Cultivate Deep Technologies

世界を変革するようなテクノロジーについて調べたりまとめたりします

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“量子アニーリングマシンで問題を解くときに十分なパフォーマンスが出るかどうかは、この量子トンネル効果が得られるかどうかにかかっていると考えられている。グーグルとＮＡＳＡが「１億倍速い」と結論づけたのも、エネルギーの壁がトンネル効果の起こりやすい形をしている問題を解いてみせたからである。エネルギーの壁が「高い」けれども「薄い」と、量子トンネル効果が起こりやすい。”

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"Ｄ‐Ｗａｖｅマシンを利用するためには、組み合わせ最適化問題を、量子ビットとその相互作用の組み合わせへとマッピングしなければならない。実は、そのソフトウェアを開発しているベンチャーがある。「１ＱＢｉｔ４」といい、研究者とベンチャー起業家によってカナダのバンクーバーに設立された。"

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"長年、研究が続けられていた量子コンピュータが「量子ゲート方式」と呼ばれるのに対して、ここ数年で突然商用化された量子コンピュータは「量子アニーリング方式」と呼ばれている”

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水から水素を作れる、現実的な人工光合成の装置が実現か!? | FUTURUS（フトゥールス）

記事概要

ドイツのユーリッヒ研究所が人工光合成装置を開発したとの記事。

人工光合成とは、その名の通り人の手で光合成を発生させる装置のこと。今回のテクノロジーは、太陽電池を用いて水を電気分解し、水素と酸素を発生させるものになる。

以下記事抜粋

現時点で、この太陽光を使って水素を製造する際のエネルギー効率は3.9%だという。まだまだ効率がいいとはいえないが、これはまだ最初の装置であり、改善の余地は大きいと研究者はいう。それに、じつのところ自然界の光合成の効率は1%にすぎないのだそうだ。

2016年7月Nature Communicationsに関連論文が掲載されている。

Bugra Turan, Jan-Philipp Becker, Félix Urbain, Friedhelm Finger, Uwe Rau, Stefan Haas. Upscaling of integrated photoelectrochemical water-splitting devices to large areas. Nature Communications, 2016; 7

コメント

水素燃料が大量に必要となる社会が到来した際には必要なテクノロジー。ただし、水素燃料社会が到来するかは不明。

電気を用いて水から水素を生成するなら、そのまま電気を利用してしまえばいいのではないかとふと思ってしまった。

電気エネルギーに比べて水素エネルギーが魅力的な点は貯蓄性にあるので、蓄電池がいつまで経っても大きなイノベーションが生まれないような状況なら、あるいは水素エネルギーによる社会が実現する可能性もゼロではないか。

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熟れた実だけ採取する「農業収穫ロボ」の実力

企業や大学でトマトやイチゴなどの農業収穫ロボットの開発が盛んになっている。人手不足に加えて高齢化が進む中、人に頼ってきた収穫作業を自動化できる意義は大きい。当面はロボットと人が協業する想定だが、完全自動化を模索する動きも出てきた。

記事概要

農作物収穫ロボットについてのまとめ記事。

パナソニックやシブヤ精機、宇都宮大学、信州大学などが開発を進めているとのこと。

下記記事抜粋

収穫作業の流れは、①作物の栽培棚の間を人（ロボット）が行き来し、②出荷に適した熟度の実を見極め、③果柄と呼ぶ実を支える茎から実を切り離して容器に入れる──の3つになる。

　これらの動作をロボットで実現するには、センサーなどで障害物や路面の状態を検知しながらぶつからずに移動する「自律走行」、センサーやカメラで作物の状態を認識して取るべき実を判別する「画像認識」、認識した実をロボットのアーム（腕）で切り取り、落とさず容器に入れる「摘み取り動作」の3つの技術要素が必要になる。中でも収穫ロボットで重要なカギを握るのが、「画像認識」と「摘み取り動作」だ。

コメント

農作物収穫ロボットに未来はあるか。

正直日本では未来はないと思う。が、日本で開発した技術を元に海外で事業を展開するなら意味はあるかもしれない。

日本で「農業ｘロボット」の話をすると、「働き手不足をロボットでサポート」という話が出てくるが、正直グローバル全体でみた農業における課題とはかけ離れている感がある。

現在グローバルレベルで考えなければいけない課題は

人口爆発による農作物の需給ひっ迫

水

土壌汚染・土壌栄養枯渇

といった問題。このような問題に解決するために劇的に農業の生産性を向上させる取り組みならば大きくビジネスとして拡大する可能性を秘めているが、正直日本の農業の課題に答えるロボットをいくらつくっても社会的なインパクトは限定的。

上記課題に対するソリューションはおそらくロボットではなく植物工場やゲノムレベルでのイノベーションなどだと思う。

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人間の「神業」を、遠隔手術のロボットに

スカイプなどの通話サービスで遠くの友人と映像付きで会話をするように、外科手術も近い将来、遠隔地にいる執刀医と患者をインターネット上で結んで行われるようになるー。

記事概要

日本の手術支援ロボットを開発するリバーフィールドの記事。

ダヴィンチなどの競合他社との差別化については記事が分かりやすかったので抜粋。

「ダヴィンチ」に代表される既存の手術支援ロボットは電動モーター制御であり、外から力を加えても動きが固い。しかしリバーフィールドの手術支援ロボットに触れてみると、まるで人間の腕のような柔軟性を備えていることがわかる。

さらにロボットに加わる力を空気圧センサーが繊細に感じ取り、執刀医の手に「力覚」を感じ取らせることができる。これにより、執刀医は手術部位にロボットがどのような力を加えているかを身体で感じながら手術を行うことが可能になる。

コメント

ダヴィンチから始まった手術支援ロボットは新たな局面に入りつつある。

現状の手術支援ロボットでは執刀医の補助的な作業をサポートすることがメインの用途となっていたが、今後は執刀医の施術自体を代替する可能性まで出てきた。

もし執刀医の施術を代替できるためには、執刀医の執刀プロセスを機会に学習させる必要がある。これができると、ものすごい世界が拡がる。誰でも（安価）「神の手」と呼ばれる名医の執刀を受けることができるようになるのだ。

神の手と呼ばれるほどの技術を持つ医師は圧倒的に不足しており、優秀な外科医による執刀を待つ患者は多い。このように「名人の暗黙知」を可視化し、機械化することができれば、名人のみができていた技を簡単にコピーし様々なロボットが実行できるようになる。

そのような世界が実現するのはまだまだ先になるとは思うが、だいぶ近づいている印象を持った。

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記事概要

Preferred Networks（PFN）がCEATECに初出展し、ディープラーニングを活用したドローンの自律飛行デモを実施しているという記事。

ドローンはランダムに発生する「目的地」に向けて障害物をよけながら目的地に自律的に到達する。目的地にたどり着いたら、また別の目的地が発生する、といったようにブースの中でドローンは次々現れる目的地を目指して障害物に当たることなく、落ちることなく飛び続ける。

ちなみに今回のドローンはLIDARを搭載しておらず、外部に置いたカメラ映像を元に疑似的にLIDERからのインプットを代替しているとのこと。また、深層強化学習（DQN）自体も外部のPCで処理した結果をドローンに伝送している。

下記動画も参照

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PFNが最近積極的に取り組んでいる「ディープラーニングを活用したリアルの機械制御」の一例。

PFNはこれまでもファナックやトヨタと同様の取組みを実施しており、このエリアにおいてGoogleなどと競合できる数少ない日本のスタートアップである。

ファナック、工場ロボットに「分散機械学習」を実装、オープンなIoTプラットフォームを外販へ

“ぶつからない”を学習する人工知能自動運転車のデモが見られるトヨタブース

ディープラーニングがリアルにインパクトを与え始めた好例。アルゴリズム自体の開発はGoogle・Facebookが先行しているが、このように具体的なアプリケーションに落とし込むサービスはまだまだ未開のエリアであり、PFNの活躍が期待される。

PFNの面白い点は、（自動運転でもやっていたが）シミュレーション上で膨大な学習を進め、実機を使っての学習時間を最小限に抑えている点だ。実機でのtrial & errorはどうしても準備時間やメンテナンスコストなどが発生するが、シミュレーション上ではそのような手間は一切ない。学習効率を最大化するよい方法だと思う。（囲碁のトッププロを破ったGoogleのAlpha碁も人間との対戦だけでなく、コンピュータ同士の対戦で学習を加速させていた）

ただし、今回のデモは少々「ズル」をしている。レーザーレーダー非搭載である点と、外部のCPUでドローンを制御している点だ。

現在の（特に回転翼の）ドローンは積載容量がかなり小さく、大きなバッテリや巨大なセンサなどを積むことができない。本当にドローンが自律制御するためには、（結構重い）LIDERを搭載し、ドローン内部のチップで深層強化学習を実行しながら飛ぶ必要がありそのために膨大な電力を消費する。

ドローンの自律制御のボトルネックはアルゴリズムではなく、このバッテリ含めた積載容量の問題なので、そこが解決しない限り現実的なアプリケーションとはならないだろう。

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記事概要

アメリカのMedtronic社により開発されたインスリン自動注入するデバイスがFDAの承認を得たとの記事。

以下記事抜粋

体にセンサーとインスリンポンプを取り付けて、皮下の血糖値をモニターするほか、カテーテルによってインスリン値を自動的に調整することが可能なのだとか。インスリンの交換頻度はおおよそ週に2度

コメント

すばらしいデバイス。

現在の糖尿病患者は、朝昼晩の最低3回血液を採取し血糖値の状態を定時モニタリングしている。モニタリングした際に血糖値に異常があればインスリンを注入することで対応している。

この手法の問題は、血液採取＆インスリン投与の手間が大きいことに加え、血糖値のモニタリングが血液採取という痛みを伴うものであるため、どうしても「1日数回」しか血糖値計測ができなかった点である。定時の血糖値モニタリングが問題なのは、血糖値の急激の変化がいつ起こるかは自明ではないためだ。たとえば起床の直前に血糖値が急激に下がるという可能性もあり、このような状況に現在の方法では対応できない。

このデバイスがあれば、常時血糖値を測定できるだけでなく、異常が発生した時に自動でインスリンを投与することができる。常時計測＆適時投与が可能になるこのデバイスが「人工すい臓」と呼ばれるのもこのように患者が無意識でも自動で血糖値を補正する仕組みを確立しているからだ。

今後の展開が楽しみ。

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記事概要

さよならワイパー。

オーストラリア国立大学の研究チームが水を全く寄せ付けないコーティング剤を開発したとのこと。

恐ろしいことに記事によればこのコーティング剤は「耐久性のある安価なもの」だそう。本当にこれが耐久性と価格競争力を兼ね備えているとしたら革命。しかも透明。

動画が分かりやすい。1分過ぎたあたりで、水がコーティングされた物体の上でポンポン跳ねている画は圧巻。

コメント

素材から起こる社会変革の有力候補。傘とワイパーはずーっと原理が代わることのないテクノロジーの代表例として言われてきたが、本研究成果が市場に投入されればワイパーは消える。

記事によれば

じつは、ワイパーがいらないほど水をよせつけない自動車の窓用コーティング剤というのは、すでに市販されている。ただ耐久性はきわめて低く、すぐ効果が落ちてしまうため、かなり頻繁に塗り直さないといけない。自動車からワイパーを駆逐してしまうようなものではない。しかし、今回発表された撥水コーティング剤は、その耐久性の問題を解決しているようだ。

とのこと。非常に興味深い。

可能であれば研究成果を見に行きたい。。

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記事概要

「見え方の好み」など微妙な主観が介在していた視覚の感覚を、脳波センサを用いて解析する手法を開発したという記事。

生理学研究所、東海光学、ミユキ技研の3社が共同で、は、個人の感覚特性を脳情報から取得するウエアラブル型の「視覚評価用脳波計システム」を開発した。

8つの電極を持つ非侵襲型のヘッドセットを付けることで、あるものを注視している場合の脳の活動状態を詳細に把握することができる。

コメント

今までも障碍者用途や研究開発者用途で脳波センサデバイスはあったが、2010年に入ってからB2C用途で脳波センサデバイスが増えてきた。有名なのはNeuroSky社の脳波センサヘッドセット。日本ではnecomimiを展開していたので社名を知らなくても脳波センサについて知っている人は多い。necomimiは脳波から人の感情状態を把握し、それと連動してヘッドセット型の猫耳が垂れたりピンと立ったりする。

脳波による制御には大きな可能性がある一方で、まだまだ開発途上である点は注意が必要。特に現在の脳波センサ（非侵襲型）はノイズが大きく制度の高い脳波（α波など）を測定することが難しい。

また、脳波を精密に計測できたとしても、それがどのような感情や行動と紐づいているかについての研究も途上。

VRと共に将来大きくなる市場なだけに今後の動向も継続注視していきたい。

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記事概要

腸内細菌叢（腸内フローラ）の状態こそが健康に大きなインパクトを与えるという記事。

「共同実験」と称して、息子のトムに10日間マクドナルドの同じメニューをだべてもらった所、腸内細菌叢の多様性が40%も減少したとのこと。結果としてトムさんは疲労感・睡眠不足・食欲減退などの症状が出た。

コメント

バイオ系のビジネスでは注目を浴びつつある腸内細菌叢についての面白い記事。腸内細菌叢で重要なのは腸内にいる最近の多様性である点が示唆されている。

「善玉菌」「悪玉菌」などというが、おそらく悪玉菌を絶滅されれば趙宇ない状態が改善されるといった安易なものではなく、どの菌がどの程度住んでいるかという「エコシステム」が重要なのだろう。

腸内細菌叢に関する研究開発が進むと共に、日本でもいくつかのスタートアップが腸内細菌叢の解析サービスを開始している。今後注目の分野。

（腸内細菌叢に関する日本のスタートアップ）

メタジェン　

サイキンソー　

AμB

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記事概要

9月30日、世界最大級の潮力発電プロジェクトである『メイジェン・プロジェクト』除幕式がスコットランドで開催されたという記事。（スコットランド首相も立ち合い）

以下記事抜粋

『メイジェン・プロジェクト』は、最終的には、計269基のタービンで構成され、イギリスの17万5000戸のエネルギーをまかなうことができる発電を行う。スコットランド政府はこのプロジェクトに多額の出資を行っているが、そこには独自の産業の発展や、地元での雇用の拡大など、イギリスのEU離脱の影響も考えた政治的な思惑もあるようだ。

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再生可能エネルギーの面白い所は、各国の地理的・環境的特性に応じた最適な「再生可能エネルギーミックス」ができつつある点。風が強い所もあれば大きな川があるところもある。イギリス・スコットランドのように潮の流れが速い海に囲まれているなら潮力発電も重要な発電オプションとなる。

蛇足だが、世の中の大半の発電方法は「太陽エネルギー」を祖としている。太陽光・太陽熱は言うに及ばず、化石燃料・バイオマスも太陽エネルギーにより育った植物が化石化することで凝縮されたエネルギーといえる。また風力エネルギーも太陽の熱の「ムラ」が気流というエネルギーに変換されたとみなせる。

この中で、明らかに太陽エネルギー由来ではない発電方法が二つある。「原子力発電」と「潮力発電」である。原子力は核力という原子が本来的に持つ力を利用している。潮力については、太陽熱による潮力もあるが、「地球の自転や月の公転に伴って発生する潮汐力」を元としている。

エネルギーの源が異なるものをミックスすることはポートフォリオ全体のリスクを下げるうえで有効だと考える。（太陽エネルギーに重大な問題が発生したらそれどころではないという話もあるが。。）

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曲げ伸ばし可能な電池をパナソニックが開発。2016年10月からサンプル出荷を始め、2018年の量産開始を見込む。

類似開発品に比べて優れている点は、繰り返して形を変えられる電池とのこと。

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フレキシブル基盤と対になる技術。IoTを実現する最大のボトルネックは電池だが、それを解決する一つの重要な要素技術となるか。

本質的には蓄電効率（gあたりの蓄電量）が劇的に向上すれば、単純にサイズを小さくすればいいので曲げる必要はないが、半導体で起こっているそのようなイノベーションは電池では起こる兆しがない。

よって、大きさはあるけれども「邪魔にならない」ソリューションが短・中期的には必要になるが、パナソニックはそこに大きな一歩を踏み出した。

ちなみに駆動系（アクチュエータ）の方にも「ソフトさ」が求められており、このようなソフトなデバイスを開発できる要素技術の応用性は非常に高いとみている。

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A Simple Blood Test Helps Cure Cancer by Catching It Early

Today, it’s an unfortunate reality, but most people have either lost a loved one to cancer or know of someone who has. Miroculus, a precision... read more

記事概要

「デジタル マイクロ流路チップ」を活用することでマイクロRNAを計測しがんの早期発見を目指す米スタートアップMiroculusについての記事。

Miroculusが目指すビジネスの方向性などについて、CEOへのインタビューを交えながら解説。

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Miroculusは1時間でがん検査を実施できるデバイスを開発。

Miroculus概要

創業：2014年

本社：San Francisco

累計資金調達：約3億円 （SU Labs、Nazca Venturesら調達）

がん検査に関する課題

日本人の2人に1人ががんにかかり、3人に1人ががんで死亡すると言われている。人類は徐々にAIDSを克服しつつありますが、がんについてはまだまだ事後的な処置（がん化した部位を摘出）が主流。

近年の医学の発展の中で、がんに対して有効なのは「がんの早期発見」である。MRT、PETなどのさまざまな診断技術・装置が開発され、がんの発見が（太古の昔に比べて）簡単になってきた。

しかし、それでも現在のがん検査はユーザーにとって「高価」で「手間のかかる」プロセスであることは間違いない。ある患者ががんであると診断されるには、単一の検査結果だけではなく、複数の検査・診断結果を総合して判断する必要がある。

現在のがん検査には

腫瘍マーカー

超音波（エコー）検査

病理検査

内視鏡検査

画像診断（CT、レントゲン、MRI、PET）

といった複数の検査手法があり、確かにがん発見の確率は上がっているが、その分ユーザーが負担する費用・時間が大きくなっているのも事実。

あらゆるがんの可能性を検査する総合診断を保険なしで実施した場合、10万円から20万円の費用がかかった上で、2~4週間待たされるのが現状となっている。

Miroculusのソリューション

Microculusはこのようながん検診を根本的に変革しようとしている。Microculusの開発した「Miriam」というデバイスを利用することで、1ml程度の血液から約1時間程度でがん検査を実施することが可能になる。

検査手法は「マイクロRNA測定」。マイクロRNAとは、タンパク質に変換されないRNAの一種であり、がん等の疾患にかかるとマイクロRNAの機能に異常がみられるようになる。マイクロRNAは血液などの体液からも抽出可能なため、血液を採取することでマイクロRNAが異常をきたしているかどうかを診断することが可能になる。マイクロRNA診断自体は診断事例が少なく、確立した技術ではないが、Microculusはカリフォルニア、ドイツ、メキシコでの実験データを元に診断アルゴリズムを構築中とのこと。今後診断数が増えることで更なるアルゴリズムの改善が期待できる。

診断のプロセスは以下。

Miriamに付属する血液採取キットを使ってサンプルを採取

血液サンプルを、96個の穴が開いているプレートに入れてMiriamに格納する

1時間ほど経過すると、各穴に入れられていた試薬がマイクロRNAと反応し、がん特有のマイクロRNAを検出した場合緑色に光る

1時間の反応プロセスをiPhoneで動画撮影しておくと、さらなる精密診断をクラウド上で実施することが可能

現時点では、すい臓がん、肺がん、乳がんなどをmRNAの検出パターンから正確に識別できるとのこと。

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日本の成長産業、エネルギーがトップに、企業の企画部門への調査結果

調査会社の矢野経済研究所は9月20日、「2020年の日本社会と成長産業」に関するアンケート調査の結果を発表した。

記事概要

矢野経済研究所による上場企業経営企画部に対するアンケート結果。将来産業に大きくインパクトを与えるテクノロジー・事業として、「エネルギー」「自動運転」「ICT」「VR、ドローン、ロボット」「AI」などが上位にランクイン。

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日経新聞などで最近よく取り上げられるテクノロジーが軒並みリストアップされた感じ。特に目を引く項目はない。

少し気になった点は、ブロックチェーンがリストされていなかった点（矢野経済のせい？）と、フィンテックがかなり低いランクとなっていた点。

上場企業の具体名は不明だが、非金融業にとってフィンテックは遠い話のように感じているようだ。

おそらく一般的にはフィンテックの一部として考えられているブロックチェーンはサプライチェーンやバックオフィス業務を根本的に変革するポテンシャルを持っているにもかかわらず、まだ認知度が低い模様。

今後大きなうねりになることを期待。

アーリーステージを狙うエンジェル・VCならば、ブロックチェーンにはっておくと面白いかもしれない。

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記事概要

B2C遺伝子検査の先駆者23andMeが、多様な人種に対応したサービスを展開しようと計画しているという記事。

同社は9月26日に、系統解析サービスを単独のサービスとして99ドルでリリースすると発表。自分の遺伝的出自に興味を持つ人たちは、試験管に唾を吐くだけで自らの祖先や親戚をたどることが出来るようになる。

同社の持つ課題としては、現在のサンプルの96%が欧米人の者であるため、系統解析のみならず、疾病発病リスクなどについても有色人種に対して誤った推定をするケースがあるという点が挙げられる。

上記のような課題を解決するべく、同社は今後「脱欧米偏重」のサンプリングを加速させていく。

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欧米発のスタートアップがヘルスケア系サービスを展開する際に発生する普遍的な課題。設立初期のビジネスはどうしても自社の側にいる人たちのサンプルが中心となってしまうため、診断結果にはサンプリングバイアスが発生する。

手っ取り早い解決方法は類似のサービスを提供している非欧米系のスタートアップを買収することだが、そのような流れになるか？

外的妥当性（external valiity）

話は逸れるが、このような解析サービスを展開する場合は「外的妥当性（external validity）」を常に意識する必要がある。特に実験科学に関連したサービスはこの問題に直面しやすい。

「外的妥当性」とはサンプリングした対象以外に予測を適用する際に発生する誤差率のこと。機械学習の用語でいうと「汎化能力」に該当。

実験科学では制御された環境で、なにも処置を与えられない「コントロール群」と特定の処置を与えられた「実験群」に分け、そのグループ間で有意な差が生まれているかを計測する。

ここで有意な結果が出た場合に、当該処置に意味があったとみなすことができる。

問題は二つのグループが共に同じ属性（例えば欧米人）からなる場合だ。このような状況は実験科学においては適切に制御されているという意味で望ましい。しかし、この実験結果を他の属性を持つサンプル（たとえば日本人）に適用する場合に、当該処置が本当に影響を与えるかどうかについては不確定な部分が残る。「欧米人だからこそその処置が影響を与えた」という可能性を排除できないからだ。

[soichir0]

記事概要

3Dプリンタに対する懐疑的な記事。MakerBotが開発をB2Bにフォーカスしたという発表を受け、「誰も3Dプリンターを家に欲しがっていない」という結論。

また、MakerBotは何人もCEOが代わっており、レイオフも実施していることからも、3Dプリンタビジネスに対するネガティブな論調をはる。

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投資家として、むしろチャンスではないかと思う。現在はガートナー社のHypecycleでいう所の典型的な「幻滅期（Through of Disillusionment）」の時期。（下記は2015年のHypecycle。少し気になるのは2016年には3Dプリンティング自体の項目が消えている点か。。）

むしろ3Dプリンティングのリーディング企業達が「B2Bにフォーカスした」ことをポジティブに捉えてはどうか。

記事にある通り、B2Cでの3Dプリンタ需要は「まだ」ないようだが、プロトタイピングや一品もの製造などは現状の3Dプリンタでも十分な需要がある。このようなニーズに絞って3Dプリンタを世に広めると共に、更なるイノベーションが起こるまで研究開発を続けることが今は大事だと考える。

投資家としてはバリュエーション（企業価値）が下がってきた今のタイミングで仕込むことができれば大きなリターンを得られるだろう。