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ついに3Dプリンターが買える値段に?!

キッチンの蛍光灯を支えている部品が壊れてしまいました。
純正メーカーに問い合わせてもストックはないし、ホームセンターにも合致するものが売ってません。
あなたならどうしますか?



5分で設計し、プリントアウトを実行して、コーヒーでも飲みながら20分待つと部品が完成。
こんな夢のような事が、自宅に居ながら、ドラえもん無しで実現可能になりました。

Make:Tokyo Meeting04で展示していた、3Dプリンター「Cup Cake CNC
オープンハードウエアの「RepRap project」から派生した製品で、上記の動画の「MakerBot」というものの日本版?っぽいです。
「Cup Cake CNC」は、レンチとドライバーなどで組み立てられるキットで2010年に販売予定。
「MakerBot」のホームページにいくと、Basic Kitが$750、Deluxe Kitが$950と言う値段なので、10万前後でしょうかね。

精度はあまり良くなさそうだけど、市販されている積層タイプの3Dプリンタは数百万~数千万しますので超格安です。
そそられます。

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Make:Tokyo Meeting04

Make:Tokyo Meeting04、思った以上に楽しめました。
雰囲気がわかる動画がYouTubeにアップされていたので、紹介します。



これはほんの一部です。
他にもandroidアプリ、twitterと連携、画像認識、カラーセンサー、感覚フィードバックなどなど新しい技術を利用したものや、おバカな作品や、アートな作品、意味不明なものまで、様々でした。


中でも、面白いと思ったのが以下の作品です。



デジカメと表示画面、その画面に時計表示がオーバーレイされています。
デジカメは、昔のWEBカメラのように定期的に写真を録画しています。
右の黒いツマミを回すと、時間がさかのぼり、そのとき映していた写真を表示するというもの
その間にも、裏では写真を撮影しています
直感的な操作で非常にわかりやすい! これ商品化できそうですね

MicrosoftのセンサAPI

11/22~23まで東京工業大学の大岡山キャンパスにてMake:Tokyo Meeting04が開催されていますので、早速行ってきました。
体育館の角っこで行われていたMicrosoftのプレゼンです。



Power Gloveを手にはめてバーチャルピアノを演奏しています。
ハードは、2008年ロサンゼルスで開催されたPDC2008で配布したFreescale社のセンサ開発キットを利用しているようです。
アプリソフトは、もちろんMicrosoftのもの。「Sensor API」です。

位置、温度、加速度、傾き、方向、電流、電圧、応力、照度・・・など多様なセンサがMEMS技術の発達により安価でたくさん出現しています。
そこで、Windows 7の「Sensor & Location Platform」という考え方で、現在個別に作られているセンサのAPIを統合しようという考え方みたいです。
ハード側にはドライバが必要です。
これがうまくいけば、ハードが苦手なソフト技術者も簡単にセンサを扱えるようになるし、様々なセンサの複合によるイノベーションも生まれるかもしれませんね。

余談ですが、このMakeでのデモ、なかなか通信がうまくいかず、最後の最後で動きました。
そのときは皆、拍手喝采でした


Microsoftのデモは11/22 1回限りですが、他にも面白いものがたくさんありますので、気になる人は大岡山駅(目黒)へゴー!

電池レスなリモコン

電池不要なリモコンの紹介です。
画像認識のジェスチャーリモコンとか、共鳴型のワイヤレス電源ではございません。



動画を見ていただければ、お分かりのように、ボタンの部分は静電容量式のタッチセンサになっていると思われます。
そこを押した圧力ではなく、リモコン全体が発電デバイスになっており、ぐにゅっと押す事により圧電素子により発電するというものです。
リモコンの無線信号として、赤外線ではなくZigbee(簡単にいうとBluetoothの簡易機能・低消費電力版)を利用しているため、指向性がなく、10mくらい離れていてもOKです。

音力発電が開発した振動力発電デバイスを利用しています。
NECエレクトロニクス側として主張したいのは、そんな小さな電力でも低消費電力で動くICを作ったよ ということですね。


11/18~20でパシフィコ横浜で行われているEmbedded Technology2009におけるNECエレクトロニクスから出展でした。

レイトレーシング #2

アルゴリズムの改良
レイトレーシングは、1979年に考案された方式ですが、アルゴリズムは時代と共に改良されてきました。
初期の古典的なレイトレーシングではコンピューターの処理能力の制約で、鏡面反射のみのレイの追跡でした。その結果、テカテカした感じだけが出てしまっています。
その後、モンテカルロ・レイトレーシングが考案され、鏡面反射に加え、拡散反射も考慮に入れ、ザラザラ感を出す事ができましたが、演算処理量が爆発的に増えました。
そして、これまで観察者側からの光線の追跡だったのに対し、逆転の発想で、光源側からのレイの追跡を行う フォトン・マッピングが考案されました。
これで、モンテカルロ・レイトレーシングに比べ、効率が良く計算量を抑える事ができました。

ハードウエアの向上
一方でハードウエア能力の向上があります。



Intel社が開発中のGPU「Larrabee」や、NVIDIA社のGPU「GeForce GTX280」など、超高機能なハードウエアが出てきました。

2つを融合すると・・・
そいて、このレンダリングのアルゴリズムの改善とハードウエア能力の向上が組み合わさると、リアルタイムでレイトレーシングが可能となるのです。
リアルタイムになれば、インタラクティブにCGを作り出すことが可能となるため、3DCGゲームの表現力がより豊かになります。既に一部のゲームでは始まっているようです。
また、ゲームだけにとどまらず、工業デザインの分野でも大いに恩恵を受けることになります。



参考:日経エレクトロニクス2009年10月5日号

tag : レイトレーシング

レイトレーシング

レイトレーシング(ray tracing)とは何か?
まずは、下記の写真をご覧ください(クリックすると大きなサイズで確認できます)



実はこれ、写真ではなく、CGです。


レイトレーシングはレンダリング手法の1つです。
主にレンダリングとして以下の2つがあり、それぞれにメリデメがあります。

ラスタライズ方式
3DCGゲームでお馴染み。
GPUで有名なATI(AMD買収済)やNVIDIAなどのメーカーのレンダリングは主にこれです。
メリットは、何と言っても処理が速いことです。
ゲームは、リアルタイムで描画する必要があるため、この方式が必要でした。
デメリットは、間接光など反射・屈折するような表現が苦手なこと。
そのような表現をするには、マッピングやテクスチャなど個別の技法(職人技というと大げさか?)が必要です。
まとめると、細かい表現は苦手だけど、処理時間が短いので、リアルタイムに3D映像を作れるということ。


レイトレーシング方式
特に、最近できた方式ではなく、1979年に考案された方式です。
レイトレーシングとは、Ray=光線の Tracing= 跡をたどる ことです。
メリットは、高品質な映像を個別な技法無しで再現できることです。
つまり、直接光だけはなく、間接光、間接光により発生する影や物体表面への写り込み、ガラスや水など透明な物体での光の屈折などを忠実に再現できます。
映画や工業デザインなどは、よりリアルに綺麗な映像が必要であるため、こちらの方式が採用されています。
しかし、デメリットは、Rayを1つ1つ計算するため、膨大な時間がかかることです。
まとめると、処理時間は非常にかかるけど、細かい表現が可能で写真のようにリアルな3D映像を作れるということ。


続く


参考:日経エレクトロニクス2009年10月5日号

tag : レイトレーシング

2次電池

前回、ニッケル水素電池が出てきたので、2次電池について書こうと思います。

SANYO eneloop 電池スペーサー (単2タイプ2コ入り) NCS-TG2-2BP


マンガン電池やアルカリ電池など、1回の使いきりの電池を1次電池と言うのに対し、
2次電池とは、充電して何度も(100~1000回くらい)繰り返し使用できる電池の事で、主に以下のものがあります。

鉛蓄電池
最も古くからある2次電池。
クルマのバッテリーでお馴染みです。
1セルあたりの公称電圧は2V。
クルマのバッテリーはセルを直列に繋いで12Vや24Vとしています。
何と言ってもコストが安いのが特徴。
欠点として、やはりサイズや重量の大きさです。
また、放電し切るとサルフェーションと呼ばれる現象を起こして性能を著しく悪化させる現象があります。なので、使ったらすぐ充電するのが良いらしいです。


ニッカド電池
ニッケル(Ni)とカドミウム(Cd)を用いた電池。
公称電圧1.2V。500回程度の充電可能。
完全に放電しない状態で継ぎ足し充電してしまうと、放電電圧が減り結果として容量が減少する"メモリー効果"の問題があります。
ただし充放電サイクルを実行する"リフレッシュ"を行う事によりメモリー効果対策となっています。
大きな短所として、カドミウムは有害な物質であり環境によくないため、ニッカド電池はシュリンク方向です。
そういえば、子供の頃遊んだラジコンはニッカド電池だった気がする


ニッケル水素電池
通称Ni-MH (Nickel metal hydride)
eleloopやハイブリッドカーなどでお馴染みです。
ニッカド電池の2.5倍の電気容量をもちます。
公称電圧1.2V。
短所として、自然放電が多い。
メモリー効果もあります。(ただし、ニッカド電池よりは少ない)
ちなみに、eneloopは従来のニッケル水素電池に比べ、自然放電、メモリー効果が抑えられているようです。また充電可能回数も1000回(最近出たものは1500回)と多いです。自然放電が少ないため、充電された状態で販売されているので、いきなり使う事ができます。


リチウムイオン電池
正極にリチウム金属酸化物、負極に炭素材を用いるものが主流。
メリットとして、高い電圧(公称電圧3.7V)が得られる、メモリー効果がほとんど無い。
そのため、ケータイとかノートPCなど継ぎ足し充電してつかうものに向いている。
また自然放電も圧倒的に少ない。
これだけ、優れているのに、eleloopやハイブリットカーなど、なぜ全てリチウムイオン電池にしないのか?
それは、やはり安全性の問題です。
使い方によっては、破裂したり発火したりする危険性があるため、保護回路が必須となっています。
なお、携帯電話の電池は単セルであるため、複雑な保護回路は不要ですが、ノートPCやハイブリッドカーではセルを複数繋ぐため、より高い安全性が必要となります。
それゆえ、単体の電池セルではなく、安全機構を有した電池パックとして供給されているのが特徴です。


詳しいサイト

SWIMO

川崎重工業が2007年に発表した次世代型路面電車(LRV:Light Rail Vehicle) 「SWIMO(スイモ)」
世界初のニッケル水素電池で駆動する電車です。

↓2008年の冬、札幌市での走行実験の様子


従来の路面電車と何が違うのかというと、架線なしでも走れる所。
上記の動画でもパンタグラフを使っていません。
5分の急速充電で10km走れます。

特徴として2点
・ブレーキで発生するエネルギーを回生電力(プリウスでおなじみですね)として蓄えるため、非常に省エネな点
・ニッケル水素電池(ギガセル)を座席の下に格納して、バリアフリーなスペースを確保している点

現在3分の急速充電で10km走れる事を目指して改良中です。
これならば、ダイヤを乱すことがないため、従来の電車に対し、そのまま置き換え可能。
グリーンニューディール政策の米国に売り込み中です。


参考:WBS 2009/11/13放送分

chumby one

あのインターネット端末、chumby のニューモデルが米国で発売になりました。



変化点は、
・筐体がプラスチックになった
・バッテリー追加で、持ち運び可能になった
・CPUが350MHzから454MHzへ高速化
・ボリューム調整のダイヤル追加
・スピーカーがステレオからモノラルへ
・USBが2ポート⇒1ポートへ

これで$99.95と、今までのChumbyの約半額。
デザイン的にちょっとダウンした感じがあるけど、欲しいかも。

香りが持ち歩けるケータイ?

続いて、ドコモの新機種F-02B
ジュエリーをイメージしたケータイ



「フレグランスピース」というセラミックの着脱式のパーツが付いていて、そこに好みの香水をつけることで、ケータイから香りが漂うようです。
またカメラ機能では、「美肌+ひとみ強調モード」といったキレイに写真を撮ることも可能。
背面もキラキラしていて、完全に女性をターゲットにした製品です。
結構、こだわりがあって面白いコンセプトだと思います。

セパレート・ケータイ

NTTドコモはケータイ新機種09冬~10春モデル発表会にて、表示部と操作部を分離できるセパレート・ケータイ「F-04B」を発表しました。



去年のCEATECでコンセプトモデルを出していたけど、製品化されるとは思ってませんでした。
一見、壊れたケータイにしか見えませんが、Bluetooth通信で分離したまま使う事ができます。
主な機能は表示部側に実装していて、操作部側はサブ的な感じ。
表示部はタッチパネル対応。
簡単に言うと、iPhoneにアタッチメントのマイク/スピーカー付きのキーボードが付属しているようなイメージですかね。
セパレート時、通話するときは、操作部側のマイクとスピーカーを使いますが、音声をBT通信してメイン処理は表示部側で行っているようです。

電池は2つ必要なので、エコじゃないけど、片方のバッテリーが少なくなったら他方へ給電する仕組みもあるようです。
また、片方が部屋のどこかに紛失してしまったら、音や光で知らせる機能もあります。

画面見ながら電話したり、ちっちゃなTVゲーム機になったりできます。
今までのケータイには無いサービスやソフトも生まれるかもしれませんね。

クラウドコンピューティング #2

前回のクラウドコンピューティングの説明は、企業におけるコンピュータ端末をクライアントとして見ていましたが、もう少し広い視野で、エレクトロニクス機器をクライアントとして考えてみよう。


Photo by stan

ケータイ電話やiPod、PSPなどのように大量の音楽や動画をポータブル機器に持ち出せるようになりました。メモリも激安で、昔では考えられないような大容量メモリが、超低価格で購入できます。
しかし、一方で動画などのコンテンツも膨れ上がってきています。
リーク電流に対抗すべく、多値化技術などで頑張っていますが、メモリの微細化はいつか限界がくるはずです。
そうなったとき、クラウドは欠かせない技術になってきます。

コスト以外のメリットとして以下が挙げられます。

大量のデータをすぐ扱える
ネットワークのインフラがさらに発達すれば、メモリにわざわざダウンロードしたり、整理しておく必要もなくなります。
聴きたい音楽もネットで検索するのと同じ感覚で手軽にできます。

リッチなサービスを利用可能
クライアント側が貧弱な機器であっても、サーバー側のリッチな機器を使えば、リッチなサービスを受ける事ができます。
例えば、サーバー側の大量のサンプリングデータと高速に照合解析を行うような音声認識などでは、既にサービスが始まっています。

データの共有が可能
まず、個人としては、データを1元化できるメリットがあります。
また、他者とデータを共有することが、例えば家電の世界でも可能になり新しいイノベーションが生まれる可能性があります。


クラウドコンピューティング

クラウドコンピューティングとは何か?
動画で説明でも聞いてみますか。



BGMや映像がかっこいいのでこの動画を載せてみましたが、クラウドの理解については、何だかさっぱりで、まさに雲を掴むような状態です。

クラウドコンピューティングとは、これまで企業が自社のサーバーで持っていたデータやソフトを、他社のサーバーに預け、必要なときにインターネット経由で取り出して使うというもの。

高機能PCや大容量ストレージが不要なのでコストがかからない。
新しいソフトウエアを導入・設定・運用する専門のエンジニアも不要。
アップグレード作業なんかも要らない。
また、高いアプリケーションを購入できない中小企業などには、使った分だけお金を払う仕組みは嬉しい。

こんな良い事だらけなのに、なぜ導入が進まないのか?
まあ、だいたい予想は付くと思いますが、次のようなデメリットがあるからです。

セキュリティーの問題
故障で使えなかったときの対応(企業活動がストップしてしまう)
バックアップの精度を高める必要あり

情報漏えいの問題
海外で情報漏れた場合、日本の個人情報保護法が適用されるのかわからない


この問題は技術革新だけで解決するのは、ちょっと難しそうですね。
国際的な法律の整備が必要です


参考:2009年11月4日 WBS放送分


続く

しゃべるピアノ

ピアノが人の声を発している!



実際に子供が英語でしゃべった音声が、ピアノによって奏でられています。
これは、非常に細かい分解能でピアノの打鍵の制御をコンピュータで行っているようです。
重要なのは、音をコンピュータで作っているのではなく、あくまでピアノで奏でている点です。

フーリエ級数展開によれば、音声などの不規則な音波といった周期的でない波形も、連続的に変化する異なった周波数の波を重ね合わせて表すことができます。
簡単にいうとサイン波とかコサイン波を無数に組み合わせれば、どんな音声でも再現できるということ。
この動画では、音声をピクセルとして捕らえ、レンダリングしていると説明されています。
純粋なサイン波やコサイン波の変わりに、ピアノの各音階を基準音として利用しているのでしょうかね。

音声合成に詳しいわけではないのでわかりませんが、まさに音声合成(TTSや初音ミクでおなじみ)の原理的な仕組みをピアノで応用したものかもしれません。
いづれにしろ、人間には到底できない超・超絶技巧ですね。

超音波で酒がおいしくなる?

引き続きサイエンスZEROのネタ「音の可能性」です。
前回の「超音波スピーカー」は話題には挙がっていませんでしたが、今回は「超音波と日本酒」です。

一般的にアルコール濃度の高い酒の作る場合、「蒸留」を用います。
酒を加熱して、蒸発した蒸気を集めて液体に戻す方法です。
しかし、これだと実は風味が変わってしまいます。

そこで、非加熱処理でアルコールを濃縮させる手法を徳島の松浦酒造場では行っています。
それは、酒に超音波振動を与えて霧化させる方法です。
↓超音波振動させると一瞬で霧になっているのがわかると思います。


酒の表面にはアルコールが集まっていて濃度が濃くなっています。また表面には香り成分も詰まっています。酒に超音波が当たると、主に表面だけが霧化されるため、それを集めて液体にすれば、風味を変えることなく濃縮できるという仕組みです。

これは、酒だけでなくバイオエタノールにも応用できます。
バイオエタノールも製造過程で蒸留が必要ですが、これには大きなエネルギーを必要とします。
それを超音波振動に換えればエコになるってことです。


※ちなみに、サイエンスZEROで「モスキート音」が話題に上がっていました。
モスキート音 も モスキートーン も同じです。何なのか気になる人は、こちらを参照してください。


参考:サイエンスZERO
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プロフィール

エレクトリックバカ

Author:エレクトリックバカ

ポケコンでプログラミングに目覚め、PICマイコンで電子工作に希望を抱き、来たるべきUGDの時代を夢見て眠る。
そんな うだつが上がらないサラリーメン。
先生、電子工作はおやつに入りますか?




Electric Baka

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