カテゴリー: サイエンス

※　今回のコロナ関連で、加速したと思われることが、テレワーク関係以外にもある…。

※　それは、「無人化」「無人ロボの導入」だ…。

※　まず、みんな「三密労働環境」は回避するから、人が集まらなくなった…。

※　たとえ、集まったとしても、「感染対策」に失敗して、「集団感染」発生とか、「クラスター発生」とかになると、社会的に批難されて、それこそ、企業としての「致命傷」になりかねない…。

※　現に、どっかの「集団感染」が発生した病院では、そこで働いていた医療関係従事者が、大変な目にあったらしいぞ…。なんでも、子供の幼稚園・保育園で、「登園禁止」の措置を受けたり、小学校も婉曲に「自主不登校」を勧告されたり、近所のスーパーで顔見知りにあからさまに避けられたりしたらしい…。社会生活上の「不便」を来す事態となって、社会問題となったらしい…。世の中の人の反応なんて、そういうものだ…。

※　それで、企業としては、そういう「人手不足」や「感染対策のコスト」を秤（はかり）にかけると、「無人化」「無人ロボの導入」の強い「動因・誘因」となる…。

※　それ関係の記事も多く載っていたんで、集めた…。

ファミマ、商品陳列用ロボ導入　人手不足緩和へ
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO60952370Q0A630C2000000/

店での陳列簡単に　豊田織機、自動仕分けで新システム （2020/6/29）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO60921600Z20C20A6L91000/?n_cid=SPTMG053

豊田織機、大きさ違う荷物積めるロボ　21年実用化（2020/6/16）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO60378260V10C20A6TJ1000/?n_cid=SPTMG002

サントリーHD、物流倉庫に自動設備　格納ラックなど（2020/4/14）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO58037070U0A410C2XQH000/?n_cid=SPTMG002

ZMP、高所まで届く無人フォークリフト　価格も安く（2020/4/5）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO57687300V00C20A4TJC000/?n_cid=SPTMG002

ZMP、新型コロナでホテル向け無人台車、半額で提供（2020/4/17）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO58194700X10C20A4TJC000/?n_cid=SPTMG002

ZMP、警備ロボットに消毒液散布機能を追加（2020/4/10）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO57903410Q0A410C2000000/?n_cid=SPTMG002

ダイフク、ドライブスルー物流 積載時間を4分の1に（2020/3/19）
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO56943330Y0A310C2XA0000/

ダミー人形より精密！トヨタが衝突時の傷害を再現・解析するシステム無償公開
https://newswitch.jp/p/22775

『トヨタ自動車は、車の衝突事故による傷害の度合いをコンピューター上で解析できるシステム「ＴＨＵＭＳ（サムス）」を、２０２１年１月から無償公開する。より多くのメーカーや研究機関に活用してもらい、業界全体で自動車の安全性を高める狙い。無償公開に伴い、サムスのライセンス販売は２０年中に終了する。

車両衝突時の全身の傷害が再現・解析可能な人体モデルとして、豊田中央研究所（愛知県長久手市）と共同で開発した。現在、１００以上の自動車メーカーや部品メーカー、研究機関などが採用している。トヨタは無償公開で、利用者が改良を加え、その成果を他の利用者と共有するなどにより、利便性が高まるとみている。

サムスは衝突安全試験に広く利用されているダミー人形に比べ、人体の形状や強度を精密に再現できるのが特徴。コンピューター上でさまざまな衝突パターンを模した解析を繰り返し行え、衝突実験にかかる期間や費用を大幅に抑えられる。

日刊工業新聞2020年6月26日』

自律飛行する調査ロボット「トンネルマンボウ」の点検力
電動式で最長６キロメートルの飛行が可能
https://newswitch.jp/p/22755

『西松建設と長崎大学海洋未来イノベーション機構で開発した飛行船型水路トンネル調査ロボット「トンネルマンボウ」が、全長約２・６キロメートルの水力発電所水路トンネルを自律飛行し壁面の点検・撮影に成功した。同ロボットは電動式で最長６キロメートルの飛行が可能。搭載したカメラは１センチメートル程度の小さな壁面の傷も撮影できる。今後、西松建設は農業用水路トンネルの点検にも用途を広げる。

トンネルマンボウは無人型飛行船ロボット。全長３・７メートルで直径１・２メートル。飛行ロボット（ドローン）に比べて消費電力が少なく、機材の積載量も大きい。実験では断水時に全長約２・６キロメートルの壁面を安全に点検することに成功、２度の連続点検も確認した。点検終了時のバッテリー消費量から最長６キロメートルの飛行が可能だという。従来は断水時に人が内部に入り点検していた。

水力発電所の水路トンネルは、老朽化や地震・長期運用の影響により、建設から平均５０年で表面にひび割れなどが発生し、耐久性が低下するという。

日刊工業新聞2020年6月25日』

時速80キロで走りながら0.2ミリを検知するスゴい「ひび点検車両」
三井E&Sマシナリーなどが開発
https://newswitch.jp/p/14258

『三井Ｅ＆Ｓマシナリー（東京都中央区、岡良一社長、０３・３５４４・３９５０）はトノックス（神奈川県平塚市）と共同で、時速８０キロメートルで走行しながら道路トンネル内のコンクリート壁面に入った０・２ミリメートルのひび割れを検知できる特殊車両を開発した。点検員の近接目視を代替する程の性能を持つ。高度経済成長期に整備され、建設後５０年を超える道路トンネルが増える中、定期点検の効率向上に貢献する。

　開発した「トンネルキャッチャーＴＣ３」は高精度ラインセンサーカメラユニットを１３台搭載し、発光ダイオード（ＬＥＤ）でトンネル内壁面を照らしながらカラー撮影する。センサーユニットが回転し、３６０度撮影可能。高速走行中に計測でき、交通規制は不要。ひび割れや漏水、剝離、腐食などの情報を展開画像として取得できる。

　道路トンネルの定期点検は国土交通省の定期点検要領で５年に１回の頻度で行うことが求められているが、点検作業は点検員の肉眼での近接目視や打音検査による状態把握が必要。トンネルは全国約１万カ所に及び、点検員の負担軽減を図る上でも、国交省は点検調書作成を効率化するための点検記録作成支援ロボット技術開発を進めている。

　三井Ｅ＆Ｓホールディングス（旧三井造船）グループは、独自の３次元レーダー探査技術を核にインフラの非破壊検査事業を展開しており、ＪＲ東日本向けのトンネル覆工検査車や路面下空洞探査サービス、橋梁床版調査など多くの実績がある。道路やトンネル、橋梁などの点検・検査ニーズが高まる中、事業規模を現状の数億円から２０２０年に１０億円引き上げる方針だ。
日刊工業新聞2018年８月３０日』

トンネル剥離をレーザーで発見！？驚異の打音システムとは
従来より20倍の速さで処理可能（2019年09月13日）
https://newswitch.jp/p/19204

『フォトンラボ（東京都中央区、木暮繁社長、０３・６２１４・２５２９）は２０２０年７月までに、道路や鉄道の老朽化したトンネルの覆工面のうきや剥離箇所をレーザーによる精密計測で発見する「レーザー打音システム」を発売する。インフラの劣化が進む中、人手によるハンマー打音検査に代わる検査として注目されており、インフラ維持管理の手法として今後の主流になるとみられる。製品価格は２億円前後となる見通し。

　レーザー打音システムは、覆工面に振動を励起するレーザーを照射し、その振動を別のレーザーで精密計測することで、覆工面のうきや剥離箇所を発見できる。遠隔・非接触の精密打音が１秒当たり５０回でき、従来の人手による打音作業に比べ、約２０倍の速度で処理する。

　レーザー打音システム自体の販売とトンネルの計測サービスを展開する。既に稼働する計測検査（北九州市八幡西区）の画像計測システム「ＭＩＭＭ（ミーム）」とレーザー打音を組み合わせた総合計測サービスを提供することで、従来の１０倍以上の効率化が見込めるという。建設技術研究所とインフラ計測に関する業務提携を結んでおり、営業面も強化している。

　今後はインフラの新設工事は減少し、維持管理が大きく伸びるとされ、トンネル計測市場は３０年に１４０億円規模と想定されている。フォトンラボは３、４年以内に売上高５億円規模を目指す。トンネル定期点検要領の改訂に伴う市場拡大を見込み、３０年に売上高２０億円を目標に掲げる。鉄道や道路トンネルのほか、導水路トンネル、橋梁などの用途分野を拡大し、「将来は売上高１００億円規模の最先端のインフラ計測メーカーとしたい」（木暮社長）という。

　フォトンラボは、戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）の社会実装として、１７年に理化学研究所（理研）と量子科学技術研究開発機構（ＱＳＴ）の研究者らが設立した、理研ベンチャー・ＱＳＴ認定ベンチャー。埼玉りそな銀行が直接出資している。』

https://vdata.nikkei.com/newsgraphics/sony-playstation/

タワークレーンを遠隔操作、鹿島と竹中など4社がコックピットを20年度内に実用化
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00154/00954/?P=2

※　これが、「遠隔操作」する時に使用する「コックピット」だ…。ここに乗り込んで、遠くの「タワークレーン」を遠隔操作・遠隔操縦するわけだ…。

※　システム全体の「概念図」だ…。「工事用機械遠隔監視システム」とあるから、「タワークレーン」だけでなく、「工事用機械」全般を「遠隔監視」できるような、汎用の「システム」を構築する…という構想なんだろう…。

※　様々な「工事支援ロボ」を「システム」に繋いで、「一元的に」管理・操作するようなことが構想されているようだ…。「コテキング」というのは、現場でコンクリートを打った後で、仕上げに「コテがけ」することを行う「ロボ」のようだ…。そういうものも、開発・投入されているんだな…。

「墨出しロボ」というのは、柱なんかの木材に「墨付け」するのを支援するロボか…。大工さんも、そういう「ロボ」と共同で、作業するような世の中となったんだな…。

「耐火被覆吹付ロボ」というのは、コンクリート打ちっ放しに、耐火性を持たせるために、「耐火性剤」を吹き付ける作業を行う「ロボ」のことか…。そういうものも、開発・投入されているんだな…。

もはや、世の中は、そういう風になって来ている…。

4足歩行のロボットが土木工事で活躍、将来の夢は「現場監督」
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00107/00104/

※　名高いボストン・ダイナミックスが開発した…。「軍用犬」ロボの「スポット」だ…。「建設現場」や、様々な現場に投入することが、構想されている…。

※　ここでは、スポットが「シールド工法」で掘ったトンネルの「点検画像」を送って寄こして、ちゃんと「設計通り」建築されているのかの「点検」に役立たせる…、なんてことが構想されている…。

※　この手の「点検業務」は、どんどん無人化していく流れとなっている…。

※　ここでは、「スポット」を取り上げたが、「プラント」や「橋」「高速道路」の「点検業務」を、「ドローン」を飛ばして、画像解析をＡＩとの組み合わせで行う…、なんてことが構想されているようだ…。

※　まだ、実用化には至っていないようだが…。

https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01289/051500015/

『職種により、仕事上どうしても人と対面しなければならない場面がある。事務所や事業所に赴いて他人と接するとき、当面は、新型コロナウイルスの「飛沫感染防止」策がなければ安心して働けない。

　行政機関における防止策として、自ら工夫するDIY（Do It Yourself）精神を発揮して話題を呼んだのが、段ボール製パーティションなどによる鳥取県の取り組みだ。』
『いち早く対策が進んだのは、平井伸治県知事の指示の下、2020年3月30日に人事企画課が庁内に大号令を発し、各職場の工夫を奨励したからだ。4月人事に伴う部署間や席の移動、物品の配置変更に際し、感染リスクの軽減策を反映させるというものだった。

　部署の事情や部屋の余裕に応じ、職員の席の間に距離を設けたり、執務机が同じ方向を向く教室形式の配置にしたり。それが無理であれば、あり合わせの段ボールや食品用ラップフィルムなどを使い、自作のパーティションで防護する。メディアに取り上げられて以降、予算をかけずに業務を継続できる「鳥取型オフィスシステム」として県内外にアピールしてきた。』
『接客時の感染防止策に関する相談を受けたのを機に、まず自社内で「透明な間仕切り」を使い始めたというのが、建築設計事務所のオンデザイン（横浜市）だ。こちらも所員によるDIY。透明の塩ビ板を用いている。

　話を持ち込んできたのは、日ごろコンサルティングを依頼している会計事務所。「お金の相談をするという性質上、事務所を訪れて直接話したいと求めてくる顧客が少なからずいる。また、判子を押すために、仕方なく訪れる人も多い。そのときに、会計士のリスクやストレスを軽減できる環境が欲しいという話があった」と、オンデザインの西田司代表は語る。

　材料には、軽量で安価な塩ビ板が適していると当たりを付けた。使い勝手や強度などを試すため、4月中旬に、まず自社の会議スペースに試作版を設置。「普段使っている模型材料なので、容易に取り寄せることができる。天井からテグス糸で吊る格好を想定して厚さ1mmの板を注文し、間仕切りを製作してみた。アルコールで拭ければ、お客さんに安心感を与えられる。拭くときも、軽くたわむ程度で支障はないと確認できた」と西田代表は説明する。』
『DIY精神や地域のものづくりネットワークを新しい技術によって生かす市民工房「ファブラボ（FabLab）」も、タイミングを逃さずに感染防止策を打ち出している。その1つ、15年開設のおおたfab（東京都大田区）は、アクリル専門の加工工場と協力し、飛沫感染防止に用いるパーティションなどの販売に乗り出した。

　おおたfabを運営するスマイルリンク（東京都大田区）の大林万利子代表は、キヤノンを独立後、自ら3Dプリンターを開発して起業。さらに、デジタルファブリケーョン活用の拠点となるFabLabとコワーキングスペースを立ち上げた。』
『おおたfab自体も製作技術を持つが、専門の加工工場に委ねる方が効率は良い。そのため、販売協力に徹している。市民工房としてのネットワークを生かして地域の感染防止の対策ニーズに対応してきたほか、オンライン通販のラインナップにも加えている。フェイスシールドは内科、眼科、歯科などの医院からの注文、パーティションは病院の受け付けや、営業を再開したいと考えている地元の商店などからの購⼊がある。』

https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00726/

『飛島建設と埼玉大学大学院理工学研究科の松本泰尚教授は現場で発生する振動を、汎用的な資材で低減する防振堤の技術を開発した。敷き鉄板またはコンクリート板の上に大型土のうを積み上げるだけで、地表面の振動を面的に制御する。振動が伝わる途中への防振対策としては安価で、簡易に設置できる。』
『敷き鉄板やコンクリート板は剛性を持たせるため、地盤に敷く。上から大型土のうを積み、単位面積当たりの質量を増やして振動の低減効果を高める。土のうを横に並べることで、振動を制御する面が広くなり、波長の長い振動に対して効果を発揮する。』

※　こういう地道な、課題発見→データの収集・解析→解決策の提案・実現…、が大切なんだ…。そういうことの積み重ねが、少しずつ世の中を良いもの・良い方向へと変えていく…。オレは、そう信じている…。

https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00154/00902/?P=2

※　スマホは、そろそろ台数的には、頭打ちになった感じだ…。それで、「スマホ」後にブレークしそうなデバイスを、予想したことがあった…。すぐに思いついたのが、「ウエアラブル」＋「ＡＲ・ＶＲ」だった…。もはや、ある程度は製品化されているんだな…。

『Trimble XR10とは別に提供するクラウドサービス「Trimble Connect for AR／VR」を利用すれば、各種設計データを3DのAR画像に変換できる。設計データの種類はSKP、IFC、RVT、DWG、DXFといった主要なCADやBIM（ビルディング・インフォメーション・モデリング）データ形式に対応している。

　設計者と施工者の間で図面の整合性を3D画像で確認したり、施工の関係者同士で合意形成がしやすくなるという。例えば、鉄骨などの躯体（くたい）や仕上げといった建築工事と、配管などの設備工事において、現実空間に3DのAR画像を重ねて表示。躯体と設備が相互に干渉していないかを現場で確認しやすくなる。施工前に現場担当者が3Dモデルを見ながら、空間の把握や課題の抽出をするといった用途にも使える。』

※　見た目は、こんな感じ…。

※　インターフェースは、ディスプレイ内に映し出されるウインドウに対し、手や指のジェスチャーで行う…。未来的だ…。

※　オプション品の数々（かずかず）…。建設現場での「騒音」を考慮して、ヘッドセットが「骨伝導」のものになっているところが、「なるほどな」だ…。

※　こんな風に、まだ敷設されていない配管の完成画像を、映し出すこともできる…。相当、応用範囲は広そうだ…。

https://www.47news.jp/national/science-environment/4691507.html

スカイツリー展望台は「時間が速く進む」…アインシュタインの理論検証
https://www.yomiuri.co.jp/science/20200406-OYT1T50212/

１８桁精度の可搬型光格子時計の開発に世界で初めて成功 ～東京スカイツリーで一般相対性理論を検証～ : 物理工学専攻 牛島一朗助教、香取秀俊教授ら
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_202004071401382830455235.html

時計の概念を巻き直す「光格子時計」　正確な時計の先に
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/features/f_00063.html

時間の遅れ
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%AE%E9%81%85%E3%82%8C
『時間の遅れ（じかんのおくれ、英語: time dilation）は、相対性理論が予言する現象である。2人の観察者がいるとき、互いの相対的な速度差により、または重力場に対して異なる状態にあることによって、2人が測定した経過時間に差が出る（時間の進み方が異なる）。

時空の性質の結果として[2]、観測者に対して相対的に動いている時計は、観測者自身の基準系内で静止している時計よりも進み方が遅く観測される。また、観察者よりも強い重力場の影響を受けている時計も、観察者自身の時計より遅く観測される。いずれも静止している観測者や重力源から無限遠方の観測者を基準とするので、時計の進み方が「遅い」と表現される。このような時間の遅れは、片方だけを宇宙飛行に送った1組の原子時計の時間のわずかなずれや、スペースシャトルに搭載された時計が地球上の基準時計よりもわずかに遅いこと、GPS衛星やガリレオ衛星の時計が早く動くようになっていることなどで、実際に確認できる[1][3][4]。時間の遅れは、SF作品において未来への時間旅行の手段を提供するために使われることがある[5]。』
『重力による時間の遅れ
詳細は「en:Gravitational time dilation」を参照
一般相対性理論においては、重力は空間（時空）を歪ませ、時間の進みを変化させる。このため重力ポテンシャルの低い惑星上では、重力ポテンシャルの高い宇宙空間に比べて時間がゆっくり進むことになる。例えば、地球上（正確には、ジオイド表面上）で1秒当たり100億分の7秒遅くなる。

全地球測位システム（GPS）では、GPS衛星が地上へ正確な時間を伝達することで、地球上の正確な位置を測定している。しかし人工衛星は重力源である地球から離れた衛星軌道上を周回し、地上に比して重力ポテンシャルが高い環境にあって、その分地上よりも時間の経過は早い。このため、衛星側の内蔵時計は毎秒100億分の4.45秒だけ遅く進むように調整されている。また、衛星から地上へ電波が伝わる経路も地球の重力場にあり、伝播の時間も影響を受ける。この分も調整して電波が発信される。』

重力時間膨張（※　グーグル翻訳文）
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_time_dilation
『重力時間拡張は、一形態である時間拡張、両者の間の経過時間の実際の差イベントによって測定されるように観察者重力から様々な距離に位置するマス。重力ポテンシャルが低いほど（クロックが重力のソースに近いほど）、時間が遅くなり、重力ポテンシャルが増加するにつれてスピードが速くなります（クロックが重力のソースから離れる）。アルバートアインシュタインは当初、この効果を彼の相対性理論で予測しており、その後、一般相対性理論のテストによって確認されています。[1]

これは、高度が異なる（したがって重力ポテンシャルが異なる）原子時計は、最終的には異なる時刻を表示することに注意して実証されました。このような地球に閉じ込められた実験で検出された影響は非常に小さく、差はナノ秒単位で測定されます。数十億年の地球の年齢と比較すると、地球のコアは事実上、地表よりも2.5年若いです。[2]より大きな影響を示すには、地球からの距離を大きくするか、重力源を大きくする必要があります。

重力による時間の遅れは、1907年にアルバートアインシュタインによって最初に記述されました[3]。これは、参照の加速系における特別な相対性の結果です。一般相対性理論、通過の差であると考えられる適切な時間によって記載されるように異なる位置に計量テンソル空間-時間。重力時間の膨張の存在は、1959年にパウンド・レブカ実験によって直接確認されました。』

重力波とその観測
http://granite.phys.s.u-tokyo.ac.jp/ja/?GWHistory

生き残っていく理論が物理となる
https://synodos.jp/newbook/15536　

※　画像は、上記のサイトからキャプチャした…。

※　光格子時計関連で、当たった画像はこういうもの…。

※　こういう人がやっている研究だ…。光格子なるものを構築し、そこに「セシウムの原子」を封じ込め、その周期的な振動を計測する…、という感じのもののようだ…。

※　大体、「重力によって時間の進み方が影響を受ける」とか、「速度によって時間の進み方が影響を受ける」とか言われても、ちんぷんかんぷんだ…。

※　有名な「アインシュタインの相対性理論」によるものらしいが、その理論自体がちんぷんかんぷんだ…。

※　こういうイラストは、有名で、よく見かける…。ここら辺くらいまでは、「なんか柔らかい網みたいなものに、重量物を乗せると、こういう感じで歪むんだろう…。」というアナロジーで、何となく分かる…。

※　こういう数式を示されてもなあ…。「テンソル」という用語が出てきているが、オレが知っている「テンソル」とは、例のＡＩで登場する「行列演算」の時に出てくる、「行列」にまとめてかけ算するような「係数」のようなものだ…。それと同じものなんだろうか…。

※　いずれにせよ、「空間」も「時間」も一定・不変のものではなく、「重力によって影響を受けたり」「速度によって影響を受けたり」するもので、しかも、その影響の度合いは、「数式」によって、正確に計算できる…、という話しのようだ…。

※　その計算に従って、スカイツリーの展望台では、「１０億分の４秒」速く進むということを、今回実証した…、という話しのようだ…。

クリックしてMRI-15-min.pdfにアクセス

※　MRIの原理の説明には、１古典力学（ニュートン力学）的に説明する方法と、２量子力学的に説明する方法とが、あるんだそうだ…。それで、１の方が、はるかに理解しやすく、上記の.pdfは、そういう方針で説明してくれている…。

※　それが、あまりに秀逸で、感動的にわかりやすかったので、全ページキャプチャしたものを、張っておく…。

※　ここに、この.pdfの趣旨が、語り尽くされている…。「古典力学レベルで説明可能な範囲にて理解可能」で、そういう趣旨で作成されたものだ…。なに、素人・一般人的には、それで十分だ…。

Illustration of a spin in a Bloch sphere showing a) precession in the laboratory frame due to a static magnetic field followed by b) the usefulness of considering this in a rotating frame and finally c) the magnetic resonance effect due to a resonantly oscillating magnetic field. This animation was made by Gavin W Morley with POV-Ray and Photoshop

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E7%A3%81%E6%B0%97%E5%85%B1%E9%B3%B4#/media/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB

※　上記の.gifは、Wikiから拾ったもので、「核磁気共鳴」現象というものを、模式的に表しているものだ…。通常は、横方向に回転しているところに、強い磁力線を当てると、縦軸方向に回転するという現象が起きる…。こういう状態が、「励起状態」で、一定のエネルギーをもっている…。外部からの「干渉」（作用を及ぼすこと）をやめると、次第にエネルギーを「放出」して、元の状態へと戻る…。そのときに、外部に「電磁波」を放出するので、それを「検出すること」ができる…、という話しだ…。