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Twitter Time on Your Lifeシステムの(雑)開発。Twitterユーザーはお試しあれ。

2010 年 2 月 3 日 miyashita コメント 4 件

今更説明の必要もないくらいはやっているTwitter(ツイッター)ですが、そのツイッターをやっているユーザー向けのシステムを電車の行き帰りで雑に開発しました。

その名も、
英題:”Twitter Time on Your Life / Humankind / The Earth / The Universe.
邦題:”あなたの人生、人類、地球、宇宙におけるツイッター時間。
システムです。

URLは、http://spacewalker.jp/twittertime/

です。要するに、あなたの最近のつぶやきを解析し、そのつぶやいている時間”感覚”を、人生、人類、地球、宇宙の時間軸まで広げて考えてみるというくだらないシステムです。さすがにTwitterインフラは非常に良くできていて、このくらいの雑システムなら2時間ちょっとで作ることができます。あくまでくだらない・冗談システムですのであしからず。
(このシステムを作るにあたり同様のシステムがあるかなど調査もしておりません。思いついたものを作ったまでです。)

是非、ツイッター中毒の皆様、あなたのユーザー名で算出しますので、是非お試しください。感想などコメントにでもいただければと思います。

このシステムを作ったのにはいろいろ理由があります。私はツイッターインフラのシステム・広がり・つながり、可用性など非常に素晴らしいと思っておりまして、同等システムのmixi voiceなどとは比較にならないほど良くできていると思います。多くの著名人もつぶやいており、ツイッターのすばらしさをよくつぶやいているのを見かけます。とはいえ、私個人的にはツイッターに関しては、あまり良い印象を持っておりません。ある方のつぶやきでは、ツイッターを始めたら優秀な知人(フォロワー)達が非常に精度の良いフィルターとなり有用な情報を効率よく取得できると述べておりました。確かにツイッターを見ていると、ある記事・ブログの引用から始まってみんながRTしています。これは物理的に世界中がつながったインターネットインフラを使った人類全体の英知の結合であり、確かに素晴らしいものだと思います。あるソース記事からRTが連鎖し、更に深い議論に発展し、ソースの情報から更に広がった新しいアイデアなどがでるかもしれません。そういう意味ではツイッターインフラは非常に人類にとって有用なものであるかもしれません。

一方で私が良い印象を持っていない理由は上述の有用性とは逆のものです。つまり、誰か一部の人のニュース記事・ブログエントリーをかき回すだけで、0からの新しいコンテンツ創造力が圧倒的に落ちているのではないか?という懸念です。つまり、人の情報を舐めるスキルは人類全体で向上しますが、これが一般的になりすぎると、何もないところから新しいものを考えるクリエイティブ能力が欠落するのではないか?という心配です。すぐつぶやける事で、著名人の生の声・リアルタイムの声が聞けることで情報の発信のスループットはあがりましたが、逆に非常に素晴らしいブログを書いていた人々がツイッターに移行したことで、その人から発信されるおもしろい情報は非常に減り、また浅くなりました。私の周りでも何人かいらっしゃいまして非常に残念に思っています。もちろんブログも、アフィリエート、広告の台頭により、他人の記事のただの引用、ペーストばかりで全く意味のないブログが乱発しているのも確かです。しかしツイッターの時間が掛かっている割に、”情報の残らなさ”、”文字数制限による情報の浅さ”、”RTなどの引用が主体となる情報インフラ”、などの理由で、良いコンテンツが生まれないような気がしてなりません。

私の単なる思い過ごしなら良いのですが、ツイッターを利用されている方に、自分のツイッター時間をいろいろな時間軸で比較してみることで、何か客観的に感じる事があるのでは?という願いを込めて、今回のシステムを(雑に)作った次第です。ご自身のタイムラインと費やしている時間をご覧になって、人類にとって前進しているかどうか考えるきっかけになればと思います。もちろん、人々のつながりの中で気軽に情報をつぶやきをしあえるコミュニケーションツールとしては大変優秀です。とはいえ時間は有限ですから、勉強をしようと、テレビを見ようと、ブログを書こうと、ツイッターをしようとデートをしようと公平に有限に進みますから良い形でつきあって行きたいですね。

ツイッターが人類全体で”ものを考える”事に対するゆとり教育には”ならないように”祈るばかりです。

また、ツイッターの情報の”残り方”にも懸念があります。過去の私のブログ”人類は前進しているのか?”でも述べておりますが、人類が他の生物に対して有利にできる技術は、知恵・知識を残す技術です。Twitterは検索もできますし、Googleでも直接つぶやき中にある単語まで検索が引っかかっておりますが、その断片(短いつぶやき)を見ても、はっきりいって大した情報ではありません。先のブログで、Blu-rayはエジプトのパピルスに勝てない可能性があることを述べています。デジタル技術は本当によく考えないと、まともに情報を残すことができません(人類の特権技術にもかかわらず)。人類全体で巨大なツイッター時間を費やすのですから、ちゃんと有益な情報を残すことをもう少し考えるべきだと思いますが、短い文字数でつぶやくというコンセプト自体、この視点とは相反していますね。

シンドラー社製エレベーター事故の報告書を読んで考える。

2009 年 9 月 9 日 miyashita コメント 5 件

平成18年6月3日に東京都港区シティハイツ竹芝において起こってしまったエレベータ事故に関して、社会資本整備審議会建築分科会建築物等事故・災害対策部会昇降機等事故対策委員会(長い・・・・)が、事故調査報告書を公表致しました。

国土交通省:報道発表資料:「シティハイツ竹芝エレベーター事故調査報告書」の公表について
また、報告書PDFは、シティハイツ竹芝エレベーター事故調査報告書
にて参照できます。55頁の報告書で詳細に調査してありました。

まず、この悲しいエレベータ事故で亡くなられた方(高校生)にお悔やみ申し上げます。日常的に使われており、技術もこなれているエレベータでこのような事故が起こってしまったのは本当に悲しいことです。彼の死を無駄にしないためにも、事故の再発が無いように努めなければなりません。まず、あらゆる業種のエンジニアの皆さん(ソフトウェア・エンジニアも含む)は、上記の報告書を是非読んで頂きたいと思います。報告書後半の付録では、エレベータのブレーキの原理も図示されよく分かりますし、今回の事故が複合的に起こっているのもよく分かります。設計に関する不具合、安全性(フェイルセーフ)の考え方、メンテナンス・保守の方法、実施体制などあらゆる面で勉強になりますし、皆さんの業種・ジャンルでも学ぶべき所がきっとあるかと思います。エレベータ業界の事故と客観視せず、同じ様な視点で自分の業種を見たときに、同じ様な事故・不具合に繋がらないか再考して頂きたいです。もちろん私の人工衛星開発の分野でも学ぶ的ところは多いと思いました。また、マンション・ビルなどの管理者の方でエレベータを設置している方も参考にされると良いかと思います。メンテ業者に依頼されているかと思いますが、今回はそのメンテ業者が直接的な原因となっている箇所を”チェックしていなかった”ので、お金を払ってメンテをしていても事故は起こりうることを認識された方が良いかと思います。

さて、今回の事故の原因ですが、詳しくは報告書をご覧頂きたいですが、複合的な理由で起こっています。簡単に述べてしまうと

■エレベータのカゴが各階に停止する際に掛ける電磁ブレーキがあり、この電磁ブレーキが摩耗によって効かなくなり、扉が空いた状態でカゴが昇降を始めた。

これが原因となっていますが、この事故に至るまでは複合的な要因があります。

1)電磁ブレーキは、ブレーキドラムをブレーキライニングを介して、ブレーキアームで挟み込むことで摩擦力を発生させてブレーキとする。ブレーキアームは、バネを用いて”何もしなければブレーキが掛かる”様にドラムをデフォルトで挟む仕組みである。ソレノイド(ブレーキコイル)に電流を流す事によって、ブレーキアームをドラムから引き離しブレーキを解放する仕組みである。今回、このブレーキコイルの抵抗値が、規定より半減していた(コイルの途中が振動などの摩耗で端子と接触してしまい、抵抗値が半減した)。そのため、ソレノイドの電磁力が低下し、アームを十分にドラムから引き離すことができず、事故前まで”常に半ブレーキが掛かりながら運用していた”。その為、ブレーキライニングが大きくすり減っていた。その為、バネを用いてデフォルトで制動される(効く)はずのブレーキが効かなくなった(つまり階に停止中にカゴをしっかりと固定ができない)=摩擦する部分がすり減ってなくなっていたため。エレベータはカウンターウエイトによりバランスを取っているため、このブレーキが効かないことで動き出して事故に繋がった。

2)ブレーキコイルは、コイルですので導電線が何回も巻いてあります。その導線の末端と末端に電流を加えないといけないのですが、振動など?の影響でコイルの途中と末端がショートして繋がってしまったようです。コイルの途中でショートしないように一般的な絶縁対策は取られていたようですが、結果的にはショートしたわけですから、根源的な原因はこの部分の設計ミス(またはショートしない対策方法が甘かった)と言えます。

3)直接的な原因は1)、2)で述べたものですが、エレベータは人の命を運ぶものですし、長期間に渡って使われるものですから、メンテナンス・保守が必須のエンジニアリングです。設計ミス要因は確かにありましたが、壊れないものなど世の中には存在しないので、壊れそうな部分を定期的にメンテナンスする必要があります。今回、マンション管理者(公団)からエレベータの保守業務を受けた業者は、この”ブレーキライニング”の摩耗に関しては、”検査していない”とのことでした。

4)シンドラーの専用メンテナンスマニュアルがなかった:マンション管理者(公団)も、エレベータ保守業者も、今回事故が起こったエレベータ専用の保守マニュアルを持っていませんでした。事故前にメンテを行った業者は、マニュアルがなかったため、東京都が定める”東京都昇降機等定期検査報告実務マニュアル(発行:東京都昇降機安全協議会)”をベースにメンテを行っていたとのこと。そのマニュアルには、今回の直接的原因となったブレーキの摩耗をチェックする項目がなかったかは不明ですが、メンテをした業者の定期検査成績書(上記PDF報告書の付表2)を見る限り、ブレーキの摩耗量を”定量的”に評価する項目は、そもそも”チェック欄”がないことがわかりました。このあたりが上記で複合的に起こった事故と述べた理由です。シンドラーとしては、エレベータ設計がどうなっている(このブレーキライニングが摩耗したら危ないという情報)情報を、メンテ業者に示すためにも、メンテマニュアルは必ず発行すべきですし、マンション管理者も設置エレベータのマニュアルを取り寄せるべきですし、メンテ業者もメンテを引き受けるなら一般マニュアルじゃなく、エレベータの個体マニュアルを取り寄せるべきだと思います。各プレーヤーがそれぞれ曖昧にやってしまったため、直接的な原因である摩耗をチェックするというメンテが”行えなかった”ことになります。つまり問題なのは、直接的原因に対して、”注目していなかった”ことです。

さて、原因は上記に述べたとおりですが、人が一人亡くなっているわけですから、同じ事を繰り返さないように我々も努力しなければなりません。我々エンジニアとしては、やはり設計技術を高めていかなければなりません。今回は、コイルの途中部分が剥げて短絡したという原因ですが、報告書から判断するにシンドラーの設計者の考え方が、”全系が全て正常に動作して成立する”設計思想と見受けられます。つまり、エレベータ全体のシステムを考えたときに、1つ故障箇所が起こっても他の部分でカバーする、サポートするという(いわゆる冗長系)が全く考慮されていないように思われます。今回のコイルの問題に置いても、短絡だけが問題ではなく、仮に短絡した際にアームが正常位置まで開いていないのを”検知”せずに、無理矢理動き出しているのが問題です。コイルにしろ、ソレノイドにしろ、コイルに投入する電力にしろ、アームが正常に広がらない要因は何個も思いつきます。複数の要因が考えられるわけですから、アームが規定位置まで正常に開いたかを検知するセンサーを搭載し、そのセンサーが作動しない限り昇降ロックを解除しないなり、いろいろ方法はあるはずです。報告書の説明は簡易的であるかもしれませんが、シンドラーエレベータ(事故機)のシステムは全体的に”全部がちゃんと動いている”のを前提とした設計であり、客観的に状態を把握するセンシング機能などが明らかに不足している印象を持ちました。

 報告書:40頁付録3の事故発生前に発生した不具合報告において、”C:着床位置ずれ・目的階不停止・閉じ込め”に注目してください。床の位置ずれ、目的の階に止まらないという現象が数十回起こっています。これは、インバーターからのノイズで位置制御がずれるという原因の様ですが、ノイズ対策をしていないのがもちろん論外ですし、床の位置ずれを検知するセンシングができていないのが大問題です。おそらくこの設計思想ですと、どの部分が壊れるとどのような事故が起こるという想像力がエンジニアに欠けていると言わざるを得ません。故障が予想される箇所を想像できていれば、センサーなどを設置すると思いますし、この部分の点検をするように、メンテナンス業者にマニュアルを供給すると思われます。メンテ業者・管理会社が提出を求めなかったのも問題ですが、現実問題として、メンテ担当者はマニュアルを持っていなかったため、今回の事故を事前に防ぐことができませんでした。

私が行っている人工衛星開発では、打ち上げてしまったら修理ができないので、信頼性の確保はいろいろな方法で行っています。FMECA (Failure Mode Effect and Criticality Analysis)と呼ばれる手法で、衛星システム全体で、どういった故障モードが想定され、どのようにシステム全体に影響を与えるかを徹底的に解析します。その解析で、この部分が1つ壊れたら衛星全体が停止するような単一故障点になる箇所は、設計を変更したり、冗長系を組んだりして、信頼性を確保して行きます。ここはエンジニアと宇宙環境との想定される故障を事前に想像できるかの知恵比べです。そういったスタイルで設計して行きますので、基本的には”あらゆるところで故障が起こるのではないか?”という設計思想になり、上のシンドラーの思想(勝手に決めつけていますが)とは全く逆であると今回の報告書を読んで感じました。逆に宇宙開発では、ここが神経質になりすぎて、冗長構成を採用しすぎるあまりシステムが複雑化し、逆に故障モードが増えてしまったり、地上試験の項目が増えすぎて開発期間が延び、コストが指数関数的に増大しているという現実もあります。前回のブログで宇宙開発はほとんど世の中の役に立っていないと自分の首を絞めるような事を書きましたが、この辺の信頼性の考え方は少し技術転用できるかもしれませんね。(と、書きましたが、おそらくそれも自動車業界のブレーキなどの安全審査にはかなわないでしょう)

エンジニアとしては、とにかく想像力を働かせて、1)故障点を減らす設計を検討する、2)長期使用に耐えうる設計を検討、3)何か部分的な不具合が生じたときにセンサーなど客観的に状態を判断して停止するような機能を導入する、4)長期的に摩耗などが起こり得る箇所を全て洗い出し、メンテ業者に正確に伝える、などが今回の事故から改めて重要だと感じました。(物作りの正に基本ですが・・・)

ビル・マンションの管理者は、結局事故が起きれば入居者も去って行き不動産収入が減ることになるので、エレベータなどの設置インフラに対して、製品のマニュアルを取り寄せ、確実にメンテ業者に渡す姿勢が必要です。メンテ業者も、安易に入札して安いけど信用がおけない業者ではなく、誠実に仕事をしてもらうところを選ぶべきです。今回のシンドラー社を見ていると、やはり日本では国内メーカーおよび、そのメーカーがメンテをしているようなエレベーターが良いかもしれませんね。やはり設計者とメンテは同じ会社であるべきということが今回の事故からも良いことは明白です。エンジニアは私も含め、概してマニュアル作りが下手であり、摩耗などが起こり得る箇所を提示するメンテマニュアルがちゃんとできあがるか不安です。さらに会社がまたぐと、特許云々でより伝達精度が落ちる気がします。

メンテ業者は、基本的には”正常であることが多い”お仕事ですから、仕事が単調になり、問題箇所を見落としてしまう可能性は否定できません。更に、マニュアルもない状態で、東京都が作ったような汎用マニュアルでは、個別の故障点をメンテできるわけもないので、今回の様な事故は今後も起こる気がします。やはりマニュアルだけではなく、プロ意識を持って、故障しやすい箇所を想像して、自発的に検査する姿勢になって頂きたいと思います。

そして、今回のニュースを読んだ別業種の方(エスカレーター、プールの監視員、自動車、飛行機、自転車、電車、子供の遊具・・・・)は、ご自身の業種で事故が起こることを想像し、全ての物は”必ず壊れる”ことを前提に、それを適切な方法で検査しているかをもう一度検討して頂きたいと思います。

今回の一番の教訓は、設計の甘さの指摘ももちろんそうですが、”検査を実施していても、故障が起こりうる箇所を気付かず検査になっていないことがあり得る”ことだと思います。

最後に、普段お使いのエレベータで”床がずれる”、”異常な振動がある”、”望みの階に止まらなかった”、”突然急上昇・急降下を始めた”など、1回でもあった場合は、必ずメンテ業者および、エレベータの管理人に連絡すべきです。いつも確実に動いてあたりまえのエレベーターシステムにおいて、1回でもエラーがあった場合は、故障の前兆です。そのメッセージを見逃してはいけません。ちなみに私は、このブログでも以前紹介しましたが、六本木ヒルズ森タワーのエレベーターの異常振動に気づいていながらも森ビルに連絡しませんでした。その数ヶ月後にワイヤーが切れる事故がありました。起こらないならそれはむしろ良いことなので、世の中のシステムで何か異常に気付いたら大事をとって連絡するべきです。

ドラえもん工学その2:(祝)過去の誕生日

2009 年 9 月 6 日 miyashita コメント 6 件

9/3はドラえもんの”過去”の誕生日でした(まだ生まれていないので)。Googleのトップでもドラえもんバージョンになっていました。私が小さい頃にドラえもんが大好きだったこともあり、このブログでもドラえもんはよく取り出しています。今回は、過去の記事”ドラえもん工学”の続編を述べたいと思います。

ドラえもん工学”では、ドラえもんを具現化する為に必要な技術を洗い出し、何点かの”道具”を実現するための応用例を示しています。
また”どこでもドア”があるのに、なぜ”どこでも窓”があるかについても述べています。その理由は”メーカーが違うから”という仮定を導き出しているのですが、そのような内容に興味がありましたら過去の記事を参照頂ければと思います。

今回の記事では、過去の記事と多くの部分で同じ内容になるのですが、ドラえもん実現に向けて、必要な技術に対してもう少し考えて見ることにします。

ドラえもん具現化に向けた必要要素技術は
1)3次元原子レベルスキャナー(またはもっとミクロレベル)
2)原子レベル物質構成・生成機
3)原子レベルデータ送受信機
4)脳波(意志)読み取り技術およびデジタル化
5)脳(脳波)へ書き込み技術
6)タイムトラベル技術(未来行き)
7)タイムトラベル技術(過去行き)
*)および以上を超小型で実現する必要がある。

この技術があればドラえもんの道具のほとんどは実現化が可能です。

そういえば、先日ドラえもんを将来作りたいと言っていたベンチャー企業の社長に会いましたが、その方に”ドラえもんを実現するのに一番難しい点はどこですか?”という質問に、”ドラえもんを動かす人工知能”と言っていました。ドラえもんはロボットですので、歩行はもちろん、会話を行うなどの人工知能が必要です。しかしこの辺りの進歩は日進月歩でまもなく完成するでしょう。人工知能は、ドラえもんの具現化の上で、モーターなどのメカ部分の次に簡単な(見通しの立つ)技術と言えます。このブログでは、そういった現代のロボット工学の延長ではない、ドラえもんに必要な技術について扱ってゆきます。

1)3次元原子レベルスキャナー(またはもっとミクロレベル)
 ドラえもんの道具の実現に向けて大変重要な位置を占めている技術です。あらゆる物質の原子構造を3次元的にスキャンし、デジタルデータ化する技術です。原子よりちいさいものはどんどん見つかっていて解明が進んでいますが、とりあえず”物質”という意味では原子レベルとしておきます。電子顕微鏡などで原子レベルまで見えてきていますので、3次元スキャン方法(透過スキャン技術など)に課題がありそうですが、何となく実現できそうな技術だと思います。後述しますがこれを”超小型”で行う必要があります。超小型化が難しそうです。

2)原子レベル物質構成・生成機
 1)でスキャンされた物質の3次元原子レベルデジタルデータに従って原子レベルで組み上げ、物質を生成する技術です。とにかく任意の原子をどこから持ってくるのか、その原子をどうやって組み上げるのかにかなり技術的な難しさがあります。もちろん専門ではないので最先端レベルでは近いことが行われているのかもしれませんが、エンジニア一般感覚でかなり難しそうな技術です。ドラえもん実現に向けた大きな障害になっている技術ですね。

3)原子レベルデータ送受信機
 1)で取得された原子レベルの膨大なデジタルデータを遠隔地に転送・送受信する機能です。今のネットワーク技術、Internetの延長ですのでこれは簡単です。ただ原子レベルをデジタル化したときにどの位の膨大なデータになるのか?(意外と小さいのか)その辺りの懸念はありますが、まず大丈夫でしょう。

さて、1)~3)を使えば、ドラえもんの道具の多くのものは実現できます。

■どこでもドア:ドアをくぐる瞬間に人間のデータを3元スキャン+デジタル化、そのデジタルデータを遠隔地に転送、遠隔地でそのデータを元に物質を生成すれば、実現可能
■どこでも窓:同様
■ガリバートンネル、スモールライト、ビックライト:物質生成時にデータを相似縮小・拡大加工し生成すれば、実現可能
■タケコプター:スキャンし、少し先の地点で生成を繰り返す事で、竹とんぼというレトロなデザインで飛んでいるように実現できる。
■通り抜けフープ:技術的にはどこでもドアと同様ですが、大長編ドラえもん(映画)では、敵の城などに入る際に使っています。敵の城内部に物質生成機を置いておく必要がありますので、未来の世界では物質生成機はあらゆる場所、家庭、敵の城に置かれネットワーク化されている必要があります。敵の城内に置いてある物質生成をクラッキング(ハッキング)してその場で生成する必要があります。そういう意味で、通り抜けフープはどこでもドアよりも高額になります(想像)。現代では、情報流出などのITハザードが頻発していますが、未来では物質生成機がクラッキングされてそこら中に泥棒が入られる可能性があるので大変です。
■グルメテーブル掛け:言わずもがなですが簡単な製品です。未来の世界では安い道具の一つだと思います(笑)。一方でそうなればいくらでもレシピ(3次元原子スキャンデータ)があれば、食料を作れてしまうので、2)の生成機の課題の一つである、”原子をどこから持ってくるのか?”がやはり難しそうな話ですね。ゴミみたいなところから原子を引っ張ってきて再生成するみたいな技術になれば究極のエコになるのかもしれませんね(ただ熱は出そうですね)

4)脳波(意志)読み取り技術およびデジタル化
 今人間が考えている事を確実に読み取り、それをデジタルデータ化する技術です。昨年発表されて、ほとんど使えないことが分かった(笑) OCZ社のNIAですが、こういった民生用デバイスでも発売されつつあるようですし、今後もっと研究が進めば割と目処が立ちそうな分野ですね。

5)脳(脳波)へ書き込み技術
 脳波(意志・思考など)を脳へ直接書き込む(感じさせる)技術です。脳波はちょっと調べた限りuV程度の電圧ということで、それを脳に流し込む技術ですね。脳波解析と供に進みそうな技術ですね。ただ、大変危険な分野なのでこれは生命倫理にかなり抵触しそうですね。麻薬や性的な快楽などを与えるなどが始まるとかなり危険です(少子化が進みそうですし(笑))

さて、4)、5)を使えばいろいろドラえもんの道具に応用できます。

■四次元ポケットの”読み取り部”:手を突っ込んだ時に任意の道具を引っ張れるわけですが、この部分はこの脳波読み取り機能を使って実現しています。ドラえもんが焦って変な道具を出してしまうのも脳波の乱れなどと考えられ説明がつきますね。
■もしもボックス:何度も登場するもしもボックスですが、のび太のあり得ない要求を本当に実現していたらドラゴンボールより地球は危険です。ドラえもんはのび太には内緒にしていますが、もしもボックスは本当に世界を変えているわけではなく、脳波にその世界になったことを書き込んで仮想的に行っています。
■どこでもドアの行き先”読み取り部”:どこでもドアも、どこに行くかを入力するインターフェイスが外観には見受けられないため、ノブを触ったときに行き先を脳波から読み取っていると考えられます。のび太が静香ちゃん風呂への到達回数が異常に多いのも、確信犯であることがわかりますね。

さて、ここで1)~5)に関して少し考えるべき内容があります。1)の原子レベルでのスキャンによって、人間の人格、記憶、意志、経験などはちゃんとデジタル化できるか?という内容です。1)、2)を使えばチョコレートは問題なく作れる見通しは立ちます。一方で、人間の情報を正確に原子レベルでスキャンしたときに、人格・記録というのは”原子”で表現されているのか?原子間力みたいな力で保存されているのか難しいところですね。脳の専門家はこのあたり見通しが立っているのかもしれませんが、この辺が私の知識では少し疑問なところです。1)~3)の応用である物質転送は、スタートレックの転送装置としても提案されており、スタートレックではちゃんと記憶も人格も記憶も含めて完全に転送できています。仮に記憶・人格まで1)の技術でスキャンできれば、4)の脳波だけ特化した読み取り技術は必要なく、同じ技術で脳の状態をスキャンしてしまえば、意志も読み取れるわけですから、結局1)~3)の技術だけで事が済んでしまいます。この辺り現代の研究がどこまで進んでいるか、今度論文でも読んでみたいと思います。

補足ですが、物質転送する際に転送先で3次元スキャンデータを元に物質生成するわけですから、言ってみればコピーを生成しているわけです。そうなるとコピー元(元居た場所)を転送後、ちゃんと消さないといけません。クローン人間ができるとそれこそ映画”アイランド”みたいな状態になってしまい、どちらか本物かクリーンかで揉めそうです。この技術ができたらこの辺りの国際的な法の取り扱いは超大変になりそうですね。アイドルヲタクがアイドルのクローンを自宅で生成みたいな事件が起こったら大変です。とはいえこの技術で少子化対策にとなるのも恐ろしい話です。三次元スキャンはともかく、2)の原子レベル物質生成機がかなり難しそうですから、しばらくは大丈夫だと思いますが・・・。

6)タイムトラベル技術(未来行き)
 これは簡単ですね。2)と3)の技術の応用です。今スキャニングして例えば100年後に物質生成すれば未来に行けます。ただし100年後に生成ボタンを押してくれる人がいないとダメなのですが・・。ただ、実際には地球時間において100年待たないと行けないので、オリジナルは死んでいますね。この考え方は、既に地球に多く存在しています。デジカメで撮った過去の写真を今見ているのも、”昔のある時間・空間の映像情報”を”デジタル化”し、パソコンで”見る”(復元・再生する)訳ですから、その写真を撮った時から考えれば未来にその風景・空間がジャンプしています。今のデジタルカメラの例は、可視波長域の話ですが、たとえばフルトヴェングラーのベルリンフィルの演奏を今聴けるのも、可聴域において同じ未来へのジャンプといえます。また、最近話題になっている遠隔地へ香りを送る(香りネットワーク:香り発生器を置いておいて、例えば恋人の部屋に好きな香りを届ける)MIRAPRO アロマジュールなどは、”臭い”の分野の応用ですよね。料理のレシピも考えようによってはそうです。過去に考えたレシピを、未来で作るのは未来へのジャンプとも広義には考えられます。そういう意味でかなり分野でデジタルデータ化し、遠隔地、または未来で発生することによる、未来へのタイムトラベルは頻繁に行われています。あとは、1)~5)の物質レベル・記憶・人格レベルのデジタル化を待つのみですね。

7)タイムトラベル技術(過去行き)
 さて、この技術だけは見通しが立ちません。おそらく無理なのではないか?と思うわけですが、誰も宇宙遊泳をするなんて思っていなかった時代もあるわけですし、この技術が実現できるかは楽しみですね。ただ、相対論を考えれば、”過去には戻れなくとも”、”浦島太郎”的タイムトラベルは不可能ではありません。つまり、”他の人よりも時間を経たせない”方法はあります。これはロケット技術がもっと発展してもっともっと加速し続けられれば理論的には他の人よりは時間が経つのを遅くできるわけですが、数秒はともかく数十年レベルとなるとしばらくはなさそうですね。ただ仮に実現できたとして、自分だけ時間が進んでいないというのが幸せなのかは疑問なところです。
 ちなみに私は中学生の時に未来の自分に向けて過去へタイムトラベルをするように指示を出した(勉強机に彫り込んだ)のですが、結果は来ませんでした。時間と場所を彫り込み終わった瞬間に後ろに現れる予定でしたが(笑)、現れませんでしたので、
A)その机のメッセージが未来に伝わらなかった
B)過去へのタイムトラベル技術が実現できなかった
C)過去へのタイムトラベルは法律で禁止されている
D)我々の宇宙は常に膨張を続けているため、地球のその時の位置は宇宙の絶対位置から見ればどんどんずれています。未来の自分が過去に戻ろうとしてもその時の地球の位置が絶対的にずれすぎていて断念せざるを得なかった・・。
 などいろいろな理由が考えられますが、少なくともその実験は失敗に終わりました(笑

さて、ほとんど過去の記事と同じ内容の塗り替えしとなっていますが、1)~7)の技術が仮に実現できればドラえもんの実現は可能です。7)はおそらく無理だと思うので、タイムマシンが無いドラえもんになるかもしれませんね。

さて、敢えて説明する必要もありませんが、四次元ポケットへの応用です。

■四次元ポケット:
・デザインはポケット型であるが、形は何でも良い。
・手を入れた瞬間に脳波を読み取り欲しいものを読み取る。
・読み込まれた内容に従って、未来のamazon.comの様な通販センターへ情報が伝わる。
・amazonみたいな通販センターは、それに該当する商品(道具)をポケット内に転送(ポケット内に原子レベル生成機がが内在)
・道具を取り出せる
補足:iPodとSonyウォークマンがあるように、どこでもドアとどこでも窓があるのは、メーカーが違う。

いつかドラえもんが実現できれば良いですね。エンジニアとしてはドラえもんの道具にはとても参考になるものが多いです。特にその恐ろしいまでのシンプルなインターフェイス(宇宙究明ボード:他の星に移住するボートがボタン1つしかない)など多くの点で勉強になることが多いです。

DS全盛の時代に、”はないちもんめ”などの古い遊び・童謡はどうなのか?

今年の正月に実家に帰省した歳に、由紀さおり、安田祥子姉妹による日本の有名な童謡の数々を歌うという番組が放送されていました。
”夕焼け小焼け”、”赤い靴”など、いわゆる日本の古い童謡と呼ばれる曲が数々ながれていたわけですが、聞いていて凄く懐かしくもあり違和感を覚えました。
由紀さおりさんたちも含め、祖父・親父の世代は小さい頃に、まさにこの曲の歌詞にあるような情景で遊んでいたのだと思います。その情景を体感しているので、懐かしいと思うわけですが、現代のNINTENDO DSをはじめとしたゲームが全盛の子供達にこの歌は理解できるのでしょうか?

花一匁(”はないちもんめ”)の歌詞と遊びを考えて見ます。

「勝って嬉しいはないちもんめ」
「負けて悔しいはないちもんめ」

花一匁のwikipediaに詳しいですが、もともと花屋と花を買いに来た人の、”花の値段の値切り”に関する歌が表向きの意味となっています。
もんめ(匁)は、江戸時代の尺貫法における質量の単位であり、1文銭の重さに由来したもの(現在の5円玉の重さ(3.75g)も同じ)らしく、花を買う単位でもあったらしいです。花を1匁という安い値段で値切られて悔しい、逆に値切ることができて嬉しいという意味の様です。一方で、裏の意味として、貧しい農家の家庭が、人身売買で、子供をたった1匁の値段で売るという時代背景を込めた歌とも言われているようです。この裏の意味がないと、歌詞後半の”誰々が欲しい”の部分が成立しません。この非常に暗い時代背景を含めた歌・遊びを、今後も子供達に使っていくのはいかがなものでしょうか?歴史的な事を教えるのには良いのかもしれませんが、理解が難しい気がします。また、DS全盛の時代に、歌ってじゃんけんをするという行為に子供達が楽しいと思えるのか甚だ疑問です。最近は、砂場などがある公園に子供達が集まってきて、DSをやっています(もちろん全ての子供がそういうわけではありません)

同じように、”赤い靴”に関しても考えてみます。

「赤い靴」
野口雨情作詞 本居長世作曲

赤い靴(くつ) はいてた 女の子
異人(いじん)さんに つれられて 行っちゃった
横浜の 埠頭(はとば)から 船に乗って
異人さんに つれられて 行っちゃった
今では 青い目に なっちゃって
異人さんの お国に いるんだろう
赤い靴 見るたび 考える
異人さんに 逢(あ)うたび 考える

全てwikipediaを参照すると危険なのですが(笑)、とりあえず赤い靴のwikipediaを参照しますと、

モデルの女の子がいて、アメリカ人宣教師に女の子が連れて行かれてしまう(実際には連れて行かれずに東京麻布の孤児院に預けられていた)というお話を読んだ歌らしいです。
この歌の歌詞もかなり強烈で、モデルの女の子おが居たわけですから、そういう歴史背景・時代背景を考える上では良いのですが、とにかく暗いお話です。
今、この歌を子供達が幼稚園なり小学校なりで歌うのかわかりませんが、Internet全盛時代で、世界中を人々が行き来する時代にエイリアン扱い(異人)で連れて行かれちゃう感の歌は、そぐわないかもしれません。

2つの古い歌を取り扱いましたが、今後このような童謡が残っていくのでしょうか?貧しくて、物がない大変な時代背景などを後世に残すという点では意味があると思いますが、現代の子供にとって、環境が違いすぎてなかなか理解できないのかな?という点と、我々が高齢者世代になったときに、”夕焼け小焼け”を懐かしいと思うのか、それともドリカムなり、ミスチルなりを懐かしいと思うのか?という点に関して、先述の番組を見ていて違和感を感じました。

Engadgetに面白い記事がありました(iPod世代の13歳にウォークマンを使わせてみた)。iPodに慣れた子供は、カセットテープの”裏返しの概念”、”巻き戻し、早送り”、”ノーマル・ハイ・メタルのポジション”の理解をするのに苦労した様です。特にハイやメタルは、イコライザーの設定だと思ったことがとても面白いです。

我々の世代はゲームウォッチ、ファミコン、パソコンが子供の頃にできたわけですから、アナログの木登りなどを体験しつつデジタルゲームに入っていきました。一方で、最初からInternet、携帯電話、DSがある世代に何も考えずに上記の様な古い歌を与えるのが良いか考えなければ行けないと思っています。その時代時代に合わせたものを作っていく必要があるのではないかと思います。Blu-rayなり大容量NASであったり、大量のデーターをアーカイブできるようになった最初の世代が我々の世代です。つまりデータとして、いくらでも残せるようになりました。その中で、過去を象徴するものとして何を残すのか、また我々の世代を象徴するものとして何を作り、何が残るのか考えていくべきではないでしょうか。過去の象徴はそれこそ先に挙げたような歌を歴史背景と供に残せば良いかと思いますが、我々の世代は何かあるのでしょうか?過去のブログ(アンパンマンは教育的アニメなのでしょうか?)でも述べましたが、この30年ちかく子供達のアイドル・ヒーローが変わっていないの点を危惧しています。子供達の喜ぶものは普遍的に変わっていないとも読み取れますが、普遍的に喜ぶものを考え、新しいキャラクターをやなせ氏よりも若いクリエイターが打ち出さなければいけないと思っています。これに関連して、我々の世代、現在子供達が高齢者になったときに、懐かしいと思う物を作り、その次の世代が過去はこうだったと伝えていけるコンテンツを作らなければいけないのかなと思っています。

イマイチうまくまとめられていませんが、父親、祖父世代(およびその前の世代)の古いコンテンツは大切に、我々の若い世代が、ちゃんと未来に残していくクリエイティブ精神をもっと高めていく必要があると思います。はっきりいって子供達の興味を未だにアンパンマンに取られていてはなさけないです(内容も先のブログに書いたように微妙ですし)。我々の世代も100年もすれば歴史の教科書に数ページでさらっと述べられるだけの世代になってしまいます。しかも戦争も最近はおこらなかったので、高度経済成長に続いて、インターネットが流行し、パソコン、携帯電話がはじまった時代みたいな1段落程度で終わってしまいそうな世代でもあります。何をすれば良いのか分かりませんが、私としては、我々の世代として、何かを遺せるものをエンジニアとして作っていけるようにがんばっていきたいものです。週末しか開発ができていないので遅れていますが、夏~秋までに新しいシステムをここで発表できると思います。それが未来に遺るのかはわかりません(笑)

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赤い靴の少女@麻布十番 with iPhone 3GS 底辺カメラ

人類として最も進化した”住み方”を考える。完全自家発電自給自足ハウスモデルの提案。

2009 年 7 月 16 日 miyashita コメント 2 件

・世界中でエコが叫ばれる今
・(日本に置いて)店頭販売よりネット通販の売り上げが上回った今
・食料自給率が限りなく落ち込んでいるにも関わらず、コンビニなどで賞味期限を越えた瞬間に廃棄している今
・中央、地方との格差が広がる一方の今
・核家族化が進み、いろいろな弊害が出ている今
・GDPにおける製造業が10%程度になり、サービス業がほとんどの業種になった今
・インターネットの普及により、単純情報伝達に物理的な距離が皆無になった今

こんな今だからこそ、人類として最も進化した”住み方”を考えてみました。具体的には、太陽電池セルと二次バッテリ、およびエネルギーの効率的な使い方(DC電源化など)を提案して、完全に自家発電、食料自給自足の1世帯モデルハウスを検討・算出し実現性を考えてみます。

大変な長文となりますので、このエントリーのきっかけの命題と結論を先に書いておきます。この結論に興味があれば結論の導出過程を読み進めていただければと思います。

命題:地球表面全体に太陽電池パネルを覆ったら、全エネルギーはまかなえるのか?1世帯に必要な電力を発生させるのに必要な太陽電池セル面積と、必要な農作物が採れる田畑の面積で日本の土地を再配分したらどうなるか?
結論:人類は、東京などの都会を離れ、お隣さんとの距離を52m離れたところに住めば、電力・食料を自給自足自家発電できる(日本の場合)

以下からその結論に達するまでの導入過程です。長いです。

今回は、日本の事例で考えます。環境問題は惑星単位(地球)で起こっていますから、本来は世界全体・人類全体で検討すべきですが、科学技術、経済状態、風土など私の知識が届く日本での事例で検討することにしました。検討項目の内容は下記の表で記載されておりますが、”左端列の番号”に従って解説していきます。

 20090716_blog_eco1

(1)EDMC/エネルギー・経済統計要覧の2006年度版より、日本の1世帯あたりの年間平均消費エネルギーは45.3GJ(ギガジュール) / 年ということです。これは、電気利用だけではなく、ガス・灯油を含む全エネルギーです。

(2)(1)が年間のエネルギーですから、これを”1秒”にすれば毎秒の1世帯あたりの消費エネルギーが算出できます。J/秒=W(ワット)ですから、随分感覚的に扱いやすい単位になりますね。これによると1世帯は平均で(毎秒)1436W消費しているようですね。ドライヤー1個が1500Wですから何となく少ない気がしますが、平均となるとこの位なのかもしれないですね。

(3)日本の世帯数は、4906万世帯あるようです(2005年度)。一人暮らしの世帯が増えている様です。

(4)太陽から地球に垂直に入射する太陽エネルギーです。1平方メートルあたり1366Wとなっており、非常に重要な値です。興味があれば、太陽定数 – wikipediaをご覧ください。
でん

(5)太陽定数ですが、このエネルギーは地球の大気の外のエネルギーであり、実際に地上まで到達するには、大気・天気などの影響で40%程度減衰してしまう様です。

(6)地球の半径です。6400km位です。

(7)日本の陸地の面積です。今回のブログでは、この日本の陸地全体に太陽電池セルを配備したらどうなるか?という命題から始まっています。

(8)太陽からのエネルギーがそのまま全て電気に変換できるわけではありません。太陽電池セルもその種類により変換効率が異なり、安価な民生用の太陽電池は効率10%程度です(つまり太陽光が100W入射したら10%の10W分だけ電力として取り出せる。残り90%は熱になる)。一方で私が人工衛星開発で使っている最先端の太陽電池セルは、変換効率30%強あります。しかし非常に高くてとても家庭の屋根には使えません。表では、以下、(左側)10%の民生用セルと、(右側)30%の人工衛星用(宇宙用)セルで比較してゆきます。

(9)仮に日本の全陸地(7)に太陽電池セルをびっしり配置したときの発生電力を計算してみます。莫大なエネルギーです。

(10)(9)の全日本の陸地から発生できる電気エネルギーを(3)の全世帯数で割ると、民生用セルで1世帯あたり631175Wで、(2)で求めた1世帯あたりの消費エネルギーの約500倍です。つまり、日本全土に太陽電池セルを配備すれば余るほど電力が発生し、電力の数値だけでみれば、発電所は必要ありません。

(11)太陽電池は太陽光で発電するため、夜では電力を取り出せません。完全に太陽光だけで家庭の電力を回そうとすると、昼間にバッテリの電力を蓄え、夜はそのバッテリから放電することを考えます。ここでは、24時間のうち太陽光が当たっている時間と、当たらない時間の比を求めています。24時間の内、8時間は日照、16時間は夜として概算しました。8:16 = 1:2。

(12)8時間の日照時間の内に、夜の16時間分の電力をバッテリに蓄えるわけですが、バッテリに蓄えて、また取り出すときにどうしてもロスがあり、100蓄えたら、100取り出せる分けではありません。バッテリはどんどん劣化しますのが、とりあえず60%くらいの効率としておきます。

(13)(2)、(11)、(12)を踏まえ、日照8時間で、日照時の消費電力はもちろん、夜の16時間分の電力をバッテリーで蓄える場合の必要電力を見積もりました。これにより、1世帯あたり、7182W発生できる太陽電池を用意し、昼間の8時間発電させれば、1日分(24時間)回せることがわかります。これは発電所からの送電はなく、完全に太陽電池セルだけで電力をまかなうものです。

(14)(13)で求めた電力を得るために必要な太陽電池セルの面積を、民生用、宇宙用セルで求めています。民生用セルですと87.63平方メートル。東京で考えると広めのマンションという感じの広さですね。

(15)(14)で求めた面積を、仮に正方形だと仮定した場合の1辺の長さです。民生用セルですと9.36mですので、約10m x 10mの太陽電池セルを用意すれば、家庭の電力はまかなえる様です。私としては以外と小さいなという印象です。このブログを書く前は、おそらく100m x 100mくらいの大きさが必要か?と予想していましたが、意外と現実的な(?)面積で驚きました(何か計算が間違っているかもしれませんが)

(16)以上で太陽エネルギーだけで、1世帯が消費するエネルギーを回せる”目処”はたちました。せっかくですので、エネルギーだけではない理想的な世帯モデルを検討してみます。ここでは、食料の自給自足を目指し、農業を考えます。宮下家の実家は米・野菜を田畑で作っており、肉・卵・牛乳・魚を除けばかなりの部分で自給自足はできています。電力も自家発電、食料も(できるだけ)自作すれば、エネルギーとともに食料問題(食料自給率の低下、フードマイレージ、多量廃棄、農薬・保存料問題など)を抜本的に解決できます。今回は宮下家の田畑の面積を参考に、とても概算ではありますが、必要な面積を算出し、2650平方メートルとしました。(おそらく平均4人程度の1世帯であればもっと小さな面積で十分なはずです)

(17)(16)で求めた田畑の面積と、(14)で求めた太陽電池セルの面積の和を求めています。太陽電池セルに比べて圧倒的に田畑が大きいので、民生用セルと宇宙用セルの面積差はほとんど関係なくなっています(笑)

(18)(17)で求めた面積が仮に正方形とした場合の一辺の長さです。これより1世帯あたり、52m x 52m程度の面積が必要で、その中に10m x 10m程度の太陽電池セルを屋根に備えた家屋とそれ以外は田畑という構成にすれば、電力・食料ともに1世帯が完全自給自足自家発電で生活できるようになります(肉・魚・牛乳などを除く)。まさに現代考えられる理想的な生活と言えます。このブログの最初で求めた結論の、”お隣さんとの距離は51m”というのはここから求められています。この結論に対して、さらに考察があるので後述します。

(19)概算ですが、現代の太陽電池セルの価格です。太陽電池セルの最近の需要拡大からますます低価格化が進むでしょう。宇宙用太陽電池セルは私がちょうど使っている人工衛星用の物で算出してみましたが、1kWあたり1500万円ですので、論外ですね・・。

(20)(14)で求めた1世帯あたりに必要な太陽電池セルの面積の太陽電池セルの価格を(19)を使って求めてみました。民生用が287万円で現実的な価格と言えます。宇宙用は1億円ですので、大変ですね・・。

(21)(20)で求めた太陽電池セルの価格は1世帯あたりのものです。これを日本の全世帯に作った場合の値段を計算しています。民生用セルで141兆円となります。この数値が日本の国家予算で何年間かに分けてでも払えますでしょうか?政治に詳しい人に考えてもらいたいです。リソース(原油・天然ガスなどの資源)が0に近い日本において、電力が各家庭の自家発電になったときのメリットは大変なものです。電力・ガス会社は倒産しますが、全世帯への設置となれば、その関係の仕事は多分にあると思います。

(22)、(23)、(24):(13)で求めた様に、太陽の当たらない夜間をバッテリでまかなうということでしたが、家庭の電力の夜間分(16時間分)のバッテリは大変に大容量の物になります。充電ができる二次バッテリとしては、リチウムイオン、エネループ、カーバッテリ用鉛蓄電池の値段を算出しています。

(25)、(26)、(27):実際に必要な容量をリチウムイオン、エネループ、カーバッテリで価格比較をしました。小型・高性能のリチウムイオンやエネループですと、やはり高価となり1000万円をオーバーで、太陽電池よりも高くなっています。一方で、性能はイマイチですがカーバッテリー程度ですと、280万円と割と現実的な値ではあります。民生用太陽電池セルと、カーバッテリーの組み合わせだと、約580万円で完全自家発電が実現できそうですね。

(28)太陽電池セルが電力に変換できなかった部分は”熱”となります。民生用は10%の変換効率とすると、90%は熱になるわけで、その熱量を計算しています。この”熱”に関しては後述します。

 

■考察です。

このブログでは、過去に何度も”おかしなエコ”に関して述べています。基本的に今の地球環境問題に対して、人類が取っている行動は怪しいものが多く、本当にエコになっているのか疑問を持っています。今回、”1世帯あたりの消費エネルギー”から必要な発生電力量を算出し、その電力量を発生させるのに必要な太陽電池セルと、夜間を動作させるためのバッテリの見積もりを行いました。技術的・コスト的には可能な見通しが立ちますが、日本全体の世帯で行うためには、超大量な太陽電池セルとバッテリの製造が必要なり、材料が確保できるか、また、その製造から発生する温室効果ガスを考慮しなければなりません。仮に材料が確保でき、ガス発生に関しても、セルに切り替えた事で数年で回収できる見通しが立つなら、この完全自家発電に補助金でもつけてどんどん移行できればおもしろいと思います。他に優良な電源ソース・技術が見つかるかもしれませんが、ぼけっとしていても太陽からはこれだけエネルギーが注がれているわけですし、使わない手はないでしょう。発電所が将来撤廃できればおもしろいですね。

今回の見積もりはかなりワーストケース(過剰な)見積もりと言えます。今回の前提条件は、1世帯あたりの複合的な消費エネルギー(電力・燃料・ガスなど)を全て電力でまかなっている点でかなりワースト条件からスタートしています。今回の完全自家発電を目指す際に更に省エネ・小規模システムになる方法を何点か考えてみます。

(A)家庭の電化製品を直流電源にする
 これは完全に素敵な方法です。そもそも、パソコン、テレビ、AV家電などはDC(直流)で動いています。家庭用コンセントから取り出せる電力はAC(交流)なので、いわゆるACアダプターなどを使ってAC -> DCの変換をほとんどの機器で行っています。変換はとにかくロス(電力欠損)が出ます(ACアダプターが熱いのは変換ロスして熱に変わってしまっているからです)。太陽電池セルから取り出せる電力は当然DCですので、そのDCのまま家電を動かせば非常に効率が良いわけです。不安定な太陽電池セルの発生DC電源で家電を安定化して動かす技術は、それこそ人工衛星の電源回路はそのあたりでノウハウがあります(大したことやっていないけど)。そういう意味で、家電をDCで動かせるDC入力を付けるべきだと思います。シャープは、DCエコハウスと題して、DC駆動による省電力を掲げたモデルハウスを発表しています。液晶テレビ”アクオス”もDCで動くモデルが存在しているようです。そもそも、なぜAC(交流)なのでしょうか?私が大好きなニコラテスラがそれこそAC(交流電源)の父となるわけですが、彼はエジソンの会社で働いていた時に、エジソンが当時こだわっていたDC駆動の物を全てACにしてしまい、エジソンに反感を買い解雇されています。当時の技術レベルを考えれば、電圧をトランスで簡単に変換できる交流は便利であったでしょうし、直流はトラブル時に完全遮断するのが難しい様ですし、ただエジソンが嫌いだったからACにこだわったのかもしれませんし、コンセントの形状で(アースを無視すれば)逆差しでも動作する安全性などを考えて、ACを推したのかもしれませんね。しかし時代は流れ、今や高性能のDC/DCコンバーターなどが発明されDCの電圧変換なんぞ簡単になってしまいました。また、発電所からの長距離伝送でも、直流の方が電圧が上げられる分(ルート2倍分)、効率は良さそうです。今更難しいかもしれませんが、世界がACからDCに切り替われば随分電力効率は上がります。DCコンセントの逆差しは即ショートですから危険ですが、それはコンセント形状を考えれば誤差しは簡単に防げそうです。現代の家庭用太陽電池では、発電したDCをACに変換して、コンセント形状を介して、またACからDCに変換して家電を動かしています。このDC -> AC -> DCで半分くらいロスしています。無駄です。

(B)太陽電池セルの”電力で取り出せなかった熱”を利用する
 上記(28)でも計算しましたが、太陽電池セルが電力に変換しなかった分は全て熱になります。民生用セルの場合、提案した理想的モデルハウス1世帯あたり64000Wです。これはかなり強烈な熱量です。ドライヤーが1500Wですから、常にドライヤーを40台動作できる位、”余り熱”が出ています。熱は電気に比べ扱いが難しいですが、例えば太陽電池セルの裏面に水を通しておけば、水を暖めることは簡単にできます。その配管を床にもつなげておけば、床暖房になりますし、風呂を沸かしたり、夜入るように水をある程度まで温めておいたり、給湯に使ったりとかなり用途は多いはずです。

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このグラフは、上記(1)の1世帯あたりのエネルギーの用途分布です。今回の計算は、これを全て含めたエネルギー量を”電力”でまかなうという計算をしましたが、実は電化製品は37%程度しかなく、給油・暖房で55%の割合を占めています。この2つは、わざわざ電気エネルギーを熱に変えてから扱う必要はなく、太陽電池セルの余り熱を使えば良いわけです。これで、上記(13)の必要な消費エネルギが劇的に減ります。そうなると太陽電池セルの必要面積も必要バッテリーも減るため、より今回のプロジェクトが現実味を帯びてきます。

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上記の表は、電化製品37%の部分だけを必要エネルギーとして再計算したものです。太陽電池セル面積、バッテリー容量が減少し、値段が100万円台と一気に安くなってきています。さらに(A)のDC家電を充実させれば、もっと下がると思います。

(C)気化熱冷却をなんか考える
 この辺は専門ではないので見通しが立ちませんが、太陽電池の電気を取り出せなかった余分熱で何かを蒸発させて一部の部屋を気化熱で冷やすとかできないでしょうか。余り”熱”なので暖房・給湯には使いやすいですがやはり冷やすのはなかなか難しいので良い方法を見つけたいものです。(とっくに良い物があるかもしれませんが)

(D)24時間営業を減らす。
 夜活動するから24時間コンビニがあるわけで、24時間コンビニがあるから、夜出歩くわけです。夜は太陽電池が動きませんから、夜は寝ましょう(笑)
■まとめ

今回のブログでは、太陽電池セルと二次電池を用いて完全自家発電一世帯モデルが既に現実的であることを示しています。おそらくもう実践している人はいると思うくらい現実的なレベルです。さらに田畑も含め食料も自給自足を目指すことで、1世帯の中で電力も食料も外に頼らない理想的な生活ができそうです。この理想的な家は、現在の日本のリソース不足(原油問題)を根本から解決し、しかも電力発生に置ける温室効果ガスの発生は0です。太陽電池セルとバッテリの製造時の温室効果ガスのオーダー感がわかりませんが、おそらく数年で挽回できるなら”エコ”になりうる可能性があり、高度経済成長前レベルに抑えられる”かも”しれません。

算出された太陽電池セルの面積と、田畑の面積を考えると東京などの大都会では全く実現できません。東京はまもなく大地震も起きることも分かっています。というわけで、現実には難しいですが、人類として進化した生活を進むのであれば、東京から地方へ人を移動させるべきです。動物的勘で地震を予知することは人類にはできないわけですから、学術的に過去の地震を調べ地殻を調べて、同じ過ちをしないのが人類の進化です。私も含め地震が起こると分かっている東京に住むのはスマートではありません。今回の算出では1世帯あたり3000平米という膨大な土地が必要なので、全員がこの土地を持っているとはとても思えません。資本主義の現在、今更土地の所有をリセットして再分配は不可能でしょうから困りものです。土地はあの世に持って行けませんから、返してもらうとかできないですかね(笑)もともと地球のものですし。では次の戦争が起こったときに強制的にリセットでしょうか・・。どれも現実的はありません。人類として本当に進化を目指すなら、土地の利権よりも自家発電・自給自足ができる豊かな生活です。

仮に土地をお持ちのお金持ちが、どんどんこのモデルハウスを進めて頂ければ面白いと思います。お金持ちさんは次に名誉や子孫の事を考えるでしょうから、未来の人類の指針になるナウいモデルハウスをその資金力を持って示して頂きたいです(私の仕事ではおそらく無理です(笑))。現代の太陽電池はあくまで昼間だけ、そしてDC->AC->DCというロスが多いので、直流電源ベースの家・家電および、大容量バッテリーを導入した完全自家発電ハウスに挑戦していただきたいです。国はそのあたりには是非補助を付けて欲しいものです(既にあるのかな?)。

日本の茶番な政治を見て(私ももちろん含め)よく暴動が起きないなぁと思います。甘くて優しい国です。早くて10年後にはこの国の経済は破綻しているでしょうから、このままぐたぐたやっても、落ちるだけで上がりません。星レベルで考えたときに日本がどうこうという考え方も古いのですが、とりあえず日本をもう一度持ち上げるなら、今回の様な理想的なモデルハウスに全世帯がなるように挑戦すべきです。太陽電池セル技術、大容量で安価なバッテリ技術、DCコンセント規格の提案、土地分配(固定資産税・相続税まわり)など、政治が重点課題として動くべきです。仮のこのモデルで日本全世帯が実現できたら、もう一度最先端の本物のエコの国となり、注目されるでしょう。

地方格差が広がっていますが、今回のモデルでは、地方の方が圧倒的に有利です。昨年から今年に掛けて、遂にネット通販が店頭販売を超えたようです。つまり店頭で手にとっての買い物より、Amazonに代表されるネット通販の方が主流になってきました。というわけで、地方生活でも大丈夫です。どんなに僻地でも、家には米と野菜がありますし、Amazon先生が次の日に届けてくれます。

日本の資源(原油・天然ガス)は枯渇寸前ではなく、もともとありません。世界にそっぽ向かれて明日から原油輸出禁止となったら1ヶ月でこの国は終わります。というわけで、幸い日本の領土に降り注ぐ太陽エネルギーでなんとかまかなえそうなのでうまく利用したいものです。

私の実家は農家でして、18歳で大学の為に上京するまで、週末と言えば農業を手伝っていました。今はなかなか帰って手伝えていませんが農業は素敵だと思います。自分の食べるものを作っているわけですから、本来真っ先にしなければならないことで、その片鱗かもしれませんが18歳まで一通り経験できたことは、私の人生にとても役立つことが多いです。日本の農業は、米国などに比べて非合理的なものが多く、いわゆる無駄な動きや古い手法が多く、大幅に”手間”を軽減することができるとエンジニア的な観点では思います。一方で、その”無駄な手間”が”人生の無駄”になっていないのが、農業の魅力です。実際の私の親父も楽しそうにゆっくりと”手間を掛けて”農業をしています。大変ではありますが1年に1回米を収穫すれば良いわけで、その目標に向けて急がず、雨を降ったら本を読み、晴れたら農業というようなゆったりな生活でも全く問題ないわけです。もちろん出荷を目的としたビジネス農業の場合、そんな余裕な事は行っておられず、機械を導入して合理化を目指す必要があるかと思いますが、このブログの自給自足な1世帯モデルでは、ゆっくりやる農業で良いと思います。暑い日に塩だけもって畑に行き、その場でトマトを食べるのはおいしいですよ。私は宇宙工学に見切りを付けたら、農業に進もうとこの1,2年で思い始めました。このブログの自家発電・自給自足1世帯ハウスは、月・火星・木星の衛星など、将来人類が移り住む時の良いモデルとなるはずです。

核家族化は、世の中にいろいろな弊害を起こしている1つの要因だと思っています。共働きの親が、家を空けている時におじいさん、おばあさんに孫を預けられますし、何せ1回子育てをしているので、やはり何よりも子育ての先生です。兄夫婦は実家の隣に住んでいるので毎日甥っ子が実家に遊びに来ています。両親は孫が来るのが嬉しそうですし、兄の奥さんはその時だけでも少し休めたりと、いろいろメリットは多そうです。我々のおじいさん、おばあさん世代は本当に貴重な存在です。戦争を知っていますし、何よりもWord / Excelが無かった世代ですから、情報を残すツールは充実していなかった世代です(参考:人類は前進しているのか?)。つまり”伝え聞き”です。あの世代まで、日本古来の知恵・知識を伝え聞いてきているはずなので、話せば話すほど面白い話を聞けると思います。私も祖父に戦争の話を聞いたことがありますが、いわゆる戦争に一般人が巻き込まれる感覚など、歴史の結果しか書いていない教科書で得られない情報です。今回の自給自足の農業に関しては非常に知識・知恵が豊富な大先輩なのでいろいろ教えて頂きたいものです。

今回、日本国内だけで検討しましたが、本来は地球の”陸地”レベルの視点で考えるべき内容です。一方で、世界レベルのロジスティクスの過度な発達はいろいろ弊害を含んでいます。地産地消という様に、食料はその場で取れた物を、その旬の時に食べるのが無駄もなく、おいしくて、新鮮で安全です。電力も安価な常温超伝導でもできない限りあまり長距離を運ぶべきではありません。超伝導ができても、電柱・電線は地球の景観に美しくないのでやめるべきです。そういう意味で、まず日本のレベルでこの自給自足自家発電モデルが実現できれば世界に広めていけば良いと思います。

このブログを書いている内に、あまりに当たり前の事を書いている気がしてきました。上記に示した計算もエコの専門家はとっくに計算しているでしょうし、既に行動に動いていると思います。地球を1つの閉鎖系と考えたときにエントロピー増大の法則に従えば、人間が何もしない(もしくは全員が、今自殺する)のが最もエコなはずですが、動かない(自殺する)わけにも行かないので、どうせ動くなら一気に抜本的に動くべきだと思います。エコバッグと称して大量に店にあまっている無駄なバッグはエコではありません。人類として、持っている・考えられる最先端の技術を使った生活を目指したいものです。