“科学技術書・理工学書”読書室―SBR―  科学技術研究者  勝 未来

科学技術書・理工学書の新刊情報およびブックレビュー(書評)&科学技術ニュース   

●科学技術書・理工学書<新刊情報>●「めくるめく数学。」(嶽村智子、大山口 菜都美、酒井 祐貴子著/明日香出版)

2023-09-29 10:19:34 |    数学



<新刊情報>



書名:めくるめく数学。

著者:嶽村智子、大山口 菜都美、酒井 祐貴子

発行:明日香出版

 若手の女性数学者たちが、日常に潜む数学の不思議を同世代の女性にむけて発信する、面白くてためになる数学エンタテイメント!数式などはほとんど出ていないにも関わらず、読み終わると今まで見えていた世界ががらりと変わり、数学的な見方が自然に身につく。ほんのひととき、日常を忘れて、美しい数学の世界に浸ってみませんか?【目次(抜粋)】 ・勝負服のやめどき (フィッシャー実験計画法)・黄金比率のレシピに物申す! 神の数黄金比 (黄金比)・転がる先のπ(ビュフォンの針)・隅田川の橋めぐり(ケーニヒスベルクの7つの橋)・私たちは素数に守られている(素因数分解とインターネットショッピング)・かばんを買うとき (四次元)など
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●科学技術ニュース●東芝とソフトバンク、IPsec QKD-VPNの実証実験に成功し量子セキュアネットワークの実現に向けて共創を開始

2023-09-29 10:19:00 |    通信工学
 東芝デジタルソリューションズとソフトバンクは、Beyond 5G/6G時代の量子セキュアネットワークの実現に向けて共創を開始し、量子暗号技術であるQKD(Quantum Key Distribution:量子鍵配送)を用いた拠点間VPN(Virtual Private Network)通信の実証実験に成功した。

 Beyond 5G/6Gの時代、通信ネットワークは社会インフラの一部に進化し、今よりも強固なセキュリティーが求められることになる。現在の通信ネットワークで使われている暗号技術はおよそ10年ごとに世代交代が行われ、2030年末には現在使われている暗号技術の一部(RSA2048など)がセキュリティー寿命を迎えると言われている。

 そのため、世界各国で通信の安全を守るための研究が進んでおり、ソフトバンクでも、これまでに量子コンピューターでも解読が困難な新しい暗号技術であるPQC(Post Quantum Cryptography:耐量子計算機暗号)の実用化に向けて取り組みを行ってきた(https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2023/20230228_01/ )。

 PQCと並ぶ将来技術として、量子暗号技術であるQKDがある。QKDは、量子力学に基づく原理を通信に応用することで、データの送信側とデータの受信側の双方に共通の暗号鍵(共通鍵)をそれぞれ生成する技術で、共通鍵を生成するための情報を光子(光の粒子)に乗せて伝送しする。

 QKDシステムで生成した鍵を1回だけ使用するOTP(One Time Pad)方式で暗号化することで、情報理論的に安全な通信を行うことができる。
 
 しかし、QKDでOTP方式を採用する場合、大量のデータ通信を行うと共通鍵が枯渇してしまうという問題がある。

 また、エンド・ツー・エンドの通信をQKDで暗号化するには、全ての端末がQKDに対応する必要があるが、ソフトバンクでは、全ての端末をQKD対応させるのではなく、拠点間を接続するVPNをQKDで暗号化することで、社会実装が早まると考えている。

 東芝デジタルソリューションズとソフトバンクは、東芝独自の技術によって鍵の生成を高速化したQKDシステムと、Fortinet社が開発したQKD対応VPNルーターを、ソフトバンクが構築したネットワーク上に導入することにより、実環境における拠点間QKD-VPNを構築し、QKD非対応の端末であっても、セキュアで高速な暗号通信を行うことに成功した。

 実験では、ソフトバンクの本社と、東京都内のソフトバンクのデータセンターの間(2拠点間のファイバー距離約16km)を、既存の光ファイバーを使って接続し、それぞれの拠点にQKDシステムとQKD対応VPNルーターを設置して、量子暗号技術を用いたIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)-VPNを構成した。<東芝>
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●科学技術ニュース●名古屋大学など、植物成長促進ホルモンの新たな活性化経路を発見しイネをはじめ作物の収穫向上への応用に期待

2023-09-29 10:18:33 |    生物・医学
 名古屋大学大学院生命農学研究科の榊原 均 教授、小嶋 美紀子 博士後期課程学生(社会人コース)、名古屋大学生物機能開発利用研究センターの保浦 徳昇 特任准教授らの研究グループは、理化学研究所 環境資源科学研究センター(CSRS)の岩瀬 哲 上級研究員、農業・食品産業技術総合研究機構の矢野 昌裕 シニアエグゼクティブリサーチャー、岡山大学 資源植物科学研究所の山本 敏央教授との共同研究で、植物成長促進ホルモンの1つサイトカイニンの新たな活性化経路を発見した。

 サイトカイニンは、窒素栄養に応じた植物成長促進やイネの穂形成など、植物生産に関わる非常に重要な植物ホルモン。これまでその生合成は細胞内で行われると考えられてきたが、同研究で、同定したサイトカイニン活性化酵素タンパク質CPN1が葉の細胞壁空間(アポプラスト)に存在し、細胞内とは別の代謝経路により、根から輸送されてくる前駆体を活性型に変換していることを明らかにした。

 また、CPN1の機能を失ったイネ変異体では、葉でのサイトカイニン情報伝達が正常に行われなくなり、穂のサイズも小さくなることが分かった。

 CPN1遺伝子の利用により、人為的にサイトカイニン作用を調節することが可能になることから、イネをはじめとした作物の収量向上への応用が期待される。<理化学研究所(理研)、理化学研究所>
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●科学技術書・理工学書<新刊情報>●「ゼロからはじめる なるほど! ChatGPT活用術」(マイカ著/技術評論社)

2023-09-29 10:17:58 |    人工知能(AI)



<新刊情報>



書名:ゼロからはじめる なるほど! ChatGPT活用術~仕事の効率が劇的に変わるAI使いこなしのヒント~

著者:マイカ 

発行:技術評論社

 人間と変わらない受け答えが話題のAIチャットシステムChatGPT。幅広い分野の質問に詳細な回答を生成できることから、世界中で大きな注目を集めている。米国のOpenAIが2022年11月に公開してから半年が経つが、関連サービスは増え続け、日々新しい話題に事欠かない状況が続いる。そんな話題のChatGPTにまだ触れたことのない人、少し使ってみたけどなんだか物足りなさを感じている人のために、同書ではやさしく簡潔に活用方法を紹介する。ChatGPTがどういったものなのかいまひとつわからない、使ってみたいがどのように使ったらいいのか、どのように使うと効率的なのかわからない,そんな人のためのマニュアルであり、アイデアブックである。実際、適切なかたちで質問や指示をすることで、かなり詳細な回答が得られ、さまざまシーンでの活用が考えられる。個人的な相談事や資料作成などでの利用はもちろん、ビジネス文書作成やブレインストーミング、情報検索などビジネスシーンでも工夫次第でさまざまな活用が考えられるであろう。
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●科学技術書・理工学書<新刊情報>●「国家は巨大ITに勝てるのか」(小林泰明著/新潮社)

2023-09-28 09:44:59 |    企業経営



<新刊情報>



書名:国家は巨大ITに勝てるのか

著者:小林泰明

発行:新潮社(新潮新書)

 ロビー活動に年間82億円。AI規制が緩い日本に「照準」。ルール変更で判決を骨抜きに。知られざる攻防の全貌。グーグル、アップル、メタ、アマゾン、マイクロソフト――便利で快適なサービスを提供し続ける巨大IT企業は、グローバルビジネスの覇者だ。しかし近年、市場の独占と秘密主義を危惧する国々が、国家権力をもって押さえ込みへと舵を切りはじめた。最先端のデジタル技術と膨大なマネー、エリート人材と強力な訴訟能力を備えたビッグテックと、アメリカや日本など各国政府との知られざる攻防を徹底的にえぐり出す。【目次】 第1章 日本政府、GAFAに挑む 第2章 「4割下げられる」菅発言の裏側 第3章 「問題児」フェイスブックの野望 第4章 「最強企業」アップルの政治力と訴訟力 第5章 「テクノロジー・ゴリラ」アマゾンの支配力 第6章 「ネットの覇者」グーグルの慢心 第7章 バイデン政権vs巨大IT企業 第8章 GAFAの「政治とカネ」研究 第9章 マスクの手に握られるツイッターの「言論」 第10章 GAFAの苦境、チャットGPTの衝撃 第11章 GAFAと国家の未来図
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●科学技術ニュース●東芝と東芝デジタルソリューションズ、高速道路の路面変状検知AIを開発し重大事故につながる路面の穴のリアルタイム検知を実証

2023-09-28 09:44:22 |    人工知能(AI)
 東芝と東芝デジタルソリューションズは、高速道路において重大事故につながる可能性のある路面の穴(ポットホール)を、リアルタイムかつ高精度に検知する路面変状検知AIを開発し、中日本高速道路(NEXCO中日本)と共同で進める高速道路の日常点検の高度化に向けた実証実験において、同AI技術の有効性を検証した。

 これにより、同AIを活用したポットホール検知システムの実用化に目途が立った。

 東芝と東芝デジタルソリューションズが開発した路面変状検知AIは、世界で初めてポットホールの検知において弱教師学習の手法を適用し、変状の有無を選別して学習するだけで画像内の変状位置を推定する。

 弱教師学習を用いることで、画像1枚あたりの教示作業時間を従来と比較して約1分40秒から約1秒と、約1/100に短縮することができ、導入時の作業負荷を抑えるとともに、容易に異なる道路で同AIを導入することができるようになる。

 今回、NEXCO中日本との共同実証実験では、NEXCO中日本の車両に搭載したカメラで収集した画像に同AIを適用し、高速道路の走行中にリアルタイムにポットホールを高精度に検知する技術の有効性を検証した。

 同AIは、高速道路の日常点検の自動化・省力化に加え、緊急補修が必要なポットホールの早期発見を実現し、高速道路の保全と長期的な安定稼働に貢献しする。<東芝>
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●科学技術ニュース●東工大、理研および九州大学、極限原子核の謎を解く要となる新たな酸素同位体、酸素28の観測に初めて成功

2023-09-28 09:43:56 |    物理
 東京工業大学 理学院 物理学系の近藤洋介助教と中村隆司教授、理化学研究所 仁科加速器科学研究センターの笹野匡紀専任研究員、大津秀暁チームリーダー、上坂友洋部長、九州大学の緒方一介教授らの国際共同研究チームは、二重魔法数核の候補と考えられてきた酸素同位体、酸素28の観測に初めて成功した。

 原子核を構成する陽子や中性子の個数が魔法数(2、8、20、28、50、82、126)となっている場合、その原子核はより安定な性質を示す。
 
 特に陽子数・中性子数ともに魔法数となっている原子核は二重魔法数核と呼ばれ、安定的な特徴が顕著に現れる。二重魔法数核は原子核構造の理解において重要である一方で非常に稀である。現代の加速器技術で到達できる最後の二重魔法数核候補、酸素28(陽子数8、中性子数20)は、長年観測することができなかったが、4個の中性子の同時測定という画期的な技術の進展により、今回ついに観測に至った。

 実験の結果、酸素28では本来現れるべき中性子の魔法数20の特徴が消失し、魔法数異常が起こっていることが明らかとなった。

 同研究は、中性子数が陽子数よりはるかに多い極限原子核の構造や、未知の中性子間力、さらにそれを記述する原子核理論についての研究進展へ寄与する。

 こうした研究は、宇宙での元素合成過程や高密度天体「中性子星」の構造の解明にもつながることが期待される。

 酸素28は、中性子数が極めて多い原子核、中性子ドリップラインを超える極限原子核の構造を探る上で、理論計算の重要なベンチマークとなる。また、未知の核力成分である3中性子力の解読や、先端的原子核理論の改良に大きく貢献することが期待される。これらは謎多き高密度天体「中性子星」の構造の解明にもつながる。さらに、今回見つかった中性子数が過多な原子核の魔法数消失現象は、爆発的な天体現象(中性子星合体や超新星爆発)において、重元素を生成する過程(r過程)の解明にも貢献すると期待される。

 実験技術という意味では、同研究で確立した世界初の4中性子の同時検出の手法は、これまで不可能であった極めて中性子過剰度の高い不安定核の研究を可能にする。中性子だけでできた原子核「中性子原子核」(4中性子原子核、6中性子原子核)などのエキゾチックな原子核の発見が進むことで、中性子数が非常に過多な極限原子核、宇宙での元素合成過程、中性子星の解明がさらに進展すると期待される。<理化学研究所(理研)、東京工業大学(東工大)>
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●科学技術書・理工学書<新刊情報>●「調査の実施とデータの分析」(鈴木督久、土屋隆裕、長崎貴裕、中山厚穂、福田昌史、舟岡史雄、村上智章、美添泰人著/東京図書)

2023-09-28 09:43:27 |    科学技術全般



<新刊情報>



書名:調査の実施とデータの分析~日本統計学会公式認定 統計検定専門統計調査士対応 ~

編者:日本統計学会

責任編集:鈴木督久、舟岡史雄、美添泰人 

筆者:鈴木督久、土屋隆裕、長崎貴裕、中山厚穂、福田昌史、舟岡史雄、村上智章、美添泰人

発行:東京図書

 専門統計調査士のための待望のテキスト、ついに刊行。専門統計調査士検定は、調査の企画・管理、ならびにデータの高度利用の業務に携わる上で必要とされる、調査企画、調査票作成、標本設計、調査の指導、調査結果の集計・分析、データの利活用の手法等に関する基本的知識と能力を評価する検定試験である。統計検定2級合格程度の専門知識に加えて、社会・経済で広く利用される統計や各種の調査データの作成過程、および利用上の留意点などに関する総合的な知識水準を評価する。巻末にはCBT模擬問題・解答も掲載。【目次】 第1章 調査の企画 第2章 調査の方法 第3章 標本抽出と推定 第4章 調査データの利活用 CBT模擬問題・解答
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●科学技術書・理工学書<新刊情報>●「動物たちは何をしゃべっているのか?」(山極 寿一、鈴木 俊貴著/集英社)

2023-09-27 09:32:37 |    生物・医学



<新刊情報>



書名:動物たちは何をしゃべっているのか?

著者:山極 寿一、鈴木 俊貴

発行:集英社

 つい最近まで、動物には複雑な思考はないとされ、研究もほとんどされてこなかった。ところが近年、動物の認知やコミュニケーションに関する研究が進むと、驚くべきことが分かってきた。例えば、小鳥のシジュウカラは仲間にウソをついてエサを得るそうだ。ほかにも、サバンナモンキーは、見つけた天敵によって異なる鳴き声を発して警告を促すという。動物たちは何を考え、どんなおしゃべりをしているのか?シジュウカラになりたくてシジュウカラの言葉を解明した気鋭の研究者・鈴木俊貴と、ゴリラになりたくて群れの中で過ごした霊長類学者にして京大前総長の山極寿一が、最新の知見をこれでもかと語り合う。話はヒトの言葉の起源、ヒトという生物の特徴、そして現代社会批評へと及ぶ。そして、その果てに見えたヒトの本質とは!?【目次】 Part1 おしゃべりな動物たち Part2 動物たちの心 Part3 言葉から見える、ヒトという動物 Part4 暴走する言葉、置いてきぼりの身体
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●科学技術ニュース●三菱電機、岡山大学および大阪大学、「磁気粒子イメージング装置」を開発しアルツハイマー病発症前のイメージングに世界で初めて成功

2023-09-27 09:32:06 |    生物・医学
 三菱電機、岡山大学および大阪大学大学院工学研究科は、日本医療研究開発機構(AMED)の支援のもと、1kHz 以下の低周波でもヒトの脳サイズの領域の磁気粒子を高感度に撮像でき、電源装置の大型化を抑えた「磁気粒子イメージング装置」を世界で初めて開発した。

 この装置を用いて、アルツハイマー病の原因物質とされるアミロイド βに結合する磁気粒子を撮像することで、アミロイド β の蓄積量とその分布を測定し、アルツハイマー病発症前の画像検査の実現を目指す。

 日本における 65歳以上の認知症患者数は、2025 年には 700 万人に達すると見込まれている。また、認知症患者のうち 67.6%をアルツハイマー病が占めるという統計結果もあり、国内では2023年 6月、認知症の予防を促進する「認知症基本法」が成立し、8月には、アルツハイマー病
の発症要因となり得る脳内に蓄積したアミロイド βを除去し、病状の進行を抑制する治療薬の製造販売承認が厚生労働省の専門部会で了承された。

 脳内のアミロイド β の蓄積が少ない段階で早期に投薬治療を開始することが発症抑制に繋がることから、アミロイド β の蓄積量や分布を測定する技術が求められている。

 磁気粒子イメージング装置は、コイルが発する交流磁場により、体内に注入した磁気粒子の磁気信号を誘起し、これを検出することで、3次元画像を生成する装置。

 交流磁場の周波数が高いほど磁気信号を高感度に検出できるため、既に製品化されているマウスなどの小動物用の小型装置では、25kHz 前後の高い周波数が使用されている。同等の周波数を用いて、ヒトの脳サイズの領域を撮像可能な大きさに装置を大型化した場合、コイルが大きくなることで負荷が上がり、必要な電源容量が増大するため、電源装置が非常に大型になることが実用化を妨げる要因の一つとなっていた。

 今回、三菱電機がさまざまな機器開発で培ってきた電磁気学技術を深化させ、交流磁場を発生するコイルと、信号検出コイルの配置を精密に調整し、磁気信号の検出の障害となる不要な信号(ノイズ)を最小化できる構造を確立したことで、1kHz以下の低周波でもヒトの脳サイズの領域の磁気粒子を高感度に撮像でき、電源装置の大型化を抑えた「磁気粒子イメージング装置」を世界で初めて開発した。

 同開発成果は、アルツハイマー病発症前の画像検査の実現に向けた大きな前進となる。<三菱電機>
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