開発されたフォトニックフラクタル

単純な素材と構造だけで、なぜこのような働きをするのかは未解明だ。
って。意味ありげな形。

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　１カ所にとどめておくことが難しかった電磁波や光を穴あきの立方体の中に閉じ込める夢の技術を信州大と大阪大、物質・材料研究機構（茨城県つくば市）の共同研究グループが開発した。研究グループは今後、昼間蓄えた光を夜に放出させる電池ならぬ「光池（こうち）」や、空中に飛び交う電磁波をためて電源に利用する携帯電話への応用などが考えられるとしている。近く米国の物理学専門誌フィジカル・レビュー・レターズに論文が掲載される。

　グループは、信州大理学部の武田三男教授と本田勝也教授、大阪大接合科学研究所の宮本欽生（よしなり）教授ら。

　立方体は細部の構造と全体の構造が相似形になっているフラクタル構造を持ち、穴は正方形。グループはこの構造をフォトニックフラクタル（フォトニックは「光子の」の意味）と名付けた。

　宮本さんが、使い慣れていた酸化チタン系の微粒子を混ぜたエポキシ樹脂だけで２７ミリ角、約９グラムのものを作り、様々な周波数の電磁波を当てたところ、ＵＨＦよりやや高い周波数８ギガヘルツ（ギガは１０億）の電磁波は反射も透過もしなくなり、中心部の空洞にたまり続けた。照射を止めても、１千万分の１秒間は内部に残っていた。

　同じ素材、大きさで穴を開けていないものだと、反射も透過もした。立方体を２．７ミリ角に縮小すると周波数が１０倍の８０ギガヘルツの電磁波を閉じ込めるなど、大きさや材質により、たまる電磁波の周波数を変えることもできた。

　単純な素材と構造だけで、なぜこのような働きをするのかは未解明だ。

　内部にとどまる時間１千万分の１秒は、現在のスーパーコンピューターで数万回計算ができる時間に相当。データ保持の時間としては十分長く、コンピューターへの応用も期待できるという。

　光は電磁波の一種で周波数は数百テラヘルツ（テラは１兆）。実験はまだだが、理論的には光でも同じ現象が起きると考えられるという。

　今後、閉じ込めておく時間をもっと長くできれば、「光池」などの他、電磁波障害を防ぐ素材ができる。また、電磁波のエネルギーを熱に変えれば、効率のいい加熱炉やがんの温熱療法など多彩な応用が考えられる。

　電磁波や光を閉じ込める技術は、広範囲の技術革新につながるとして国際的に激しい競争が続いている。従来はフォトニック結晶という特殊な結晶が研究の中心。だが、この結晶は小型化が難しく、閉じ込められる時間も最近までフォトニックフラクタルに比べて数分の１程度と短かった。

　武田さんは「２年前の大学入試で監督官をしていた時、フラクタルの専門家の本田さんと雑談になった。フラクタル立体の性質が研究されていないと聞き、『論文が１本くらい書けるかな』と、この実験を提案した。結果に驚いた」と話す。

　フォトニックフラクタルを作り、実験を担当した宮本さんは「まだ夢みたいな部分は多いが、大きさや材質の違うものを組み合わせれば、幅広い周波数の電磁波や光を閉じ込められる。閉じ込められる時間ももっと長くしたい」としている。

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◆大高一雄・千葉大教授（物性理論）の話

　すごい結果だ。ここまでいい性能のものはなかった。小型化すれば光も閉じ込められるのは、まず間違いない。フォトニック結晶に関連する理論には、ノーベル物理学賞が出ているが、現在、実用化の難しさに直面している。今回の成果は理論、応用の両面で大きな刺激になるだろう。

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《キーワード》電磁波とフラクタル

　電磁波は周波数の低い方から電波、赤外線、目に見える光、紫外線、Ｘ線などに分類される。テレビのＶＨＦ電波は１００メガヘルツ前後の電磁波。緑色の光は周波数が約６００万倍の６００テラヘルツ。同じ振幅なら、周波数が高い方がエネルギーは大きい。光は波であり、光子という素粒子の集まりでもある。

　フラクタルは、一部分を拡大すると、全体と同じ図形がでてくる自己相似の性質。自然界にも多く見られる。 (01/07 03:03)

ついにきました
これで世間のキャパシタに対する見方もおおきくかわるのか？

日本経済新聞報道
　日本電子は高性能の蓄電装置を開発した。鉛電池やリチウムイオン電池に比べ充電時間を大幅に短縮できるうえ、劣化しないため半永久的に使える。素材の大半が炭とアルミであるため廃棄時の環境への影響も低い。すでに電池に代わる蓄電装置として使える技術水準に達しているといい、電機メーカーなどと組みながら、太陽光発電の蓄電用や燃料電池車など幅広い用途での実用化を目指す。将来は携帯電話にも使える可能性がある。

　開発したのは「キャパシター」と呼ばれるコンデンサーの一種。炭素でできた電極に電子をそのまま蓄積する。電池のような蓄電時の化学反応がないため、瞬時に充・放電できる。携帯電話をフル充電するのにかかる時間は80―100分程度とされるが、今回の装置なら1分以内で済むという。 (07:00)

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自然や生命、精神など、19世紀的な化学や物理学では捉えきれないものを捉えようとして
「散逸構造」「ゆらぎ」「カオス」「自己組織化」などの理論化していった物理学者、
イリヤ・プリゴジン博士が、28 日、ブリュッセル市内の病院で逝去された。

1977 年には「散逸構造理論」の功績によりノーベル化学賞を受賞している。
ICC アーカイブのイリヤ・プリゴジンの項

太陽電池を使用した小型モバイル電源。USBケーブル（別売）を使用することで携帯やPDA機器に接続して使用することも可能。

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from ECaSS Blog

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ぺらぺらのディスプレイとちょっぱやな携帯があれば十分なんてことにはやくなてくりよ

http://event.yahoo.co.jp/docs/event/20030401/doc/release.html
「メモリーキャッチャー」は、頭部に装着し微弱な電子を検出できるUSB接続ヘッドセットと記憶信号の変換ソフトウエア、ヘッドセットのデバイスドライバのセット。2003年4月1日現在、価格は未定です。サービス開始時より、Yahoo!ショッピングで独占販売を行います。

http://www.jst.go.jp/pr/report/report303/
科学技術振興事業団（JST：理事長 沖村憲樹）では、科学技術分野の事故や失敗を未然に防止し、技術の信頼性と社会の安全性の向上に資するため、科学技術分野の事故や失敗の事例の収集と分析を行い、事例の分析で得られる教訓を共有できる知識として整理し、これらを収録した失敗知識データベースの整備を進めてきました。
　これまでの成果を試験的に公開し、利用者からの意見を収集してその要望を今後のデータベースの構築に役立てるため、平成15年3月27日より以下のURLで試験公開（無料）を開始いたします。

SWE-DISH SATELLITE SYSTEMS

衛星を使って最大2Mbpsで通信することができるそうです。いくらなんだ。

via CNET Japan - 新技術とBlogで戦争報道が変わる

小鳥の歌から言語の起源へ
ー生成文法を表現する脳のしくみと進化ー　
岡ノ谷　一夫　

「歌の制御に関わる３つの大脳神経核について破壊実験を行い、その階層的な神経構築が、歌の階層性に対応することを明らかにした」だって。そして「複雑な歌に対してメスがより強く応答するという行動実験から、歌や言語が性選択によって進化した」という仮説を提出してる。
かなりかっこいー研究してるねえ。でもベタな仮説出しちゃったなあ。

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研究のねらい：
小鳥の歌は学習によって修得される音声信号であり、ヒトの言語と類似した淘汰圧のもとに進化した行動であると考えられる。なかでも鳴禽類カエデチョウ科に属する小鳥であるジュウシマツは、要素配列の複雑な歌をうたうことから、歌の文法規則を進化させた種ではないかと思われる。この研究では、ジュウシマツの歌を生成する文法規則を抽出し、それがどのような脳内表象で可能となっているのかを解剖学的に明らかした。また、ジュウシマツの歌をその祖先種の歌と比較し、文法的な産出規則が進化した原動力を探った。

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研究結果及び自己評価：
　ジュウシマツの歌の詳細な分析から、各個体の歌はいろいろなレベルの複雑さをもった有限状態規則で表現されることがわかった。歌の最小単位である要素が2-5個組合わさってチャンクを構成し、さらにそれぞれのチャンクが複数の組合わせをとって複数のフレーズを構成する。ジュウシマツはさらに、これらフレーズをいろいろな順番でうたう。図１
の例では、要素はa、b、cなど、チャンクはＡ、Ｂ、Ｃ、フレーズはＡＢＡやＡＢＣＡなどにあたり、状態はＳ０，Ｓ１などである。小鳥の大脳には歌の直接制御に関わる神経核が３つあり、高次なものから順にNif, HVC, ＲＡと呼ばれている（図２）。これらの神経核を個別に破壊し歌の変性を調べることで、階層的な脳構成と階層的な歌構造の対応を探った。Nifの両側破壊ではフレーズを配列する順番が固定化した。HVCの両側または左側破壊では歌は完全に崩壊した。左ＨＶＣの部分的な破壊を試みると、歌を構成する要素自体の数と形態には変化がなかったが要素の組み合わせであるチャンクのうちいくつかが欠落した。左ＲＡの破壊では基本周波数が1.5kHz以上の歌要素のうちいくつかが欠落し、右ＲＡの破壊では1kHz以下の歌要素がいくつか欠落した。以上から、歌の階層構造と大脳神経核の階層構造とが対応していることが明らかとなった。

A = dddef, B=ghi, C=abc
図１　歌の有限状態文法 図２　鳥の脳の歌制御系

　なぜジュウシマツの歌はこのような複雑さを持っているのだろう？ ジュウシマツは野生種であるコシジロキンパラを２５０年前に家禽化して作出された亜種である。野生種の歌を解析してみると、ジュウシマツとは異なり完全に線形な歌をうたうことがわかった。したがって、歌の変化は家禽化に伴い生じたことになる。歌はオスによるメスへの求愛として機能する。巣材運び行動を指標にしてメスの歌の好みを測ると、コシジロキンパラのメスもジュウシマツのメスも、線形な歌やランダムな要素配列を持った歌よりも有限状態文法により産出された歌をより好むことがわかった。したがって、複雑な歌をうたう能力とオスの繁殖力とが相関することからまず進化が始まり、メスの感覚系に生じた文法規則への好みにより、これが加速されてきたと考えられる。
　本研究開始時点では、「鳥の歌の生成文法」という表現自体が大きな批判にさらされた。しかし、研究が進むにつれ私の話が真面目に受け取られるようになり、今では文系・理系の枠を越えたところで評価されつつあるという手応えを得ている。当初は自分でも荒唐無稽ではないかと思われたテーマであったが、２５０年という短期間に生成文法を獲得したジュウシマツのほうが私より一枚上手であった。脳と行動の研究としてスタートしたものが進化と適応の問題をも包含するようになり、結果として「ティンバーゲンの４つの質問」すべてに答える広範な研究となったが、脳と行動の理解には適応と進化の視点が不可欠であることを身をもって学ぶことができたのは大きな収穫である。このテーマをさらに追求し、言語の起源について生物学的に妥当な仮説を提案したい。

領域総括の見解：
　ジュウシマツの歌が、最小単位の音素、音素の集まりであるチャンク、チャンクの集まりであるフレーズという階層構造に分けられること、フレーズを組み合わせて歌を生成するときに、文法規則のあることを行動実験から明らかにした。一方、歌の制御に関わる３つの大脳神経核について破壊実験を行い、その階層的な神経構築が、歌の階層性に対応することを明らかにした。さらに、複雑な歌に対してメスがより強く応答するという行動実験から、歌や言語が性選択によって進化したという仮説を提出している。この仮説は、かなり大胆なものであるが、荒唐無稽とは言えない。今後、この仮説が立証され、それによって文法的な階層構造をもった歌がどのような仕組みで産出・認知されるかについての研究が前進することが大いに期待される。特に、これまで具体的なモデルを構成することが難しかった言語の学習と制御の脳モデルに新たな枠組みを与え、ヒトの言語の進化についての全く新しい考え方につながると思われる。


主な論文等：
・ Okanoya, K., Tsumaki, S., Honda, E.: Perception of temporal properties in self-generated songs by Bengalese finches. Journal of Comparative Psychology, Revision submitted.
・ Honda, E., Okanoya, K.: Acoustical and syntactical comparisons between songs of the white-backed munia and its domesticated strain, the Bengalese finch. Zoological Science, 16, 319-326, 1999.

招待講演：国内4件、国際1件 ・ 「鳥の歌生成と感覚フィードバックの脳内表現」、重点領域「高次脳機能のシステム的理解」第２回夏のワークショプ(1997)
・ 「鳥の歌生成と感覚フィードバックの脳内表現」、京都産業大学工学部　記憶の形成と保持：鳥の歌認識シンポジウム(1997)
・ 「小鳥の歌と聴覚：耳はどのように歌をガイドするか」、嗅覚研究会第２回研究発表会特別講演(1997)
・ 「鳥の歌の生成文法とその脳内表現」、日本音声医学会会長招待講演(1998)
・ 「Finite-State Syntax in Bengalese finch song: From birdsong to the origin of Language」、International Congress of Cognitive Sciences、総合研究大学院大学国際シンポジウム(1999)

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This page updated on March 30, 2000

Copyright©2000 Japan Scienceand Technology Corporation.

Listen here to Dr. Greer on George Noory Radio Show

Transcript（テキスト）

Transcriptを見ながら聴くとわかりやすいよ

日本語はここ（自動翻訳サービス。これはこれで単にネタとして笑える　ｗｗ）

zero point energy（the quantum vacuum flux field energy 等とも言われる） という、宇宙空間（空気中？）エネルギーから110V交流電力を取り出せる技術（というか、そのためのDeviceの発明）に関するアナウンスメント（COAST to COASTというUFO系Websiteでのインタビュー）
※ネタには聞えないんだけど...。どうなんだろ

2月16日、m.e.s.h.のsnotchくん（写真左端）の「GPS機能を使った都市型モバイルコミュニティシステム」プロジェクト "bit seeding" が「第二回 Zaiya.comベンチャーバザール＆情報処理振興事業協会（IPA）未踏ソフトウェア創造事業“チーム村岡”展示発表会」で展示会を行った模様。見に行きたかったなー。スノッチ髪の毛伸びたよねーｗ

■　紹介記事「まだまだ捨てたもんじゃない！　日本のIT技術と若者たち」
■　bit seeding project website
■　snotch's blog "daily bLog"

Source: http://slashdot.jp/articles/02/11/28/237212.shtml
パイオニアが，1枚の平面パネル上に設置した254個のスピーカを用いて、複数のスピーカを設置しなくてもマルチチャネルサラウンド環境を構築できるスピーカ「PDSP-1」を発表した。 (プレスリリース) 。
254個のスピーカユニットのそれぞれから、指向性をもたせた音声をビーム状に放射し，その音声を壁や天井に反射させる事でサラウンドを実現するという方式。この方式を開発したのは英国の 1Limited社 で、 日本語のカタログ(PDF) を公開している。

NewScientist.Com:Listening to the internet reveals best connections
ネットのリアルタイムに変動する回線品質のチェックにギターの音を利用するという記事。
↓だいたいの訳

離れたところにあるロボットアームを動かして行う遠隔治療等のような、回線品質が患者の命に直接関わるようなサービスでは回線品質の善し悪しが重要で、最高の回線品質を維持する必要があるけれども、通常行うようなチェックの仕方(接続相手にpingを打って跳ね返ってくる反響の長さから遅延度をチェック)だと、刻一刻と変化する品質の変化の状況を詳細に把握することが出来ない。そこでChris Chafe(チェロ奏者で、 Center for Computer Research in Music and Acoustics at Stanford University のディレクター。そもそもこんな研究機関があるのがスゲ-)は、音楽家は音の微妙な変化に敏感に認識出来るところから、回線品質のゆらぎ(Jitter)を音楽的に解析することを思いついた。

例えば10ミリ秒ごとに送られてくるパルス(ギターの音)がスピーカーにつながれた時に100Hz(1.5オクターブ、ミドルCの下)の音が聴こえるとしたら、パルスの伝達時間の変化によって音のピッチが変化して、もしネットワークの遅延度がある時間のあいだに変化しているようなら、その回線状態はピッチベンド(またはビブラート)として認識される。みたいな。

このテクニックは複雑なネットワークを構成する GRID (スーパーコンピューターを互いに接続して遠隔操作できる「メタコンピューター」)に対しても応用できるとしているが、GRIDのような二次元的な配列を持つネットワークの場合(ネットワーク上の2点間の通信という上記の一般例に対して、各ノード間が相互に接続された面的な広がりをもつGRIDは、という意味でだと思う)、太鼓の皮のようなストレッチされた膜をシミュレートする方が適している、とDr.Chafeは言う。

すごいね。ネットワークのレイテンシーとピッチベンドという対応、1次元的ネットワークに対するストリングの音、2次元的ネットワークに対する太鼓の音、なんていうアナロジーがとてもきれい。

太陽スレを立ち上げときます。
太陽関係のネタの宝庫になることでしょう。

まず、１個目〜。御影堂、やったらんかい！ドアホ。

> 御影堂にソーラー瓦　東本願寺は否定的
>
http://www.kyoto-np.co.jp/kp/topics/2002nov/27/W20021127MWD2K100000002.html
> 　真宗大谷派の僧侶グループが２６日、東本願寺（京都市下京区）の御影堂
> （ごえいどう）修復でソーラー化（太陽光発電）導入を求める署名を宗派に出
> した。宗派は「（明治期の）再建当初の姿に戻す、との基本方針に合わない」
> として、実現が困難な見通しを示した。
> 　「両堂屋根瓦のソーラー化を実現する会」の立島弘・称名寺住職(64)＝富山
> 県小矢部市＝ら２人がこの日、三浦崇宗務総長と面談した。環境保護に寄与す
> るために、御影堂と阿弥陀（あみだ）堂に、景観に配慮したソーラー瓦を採用
> するよう求める僧侶や門信徒ら５８２人の署名を手渡した。
> 　大谷派によると、両堂修復の工法などを審議する宗派内の委員会は、専門家
> の調査や試算などを交えてソーラー化を検討した。その結果、瓦をガラス製に
> 変更する必要があることが明らかになった。「環境保護の視点は重視するが、
> ガラス瓦は、『再建当初に復する』との修復の基本方針に合わないことを審議
> の過程で確認した。来月にはその方向に沿った最終報告がまとまる」（総務部
）
> という。
> 　これに対し、立島さんらは「御影堂は時代の課題に応じて変わるべきだ。今
> 後も広く市民や環境団体に向けて、ソーラー化を提起する」としている。

音声クローニング（要旨）

AT&TはナチュラルボイスText-to-Speechエンジンと呼ばれる新製品を開発。
同社によれば音声合成に革命を起こすとのこと。このソフトウェアは現在のところ相当高額であるが、人間の音声、抑揚、イントネーションを再現できる。
テスターの一人はナチュラルボイスによる音声は「とても機械の声とは思えないだろう」とまで語っている。

source: Voice Cloning (news at Geek.com)
このプログラムの一部としてカスタムボイスというのがあり、これで個人の音声を作り出すことができる。（亡くなって久しい有名人のものさえ可能だ）１０から４０時間の録音（すでに亡くなった人の録音も使用可能）を使う。サウンドファイルは小さく分けられデータベースに組み込まれる。同様の手法は音声合成の一般的な方法だが、同社ではさらにこれを洗練し、可能な限り最小の単位まで切り分ける方法を使っている。

しかし人間の音声と見分けがつかなくなることはいくつかの問題点もはらんでいる。ベネテックのCEOであるジェームズ　フラッチャーマン氏は「もはや写真を信じられないように、声も信じられなくなるだろう」と語っている。

もっと知りたい人は
ニューヨークタイムズの記事　および
AT&T研究所ナチュラルボイスのサイトへ