グルコース検出主用)を涙中特定。人間涙含有多様代謝物、濃度測定で同時血中レベル推定可能。 研究者たちが流体デバ
切り絵は日本の紙切り芸術で、折ってから巧みに紙を切り望み形状に。完成切り絵は広げて鑑賞。シンプル切り絵は五芒星・雪片等対称的。 近年科学者たちがこの芸術で正方形→円変換、2D→3D形状変換、ヘビ型ロボット開発等実現。始まりに過ぎず、近未来多様応用期待。 ハーバード大学研究者たちが、切り絵表面プログラミングフレームワーク開発。ウェアラブルデバイス、伸縮エレクトロニクス、変形ロボット等統合可能に。 切り絵材料機能性向上 切り絵メタマテリアルは容易切断・伸張で複雑3D構成変換可能。階層導入で更機能性向上:更伸縮性・バンドギャップ広範調整可能。 これまで階層切り絵メタマテリアル研究は厚シート面
1960年代から1980年代で若年自殺率300%増加。オーストラリア例:15-25歳第2死因。米国:10代第3死因。CDCによると10-24歳自殺率2007-2017で50%以上上昇。全米ホームレス医療協議会報告:ホームレス半数以上が自殺未遂・自殺念慮経験。 米国研究チームが、限定リソースでホームレス若者自殺予防目指すAI搭載モデル開発。実生活ソーシャルネットワーク情報活用。 堅牢グラフカバリング 戦略的位置付け人々ネットワーク作成し、親族/友人見守り・必要時支援提供。研究チームがアルゴリズム開発。 実生活ソーシャルグループ分析し、「ゲートキーパー」として訓練すべき最適個人特定。ゲートキ
情報時代に世界データは膨大速度で増加中。既存デバイス(SSD、HDD、磁気テープ)は間もなく物理限界到達。 そのため科学者たちがDNA分子を長期コールドストレージアーキテクチャとして活用試行。任意形状可能、並外れた密度・耐久性。理論上1グラムDNAで215ペタバイトデータを数千年保存可能。 ETHチューリッヒ(スイス)とアーリッヒラボLLC(イスラエル)研究者たちが、日常物(水筒、シャツボタン、ガラスレンズ等)にDNA分子のみで大量情報保存する新手法開発。情報は数十年・数世紀後も物体から直接取得可能。 DNA「バーコード」製品マーキング、DNA大量データ保存等先行研究で「DNA of T
過去10年でAIは大きな進歩。囲碁・チェスがAI進歩評価標準に。 これまでほぼ全AIモデルが相手手完全可視の2人ゲーム制覇。一方ポーカー人気形式は複数プレイヤー、賭け・戦略・技術結合。 Facebookとカーネギーメロン大学研究者たちが、戦略設定でポーカープロ全員出し抜くAIボット開発。6人ノーリミットホールデム(最人気ポーカー形式)で人間エキスパートをアウトブラフ・アウトベットする初AIボット「Pluribus」誕生。 Pluribusはポーカーエキスパート(ワールドシリーズ優勝者2名含む)相手に5,000ハンドプレイし圧勝。ドンクベッティング等印象的戦略採用、ベテランプロ並みブラフ成
スマホ、タブレット、ノートPC、テレビの現代画面は、有機発光ダイオード(OLED)と呼ばれる微小デバイスで発光。これらダイオードは電流応答で発光する有機化合物層で構成。 晴天下でも画面を明確に見えるよう、アンチグレアフィルターで覆われます。アンチグレアフィルターのろ過メカニズムにより、各OLEDピクセル生成光の約50%が画面内に閉じ込められ、ダイオードエネルギー効率が半減。 使いやすさ向上のため(屋外使用不可ならデジタルディスプレイ普及せず)、OLEDメーカーはデバイスエネルギー効率と妥協してきました。インペリアルカレッジロンドン研究者たちが、OLEDディスプレイをより明るく、より高コント
近年機械学習技術は大きく進歩。物体・顔認識、リアル画像生成で良好な成果。しかし音声ではAIは失望的。最高峰テキスト読み上げシステムでも抑揚変化等基本機能欠如。スティーブン・ホーキングの機械音声聞いたことありますか?時々文理解困難です。 Facebook AI Research科学者たちが、既存テキスト読み上げシステム限界克服手法を開発。生成モデル「MelNet」で人間抑揚を驚異的精度で生成。事実上誰の声でも流暢に話せます。 MelNetと既存機械音声の違い ほとんど深層学習アルゴリズムは大規模音声データベースで訓練し実話パターン再生。主要問題はデータタイプ。通常音声波形記録で訓練され、これ
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