サイエンティフィックシステム研究会合同分科会2018 「明るい未来のために」2018年10月26日(金) 分科会 9:00-17:50 / 懇親パーティ 18:10-20:00
場所
ANAクラウンプラザホテル神戸map[特別講演]（09:10-10:10、講演 50分・Q&A 10分）

ウェアラブルからサイボーグへ-AI・ロボティックス・IoTの拓く未来神戸大学大学院
工学研究科電気電子工学専攻
塚本昌彦

2004年に来ました．

2004.10 神戸大学工学部着任

ウェアラブルをファッション・文化として立ち上げるために…

可変型ルール処理エンジン搭載チップ[佐野2006]• メタルールからルール処理エンジンを生成し、チップに搭載できる。
• ルールの各ビットの意味• 通信データのフォーマット

• PIC16F873(10MHz)を利用• アプリケーションに応じて自由にエンジンを設計できる。

ユビキタスLISPチップ• LISP簡易バージョンのインタプリタを搭載• 記号とリストの処理• 3個のマイコンで処理分散• AVR MEGA88+64kバイト
ROM• IO制御、無線通信• アドホックプログラミング＋ラピッドプロトタイピン
グに向く[藤田2006]

ユビキタスQ学習エンジン搭載
チップ[岡田2006]• 簡易Q学習アルゴリズムを搭載• 学習を速めるためにユーザ教示もとりいれる。
• 分散学習にも対応• PIC16F873+512kbitEEPROMを仕様• アプリケーション例•••

衣服の細サイズを自動調整
ユーザの普段の行動から、電気を点ける、ＰＣの電源を入れるなどを自動で行う。
忘れ物をしてユーザが離れると警告のブザーが鳴る。

• クラシファイヤシステム＋GAのバー
ジョン、MTシステムのバージョンも実
現[花岡2006] [木下2007]

小型無線通信加速度センサデバイス
加速度センサ＋マイコン＋無線通信[藤田2006]

小型無線通信加速度センサデバイス

グローバル＆インクリメンタ
ルプログラミング[細見2007]「ノードiは時刻iからi+2までON」
ノード１

ノード２

「時刻２から時刻４まで青を暗く」「時刻２から時刻４まで緑を短く」

ノード３「時刻３から時刻５まで緑を短く」
ノード４

GlocalGrid[塚本2011]• 格子状トポロジでグローバル通信とローカル通信をもつ．
• ローカルトポロジとグローバルトポロジの関連性が自明• 並列計算アルゴリズムとの親和性
グローバル線

ホストノードローカル線

「飛ぶコンピュータ」プロジェクト[塚本2006]

神戸大学塚本研＆ヒロボー株式会社

イメージ図※はめ込み合成です塚本・寺田研究室の取り組み

教授：塚本昌彦
教授：寺田努
特命助教：磯山直也
ドクター：4名
マスター:15名
学部：9名

〔追加情報〕【神戸大学塚本・寺田研究室】研究紹介動画2015
https://youtu.be/AnqZTrlF_nI

2つのNPOの設立

NPOウェアラブルコンピュータ研究開発機構
http://www.teamtsukamoto.sakura.ne.jp/
2004年設立

NPO日本ウェアラブルデバイスユーザー会
http://w-ug.jp/
2016年設立

10年以上前から言い続けている予言• 1年後、街を歩く人の50%がHMDを装着するようになる．
• ２年後、コンビニ・レストランの店員、警官・警備員は100%HMDを装着するようになる．
• ３年後、ウェアラブルゲーム機が現れる．
• 子供は外で⿁ごっこゲームをする．
• 5年後、高齢者恋愛大ブーム．高齢者はウェアラブルゲー
ム機を使って毎日出会い系散歩ゲームをする．
• ５年後、電飾服がダンサーから広がる．
• ７年後、赤ちゃんがHMDをつけるようになる．
• 10年後フリーター倍増．仕事はコンテンツ制作• １０年後には街じゅうをコンピュータが飛んでいる！
• ２年後コンビニのすべての商品にICタグがつく．
• ５年後、洗濯ばさみはセンサと通信の機能を内蔵• 10年後インターネットでなくした財布が捜せるようになる．

ウェアラブルコンピューティング技術• HMDの仕組みと利活用• 音声や映像による実世界センシングと認識技術• 生体センサの仕組みと利活用• 行動認識の技術と利活用、行動変容技術• ウェアラブルインタフェース技術• AR技術（SLAM等）と応用技術• 位置・地理情報サービス技術
20年以上にわたる技術があるが、なかなか実用化が進まない。
ウェアラブルのどこが難しいのかを理解することが重要

〔追加スライド〕

ウェアラブルカメラによる記憶と記録• Google Glassの失敗の原因はカメラだった。

• 社会ではウェアラブルカメラによる記録は敬遠されている。

• アクションカムは一定の市場がある。

• スポーツなど、限定された状況では利用が許される？

• 業務用の作業支援などではウェアラブルカメラが用いられるようになってきている。
• フォレンジックのために記録することも有用• 街角監視カメラの記録は常識になっている。

• 犯罪防止という観点から、いつの間にか容認されている。

• 義眼にはいつか記録機能が付くのではないか？
• 使用者の法的保護のため？

• いつか容認されるようになるのではないか？

〔追加スライド〕

一生分の映像記録は何に使うか？
• 本人による映像の再体験（VR?）• できるだけ高精細にとっておきたい。
• できれば本人映像もとっておきたい。
• においや味、触覚などもとっておきたい。

• 冠婚葬祭や記念日にみんなに披露• 自動で編集できれば便利• 行動データの解析、生活習慣の管理• 記憶の補助• 事故や事件の証拠• もっと面白い何か〔追加スライド〕

HMDによる記憶と記録• 出力機器なので記憶・記録した情報の活用手段となる。
• 必要な情報がいつでも目の前に出てくるようになると記憶は必要なくなる？
• カメラとの組み合わせで、人の顔を見て名前やプロフィールを出すという機能は強く求められている。
• ウェアラブルセンサとの組み合わせで、過去の記録データからさまざまなサジェスチョン・アシストが可能。
• ほかの人と共有できればさらに有用。スポーツなど。

〔追加スライド〕

ウェアラブルセンサによる記憶と記録• IoBという言葉で急激に立ち上がっている。
• 業務用の安全・安心から。
• 健康、便利・快適、さらには豊かで楽しい生活のために。
• 大量のデータ蓄積は強力な武器になる。

〔追加スライド〕

ウェアラブルによる記憶と記録の未来• ウェアラブルカメラ、HMDは近い将来皆が常時装着するようになるのではないか。
• ウェアラブルセンサは近い将来皆が常時利用するようになるのではないか。
• 記録したデータの適切な管理方法が確立されるのではないか？
• 日常生活が変わる。
• 教育、医療が変わる。

ウェアラブルはもうすぐ立ち上がる．
私はもう一歩先へ…

サイボーグ(Cyborg)• Cyborg＝Cybernetic Organism• 人工物を身体に埋め込む等、身体の機能を電子機器をはじめとした人工物に代替させることで、身体機能の補助や強化を行った人間のこと（Wikipedia）• 身体の一部を機械化した人間、改造人間• 人工内耳やペースメーカーはすでに一般的だがサイボーグとは言わない？
• ウェアラブルは身体に機器を埋め込んでいないのでサイボーグではない？
• コンピュータを身体に埋め込むのは「インプラント」。これはサイボーグ？
• もとは人間• 人間じゃなくてもいい？

Googleでの画像検索結果（2018.9.28）

何のために？
△戦闘→◎強靭な肉体を得る。軍事、警備、現場作業、介護ほか〇疾病治療・障碍治療→◎不老不死？
◎知能増強 人工知能を人間の一部として取り込むために◎空を飛ぶ、水に潜る、宇宙で暮らす。
◎もっと新しい何か新しい何かとは何か？
仕事は変わる。暮らしも変わる。
概して人類は膨大な時間を手に入れる。
人類の新たな目標と楽しみを作り出さないといけない。実世界活動!!
新たに生まれる人体と社会の仕組みづくりを。

学際的な取り組みが必要
医学、生理学、心理学、社会学、哲学、倫理学、…
制御工学、情報科学・情報工学、通信工学、…

ウェアラブルからサイボーグへ• 人類とコンピュータの統合のための第一歩• 両者を徐々に密結合していく。
• 便利・快適，安全・安心，豊か・楽しい生活を• 真のサイボーグの実現前から新しい人体システム・新しい社会システムの構築を行っていく。

ウェアラブルロボティックスへの道• 進化する義足・義手• 第３の手、第3の親指…
• 外骨格ロボット• 体のいろいろな場所に取り付けたい。

The third thumb project by Danielle Clode
http://www.daniclodedesign.com/thethirdthumb

オットーボック ミケランジェロ
https://www.ottobock.co.jp/prosthetic_ue/myoelectric/axon_system/michelangelo/

オットーボックhttps://www.ottobock.co.jp/prosthetic_le/joint/Embodiedmedia
http://embodiedmedia.org/project/metalimbs/

スケルトニクスhttps://skeletonics.com/product/CYBERDYNE社 https://www.cyberdyne.jp/products/Lumbar_LaborSupport.html
https://www.cyberdyne.jp/products/SingleJoint.html

パワーアシストスーツの利用

業務用：作業支援（荷物持ち上げ支援・介護）
個人用：歩行支援
装着が面倒、重い市場は伸びている。2016年27億、2020年40億（矢野経済研究所）
情報通信機能をそなえ、ウェアラブルデバイスとしての機能性が高まる？
もっと楽しい使い方を。野球やサッカーをやりたい。

生理学・医学• 人体の構造や機能についての多くの知見がある。
• 骨格、消化器、呼吸器、泌尿器、生殖器• コンピュータや機械をそれと連携させていく。
• 現在様々なウェアラブルデバイスの開発に生理学・医学の知見が生かされている．
• 加速度センサ→行動認識，運動量計測• 心拍センサ→交感神経・副交感神経の優位性• 様々なセンサによる疲労度や集中度の計測• 呼吸の計測• 摂食，消化，排泄の計測• 血圧，血中酸素飽和度，血糖値！

• 今後はインプラントデバイスや侵襲型デバイス，コンタクトレンズ型デバイスなど

急脚光デバイス：冷暖房服
予言！
３年後、冷暖房服が爆発的に展開し、５年後には部屋の冷暖房は消滅する。
•エネルギー効率の面から圧倒的に有利であり、国策も打たれて急激に展開• 一度利用しだすと後戻りできない。

今年の異常な猛暑で急に脚光を浴びている。

心理学・認知工学• 注意• 車の運転と歩きスマホに関わる研究が盛ん• HMDが広がればそれについての研究も増えていく．
• 視線情報を用いた検出• 視覚，聴覚，触覚などを用いた注意の制御• 感情・精神状態• ウェアラブルデバイスを用いた推定と制御• 行動変容https://www.facebook.com/myibandplus/

tDCSデバイスfoc.us http://foc.us

Emotive EPOC+ https://www.emotiv.com/epoc/

脳接続への道• BMI(Brain Machine Interface)• EEG：脳波、fMRI：血液量、NIRS：血中ヘモグロビン濃度• 脳刺激• 経頭蓋磁気刺激(TMS）、経頭蓋直流刺激(tDCS)、脳深部刺激(DBS）• 医療用の研究・開発・実用化が進んでいる。
• 今後は非医療用にチャンス？

• 記憶や意識のメカニズムに関する研究が進んでいる。
• Facebookとイーロンマスクが取り組み始めている。
• 両者を組み合わせて生活の中で使いたい。

https://neuromodec.com/what-is-transcranial-alternatingcurrent-stimulation-tacs/

https://www.foc.us/trcs

脳増強・視力増強• HMD利用から• 実世界アノテーション：物体認識、顔認識、表情認識等• 生活コンシェルジェ• 記憶補助• 望遠鏡・ルーペ• デジタル義眼へ• 無線カメラ内蔵• 網膜投影プロジェクタ内蔵体内注入型デバイスへの道• ICタグ、カプセル内視鏡―すでに実用化されている。
• 血中マイクロロボット• 体内センシング• 局所薬剤投入• 治療• 多機能化して日常的に利用したい。
さらには、• 脳注入型ナノボット• 記憶や思考を増強する。
• 外部と通信する。

• 制御可能なアーキテクチャを考えたい。

社会学・哲学・倫理学• 人間および社会の再定義が必要• 人工知能に関する倫理の議論が盛んだが、ウェアラブルおよびサイボーグについては新たな議論が必要• 人類はどこまでどのように変わるのが正しいか？
• 動物のサイボーグ化は許されるのか？

革新的創造力と実行力• 発想法• モチベーション理論• 「超ポジティブ」の勧めサイボーグ実現に向けて• 学術横断的な取り組みが必要• 人体の機能補完から機能革新へ• 人間の新たな「機能」を作る！

• まずはウェアラブルから• サイボーグの研究拠点とコンソーシアムを作りたい。
• 学生を育て、この分野でのベンチャーを多数立ち上げたい。

人類サイボーグ化はもう始まっている

https://www.jst.go.jp/erato/research_area/ongoing/17943235.
htmlhttps://www.jst.go.jp/kisoken/presto/research_area/ongoing/bunyah29-4.html

目標
10年以内にサイボーグになる
いち早く「ウェアラブル」を実践したように。
10年後には脳に電極をさして「コンピュータの思考」を直接感じてみたい。