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なぜ量子コンピューターに注目が集まっているの?




■なぜ量子コンピューターに注目が集まっているの?

量子暗号技術(光子を使った原理的に盗聴できない暗号通信)と量子通信技術(光子検出・量子信号処理技術による超長距離での大容量通信)|未来ICT基盤技術|平成28年版 情報通信白書|総務省
量子暗号技術(光子を使った原理的に盗聴できない暗号通信)と量子通信技術(光子検出・量子信号処理技術による超長距離での大容量通信)|未来ICT基盤技術|平成28年版 情報通信白書|総務省

参考画像:未来ICT基盤技術|平成28年版 情報通信白書|総務省スクリーンショット

量子コンピューターについてのニュースが続々と出てきていますよね。

量子コンピューター、巻き返しへ本腰 NECや富士通

(2018/1/22、日本経済新聞)

量子コンピュータのスタートアップ続々

(2018/1/6、日経ビジネスオンライン)

アメリカのIBMやGoogle、Microsoft、Intelといった大手IT企業や日本のNECや富士通が量子コンピュータの研究開発を行なっており、またスタートアップによる開発も進んでいるそうです。

量子コンピュータが使われてしまうと、これまで利用されていたRSA暗号や楕円曲線暗号が簡単に解読できてしまうと考えられていることから、量子暗号の研究もおこなわれています。

格子暗号LOTUS提案
格子暗号LOTUS提案

参考画像:量子コンピュータ時代に向けた新暗号技術を開発~格子理論に基づき、かつ汎用性に優れた公開鍵暗号を国際標準化に提案~(2018/1/11、NICT 情報通信研究機構)|スクリーンショット

量子コンピュータ時代に向けた新暗号技術を開発~格子理論に基づき、かつ汎用性に優れた公開鍵暗号を国際標準化に提案~

(2018/1/11、NICT 情報通信研究機構)

インターネットを利用するときに使うウェブ・ブラウザ等には、パスワードやクレジットカード番号等の重要な情報を暗号化する機能が組み込まれています。この中で、RSA暗号や楕円曲線暗号などの公開鍵暗号が使われています。
しかしながら、現在広く使われているRSA暗号や楕円曲線暗号は、ある程度性能の高い量子コンピュータを使うと簡単に解読されてしまうことが数学的に証明されています

NICTサイバーセキュリティ研究所セキュリティ基盤研究室は、量子コンピュータでも解読が困難な格子理論に基づく新暗号方式LOTUS(ロータス:Learning with errOrs based encryption with chosen ciphertexT secUrity for poSt quantum era)を開発したそうです。

ところで、なぜ量子コンピュータが注目を集めているのでしょうか?

「量子コンピュータが人工知能を加速する」(著:西森秀稔・大関真之)

量子コンピュータが人工知能を加速する

超電導技術を用いた量子コンピュータは従来型コンピュータよりもはるかに低いコスト(時間や電力)で問題を解ける可能性があるのだ。

量子コンピュータを使うことで、組み合わせ最適化問題を従来型のコンピュータよりもはるかに低いコスト(時間や電力)で問題を解決することができるという期待があります。

最近話題になっているビットコインですが、#マイニング とは?「#ビットコイン などの #仮想通貨 を採掘(マイニング)する」について簡単にわかりやすく!【初心者向け用語集】によれば、ビットコインの送金プロセスを例にとると、ブロックを作成する際には膨大な計算が必要となるのですが、膨大な計算量となることで電力消費も膨大になっているそうです。

「ブロックチェーンの衝撃」(ダイヤモンド社)で紹介されているある試算によれば、ビットコインのマイニングで使用される電力はデンマークのエネルギー消費と同じくらいになるともいわれています。

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たとえば、典型的なコンセンサスメカニズムであるプルーフ・オブ・ワーク(proof-of-work)では、膨大な計算量が必要とされ、それには大量の電力消費が伴う。ある試算では、2020年には、一ビットコインのマイニングに、5500キロワットアワーが必要とされ、その時点でビットコインの採掘に使用される電力は、デンマークのエネルギー消費と同等になるとされている。

【参考リンク】

これから実現したい未来には人工知能やIoTといったテクノロジーが身近になっていくと考えられますが、ビットコインのマイニングのケースにあるように、膨大な電力消費量であったり、環境問題があり、これらの問題を解決するには、時間や電力のコストが低くなるコンピュータの開発が重要であり、だからこそ、量子コンピュータのようなテクノロジーに注目が集まっているのです。







P.S.
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【IoT×介護】溺水事故を防ぐ!マイクロ波を使った「浴室センサー」|失禁への不安を軽減!排尿センサー|SOMPO




■【IoT×介護】溺水事故を防ぐ!マイクロ波を使った「浴室センサー」|失禁への不安を軽減!排尿センサー|SOMPO

Care in the home

by British Red Cross.(画像:Creative Commons)

「IoT&AI介護」で職員と入居者の負担減らす、SOMPO HD

(2017/4/4、ITpro)

SOMPO HDと介護事業の関わりは、2012年9月に介護事業者のシダーへ出資したことに端を発する。2015年12月にワタミの介護事業を買収し、100%子会社のSOMPOケアネクストを設立。2016年3月に現在のSOMPOケアメッセージをグループ化し、ニチイ学館に続く業界2位に躍り出た。

損害保険会社のSOMPOホールディングスは介護事業を買収し、デジタル技術を活用した取り組みを行なっているそうです。

■溺水事故を防ぐ!マイクロ波を使った「浴室センサー」

「IoT&AI介護」で職員と入居者の負担減らす、SOMPO HD

(2017/4/4、ITpro)

「浴室センサー」と呼ぶIoT機器を浴室内に設置し、1人で入浴する入居者の状態を把握できるようにした。入居者の体の動き(体動)と呼吸を検知し、動きが長時間ないと異常と判定。職員のPHS端末にアラートを通知する。

入浴時に浴室でおぼれてしまう事故を防ぐために、マイクロ波を活用した「浴室センサー」で状態を把握できるようにし、動きがない時にはアラートを通知するようになっているそうです。

マイクロ波を活用する理由は、カメラでの検知のほうが安全性は確保できるものの、カメラで撮影され続けるというプライバシーの問題があるため、マイクロ波を選んでいるそうです。

■失禁への不安を軽減!排尿センサー

「IoT&AI介護」で職員と入居者の負担減らす、SOMPO HD

(2017/4/4、ITpro)

膀胱近くにセンサーを装着して、膀胱内の尿量を測定するものだ。職員は、業務用のタブレット端末から現在の尿量を確認できる。尿量が増えるとアラートが表示されるので、職員が該当する入居者をトイレに連れて行く。

排泄のタイミングをお知らせするウェアラブルデバイス「DFREE」|高齢者・介護分野・車いすユーザーに役立つ期待では、排泄を予測するウェアラブルデバイスが介護分野での活用が期待されていると紹介しましたが、すでに活用されているそうです。

失禁を一度でも経験したことがある入居者はトイレに行きたがらなくなったり、オムツを装着せざるをえなくなります。

排泄トラブルが健康寿命を阻害する?|ユニ・チャーム

排泄トラブルを抱える18.7%の人が「排泄トラブルが気になって外出を控えた経験がある」と応えています。

介護施設に入居されている人だけでなくユニ・チャームの調査によれば、、排泄トラブルを抱えている人は、根本的な対処をすることができずに、外出を控えたり(運動不足の可能性)、水分補給を控えたり(熱中症リスクが高まる可能性)といった健康にとってリスクある行動を選びがちになってしまうようです。

失禁というのは、本人の心理的なダメージをあるだけでなく、失禁への不安を取り除こうとすると頻繁に対処することが必要になるため、介護職員への負担も増すことが考えられます。

こうしたセンサーを用いることにより、入居者からは失禁への不安が取り除かれ、また介護職員は排泄介助の負担も軽減されると考えられます。

もしかすると、要介護者の排泄の自立支援、介助者の負荷軽減の目的で作られた『ベッドサイド水洗トイレ』|トイレに自分が行くのではなく、トイレの方が自分のところに来るというアイデアを活用すれば、介助者による介助なしで排泄をすることができるようになるかもしれません。




■まとめ

要介護者等と同居の主な介護者の年齢組み合わせ別の割合の年次推移平成28年国民生活基礎調査の概況|厚生労働省
要介護者等と同居の主な介護者の年齢組み合わせ別の割合の年次推移平成28年国民生活基礎調査の概況|厚生労働省

参考画像:平成28年国民生活基礎調査の概況|厚生労働省|スクリーンショット

75歳以上同士の「老老介護」初の30%超|65歳以上同士の「老老介護」は過去最高54%に|平成28年国民生活基礎調査によれば、介護をする側と介護を受ける側の両方が高齢者の組み合わせである「老老介護」が話題になっていますが、平成28年国民生活基礎調査で発表された、同居の主な介護者と要介護者等の組合せを年齢階級別にみると、60歳以上同士70.3%、65歳以上同士54.7%、75歳以上同士30.2%となっており、また年次推移でみると、上昇傾向にあるのがわかります。

介護予防・生活支援サービス市場は2025年に1兆3000億円によれば、今後高齢者人口と高齢者世帯の増加に伴いサービス市場は拡大し、介護予防・生活支援サービス市場は2025年に1兆3000億円に迫るそうですが、介護職員は2025年には約38万人不足するおそれがあるそうです。

介護福祉士ピンチ!?介護福祉士を養成する大学や専門学校への定員に対する入学者の割合が約46%によれば、公益社団法人「日本介護福祉士養成施設協会」の調査によれば、2016年度の介護福祉士を養成する大学や専門学校への定員に対する入学者の割合が約46%だったそうです。

入学者割合の低下には、重労働の割に賃金が低い処遇が影響しているのではないかということが理由として挙げられています。

大事なのは、介護に対する負担が大きいにもかかわらず、賃金や労働環境に恵まれていないことです。

今回紹介したSOMPOホールディングスの取り組みは、介護する側の負担をテクノロジーを活用することによって軽減することを目指すものです。

介護する側の負担を減らす方法には大きく分けて2つあります。

1.介護度を改善すること、または介護度を悪化させないこと

2.テクノロジーを活用することによって、より簡単な介護をできるアシストをしたり、やらなくてもよい仕事を減らすこと

1.介護度を改善すること、または介護度を悪化させないこと

介護を必要とする期間をいかに短くするか、介護度を改善または悪化を防ぐという対策を行なう必要があると思います。

●食事(栄養管理)

要介護者等の状況|平成28年国民生活基礎調査の概況|厚生労働省によれば、要介護度別にみた介護が必要となった主な原因として「高齢による衰弱」(16.2%)になっています。

「フレイル(高齢者の虚弱)」の段階で対策を行ない、要介護状態の高齢者を減らそう!で紹介した厚生労働省によれば、多くの高齢者が中間的な段階(フレイル)を経て、徐々に要介護状態に陥るそうです。

高齢者は健康な状態から急に要介護状態になるわけではなく、食欲の低下や活動量の低下(社会交流の減少)、筋力低下、認知機能低下、多くの病気をかかえるといった加齢に伴う変化があり、低栄養、転倒、サルコペニア、尿失禁、軽度認知障害(MCI)といった危険な加齢の兆候(老年症候群)が現れ、要介護状態になると考えられます。

しかし、フレイルの段階で、適切な介入・支援を行なうことができれば、要介護状態に至らず、生活機能の維持・向上が期待できると考えられます。

それでは、具体的にどのように対処したらよいのでしょうか?

たんぱく質摂取と骨格筋|たんぱく質の関与|フレイルティ及びサルコペニアと栄養の関連|高齢者|厚生労働省

地域在住の 70 歳代の高齢者を 3 年間観察したところ、3 年間の除脂肪体重の減少が、登録時の総エネルギー摂取量当たりのたんぱく質摂取量に依存し、五分位で最もエネルギー摂取量当たりのたんぱく質摂取量が多い群(平均91.0 g/日、1.2 g/kg体重/日)では、最も低い群(平均56.0 g/日、0.8 g/kg 体重/日)に比較し、交絡因子で調整後においても除脂肪体重の減少が 40% 抑制されていた 39)。

また、最近のコホート調査でも、たんぱく質摂取量が少ないことは 3 年後の筋力の低下と関連し 40)、さらに高齢女性の 3 年間の観察で、たんぱく質摂取量が少ないとフレイルティの出現のリスクが増加することが確認されている 41)。

日本人の高齢女性の横断研究でもフレイルティの存在とたんぱく質摂取量との関連が明らかにされている 42)。

39)Houston DK, Nicklas BJ, Ding J, et al. Health ABC Study. Dietary protein intake is associated with lean mass change in older, community-dwelling adults : the Health, Aging, and Body Composition (Health ABC) Study. Am J Clin Nutr 2008; 87 : 150─5.
40)Bartali B, Frongillo EA, Stipanuk MH, et al. Protein intake and muscle strength in older persons : does inflammation matter? J Am Geriatr Soc 2012 ; 60: 480─4.
41)Beasley JM, LaCroix AZ, Neuhouser ML, et al. Protein intake and incident frailty in the Women’s Health Initiative observational study. J Am Geriatr Soc 2010 ; 58: 1063─71.
42)Kobayashi S, Asakura K, Suga H, et al. High protein intake is associated with low prevalence of frailty among old Japanese women: a multicenter cross-sectional study. Nutr J 2013; 12: 164

これまでにも要介護者の中にはたんぱく質が不足する低栄養の人が多いということを紹介してきました。

適切な食物摂取ができず、栄養状態が悪化していることを「低栄養」と呼びます。

低栄養になると、免疫が低下したり、筋肉が減少したり、骨が弱くなったりすることで、感染症に掛かりやすくなったり、骨折するおそれが高くなるようです。

今回紹介した厚生労働省のまとめによれば、高齢者はたんぱく質の摂取量が少ないと、フレイルティの出現リスクが増加するそうです。

なぜ高齢者になるとタンパク質が不足しがちなのでしょうか?

肉料理が苦手だったり、以前は、家族のために栄養を考えて、肉や卵などを使って料理をしていた人が、一人暮らしになってから、自分が好きなものだけを食べることで食が偏るようになって、肉や卵を使った料理を食べなくなってしまったり、食事の量自体が減ってしまったり、中高年の頃からのメタボ対策のための粗食を継続してしまったりすることで、たんぱく質が不足してしまうということがあるようです。

つまりは、中高年(メタボ対策)から高齢者(フレイル対応)への食習慣の移行ができていないために低栄養になってしまっていると考えられます。

低栄養はタンパク質が不足したことで起こると考えられますが、●たんぱく質(アルブミン)不足を予防するには、肉を食べるとよいそうです。

アルブミンを上げる食事|肉を食べてアルブミンを上げたグループは死亡リスクが低い!?で紹介した熊谷修教授(人間総合科学大学人間科学部)によれば、肉をよく食べてアルブミンを上げたグループはほとんど食べないグループに比べて死亡リスクが低いそうです。

また、アルブミン値を上げるためには、鶏のささみよりも牛肉のほうが良いそうです。

それは、牛肉に含まれる「飽和脂肪酸(アルブミンを作り出すエネルギーとなる)」を一緒に摂ることができるからなのだそうです。

お肉を選ぶ場合には、脂身のある肉(豚肉やもも肉)のほうが良いそうです。

アルブミンを上げる食事|肉を食べてアルブミンを上げたグループは死亡リスクが低い!?によれば、「15の食生活指針」に沿った食生活を実践してもらったところ、アルブミンは増加し、血色素の低下も見られなり、つまり、栄養改善の効果があらわれたそうです。

  1. 3食のバランスをよくとり、食事を抜かずにきちんと食べましょう。
  2. 油脂類の摂取が不足しないようにしましょう。
  3. 肉、魚、乳製品、卵などの動物性たんぱく質を十分に食べましょう。
  4. 肉と魚の摂取は1:1の割合にしましょう。
  5. いろいろな種類の肉を食べましょう。
  6. 牛乳は毎日200ml以上飲むようにしましょう。
  7. 野菜は緑黄色野菜(にんじん、かぼちゃ、ほうれん草など)や根菜(大根、ごぼう、いもなど)など、いろいろな種類を毎日食べるようにしましょう。
  8. 食欲がないときは、おかずを先に食べ、ご飯の量を減らしましょう。
  9. いろいろな調理のしかたや、食品の正しい保存法を覚えましょう。
  10. 酢、香辛料、香り野菜(ねぎ、にんにくなど)を十分に取り入れましょう。
  11. 調味料を上手に使い、おいしく食べましょう。
  12. 和風、中華風、洋風といろいろな料理を食べましょう。
  13. 家族や友人との会食の機会をたくさんつくりましょう。
  14. 噛む力を維持するために、義歯は定期的に点検をしましょう。
  15. 「元気」のための健康情報をすすんで取り入れましょう。

※2から6までの5項目が、低栄養を防ぐための動物性食品や油脂類の摂り方に関する項目です。

お肉はタンパク質が豊富で、実はバランス栄養食品です。

野菜よりも鉄分が豊富で、かつ肉は野菜より鉄分の吸収率が5から10倍高い。

またビタミンも豊富で、特にビタミンB1は豚ヒレ肉100gでレモンの17倍含んでいるそうです。

さらにミネラルも豊富なのだそうです。

ただ、あなたやあなたの家族の食事をどのようにチェックしたらよいかわからない人もいると思います。

そこで、最近取り上げられているのが、「10食品群チェックシート」です。

「10食品群チェックシート」は、様々な種類の食材が摂れているかをチェックするシートです。

  • 牛乳(チーズなど乳製品)
  • 大豆
  • 緑黄色野菜
  • 果物
  • 海藻

10食品群チェックシート|PDF(NHKチョイス@病気になった時)

http://www.nhk.or.jp/kenko/choice/pdf/160430.pdf

10品目チェックシート|PDF(NHKためしてガッテン)

http://www9.nhk.or.jp/gatten/pdf/10hinmoku.pdf

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●口腔ケア・食事(食べ方)

●オーラルフレイル

オーラルフレイルを知って健康寿命を延ばそう|自分の歯が多く保たれている人は、健康寿命が長く、要介護期間が短い|東北大学によれば、東北大学の松山祐輔歯科医師が行なった研究によれば、自分の歯が多く保たれている人は、寿命が長いだけではなく、健康寿命(日常生活に制限のない期間)が長く、要介護でいる期間が短いことがわかったそうです。

食べこぼしやわずかなむせ、噛めない食品の増加というのは一つ一つを見るとささいなことですが、こうした症状が合わさって起こるということは口腔機能の低下のサインであり、オーラルフレイルという口腔機能低下を含む身体の衰えの一つです。

オーラルフレイルについて調べていたところ、「オーラルフレイル仮説」という考え方があることを見つけました。

オーラルフレイル仮説(前フレイル期・オーラルフレイル期・サルコ・ロコモ期・フレイル期)
オーラルフレイル仮説(前フレイル期・オーラルフレイル期・サルコ・ロコモ期・フレイル期)

参考画像:食(栄養)および口腔機能に着目した加齢症候群の概念の確立と介護予防(虚弱化予防)から要介護状態に至る口腔機能支援等の包括的対策の構築および検証を目的とした調査研究(2015年3月、東京大学 高齢社会総合研究機構)|スクリーンショット

食(栄養)および口腔機能に着目した加齢症候群の概念の確立と介護予防(虚弱化予防)から要介護状態に至る口腔機能支援等の包括的対策の構築および検証を目的とした調査研究(2015年3月、東京大学 高齢社会総合研究機構)によれば、オーラルフレイル仮説とは「前フレイル期」「オーラル・フレイル期」「サルコ・ロコモ期」「フレイル期」と4つのフェーズ(段階)に分かれていて、フェーズが移行するに伴い、QOLの低下・日常生活機能の低下、病気にかかりやすくなる、服薬する薬の種類が増えていくという考え方です。

ポイントとなるのは、第1期の「前フレイル期」と第2期の「オーラル・フレイル期」の段階で、歯磨きをしっかり行う、歯科医院に定期的に通ってチェックしてもらうなどいかに対策を行なっていくかということです。

この考え方が浸透すれば、定期的な歯科医院でのチェックで、サルコペニアやロコモティブシンドローム、フレイルに移行する前に、何らかの対策が必要であることを促すという流れができることにより、要介護状態になることを防ぐことができるようになるかもしれません。

●嚥下障害

要介護者の約6割に咀嚼や嚥下に問題がある|嚥下障害チェックテスト・嚥下障害対策(健口体操・嚥下体操)で紹介した日清オイリオグループが60歳以上の要介護者(要介護度1~3)を在宅で介護しており、介護食を作っている100名を対象に実施した「低栄養に関する実態調査」によれば、要介護者の約6割に咀嚼(そしゃく。かむこと)や嚥下(えんげ。飲み込むこと)に問題があるそうです。

高齢者は注意したい!誤嚥性肺炎の気づきにくい症状のサインとは?によれば、厚生労働省の人口動態統計の死因別統計によれば、「肺炎」で亡くなる人が年間12万人を超え、肺炎は「がん」「心臓病」に次ぐ第3位となっています。

高齢者にとって肺炎は怖い病気であり、肺炎を引き起こす原因としては、「嚥下障害(えんげしょうがい)」によって起こる「誤嚥性肺炎(ごえんせいはいえん)」が挙げられます。

誤嚥性肺炎の原因は、食べ物や飲み物、唾液に含まれた細菌が気管から入り込むことですが、眠っている間に細菌を含む唾液を少しずつ誤嚥することがあるため、気づきにくいです。

寝たきりや脳血管障害、認知症の患者の場合は、嚥下反射やせき反射が低下し、細菌が気道を通じて肺に入り込みやすくなるため、誤嚥性肺炎のリスクが高くなるそうです。

誤嚥性肺炎の予防は、細菌を含む食べ物や唾液の誤嚥を防ぐことが重要となります。

そのため、口の中を清潔に保つ口腔ケアと誤嚥を防ぐ対策が必要になります。

1.口腔ケア

口の中の細菌を繁殖させないようにするために、歯磨き(入れ歯の人は入れ歯の洗浄)で口の中を清潔に保ちましょう。

また、唾液の分泌が減ると、口が乾きやすくなり、雑菌だらけの唾液が肺に入ることで、誤嚥性肺炎を引き起こすおそれがあるので、唾液の分泌をうながすようにしましょう。

唾液がよく出る健口体操

童謡の「むすんでひらいて」に合わせて口を動かす

「むすんで ひらいて ベロを出して むすんで

またひらいて ベロ出して そのベロを鼻に

ベロを右に ベロを左 ベロをぐるぐる回します」

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また、ドライマウスにも気を付けましょう。

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2.誤嚥を防ぐ対策(嚥下反射を改善する嚥下障害対策)

●胃液の逆流を防ぐ

嚥下障害と誤嚥性肺炎

ゲップや胸焼けなどがある場合は、胃液の逆流が起こりえます。その場合、食後2時間ほど座って身体を起こしていることで、逆流を防止できます。

誤嚥予防のために、食後すぐに横にならずに、2時間程度座った姿勢を保つことで、胃液の逆流を防ぎましょう。

→ 逆流性食道炎の症状・原因・治し方・食事 について詳しくはこちら

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嚥下体操

嚥下反射を改善させるために、嚥下体操を行ないましょう。

(1)腹式呼吸

鼻から息を吸って、口からゆっくり吐きます。

吸うのを4回、吐くのを8回。

(2)首の体操

  1. 前に後ろに動かします。
  2. 右に左に動かします。
  3. 首筋を伸ばします。

(3)肩の体操・腕の体操

肩をゆっくり上げてそのままにして、ストンと落とす。

片方の腕を上げて、もう片方の手で引っ張ります。

(4)発音練習

唇を使って、「ぱっ・ぱっ・ぱっ」「まっ・まっ・まっ」と発音し、舌を使って「たっ・たっ・たっ」「らっ・らっ・らっ」と発音します。

【参考リンク】

●運動

ロコモティブシンドロームになると要介護のリスクが高くなる?ロコモの原因・予防のためのトレーニング方法によれば、ロコモティブシンドローム(運動器症候群)とは、運動器の障害のために要介護となる危険の高い状態のことをいいます。

加齢による筋力やバランス能力の低下によって、ロコモティブシンドロームになっているそうです。

ロコモティブシンドロームを予防するには、どうしたらよいのでしょうか。

ロコモティブシンドロームの考え方は、痛みに対する治療だけでは不十分で、筋力強化なども併せて運動の状態を向上させ、QOL(生活の質)を保つことを目指す。

それが、介護予防にもつながる。

痛みに対する治療だけでなく、日頃から筋力を強化することで運動の状態を維持していくことが、大事なようです。

毎日運動している人としていない人との間には体力に大きな差がある!?|2014年度体力・運動能力調査で紹介したスポーツ庁の2014年度体力・運動能力調査によれば、高齢者(65~79歳)で、ほとんど毎日運動している人と運動をしない人では、体力に大きな差があることがわかりました。

記事の中には、ロコモティブシンドロームの予防に取り組む目安の五項目が紹介されています。

『要介護』招く運動器症候群 ロコモティブシンドローム

(2009/8/14、東京新聞)

日本整形外科学会は、予防に取り組む目安として五項目を紹介している。

片脚立ちで靴下がはけない
▽階段を上るのに手すりが必要
▽横断歩道を青信号で渡りきれない
▽十五分くらい続けて歩けない
▽家の中でつまずいたり滑ったりする-。

この5項目のうち、一つでも当てはまる人は、ロコモティブシンドロームを予防するロコモーショントレーニングを薦めているそうです。

『要介護』招く運動器症候群 ロコモティブシンドローム

(2009/8/14、東京新聞)

効率よく筋力強化ができるのが目を開けての「片脚立ち」。

松井医長によると、片脚立ちは両脚立ちに比べ二・七五倍の負荷がかかり、一日三回、左右一分間の片脚立ちは、約五十三分間の歩行に相当するという。

支えが必要なら、机に手をついて行ってもよい。

「スクワット」はお尻を低く下ろせばより筋力が鍛えられるが、継続するには浅い角度の方が安全だ。

脚はかかとから三〇度くらい外側に開き、体重が脚の裏の中央にかかるように意識する。

現在の筋肉を維持しようという人がウォーキングだけをしても、筋肉は衰えていってしまいます。

筋肉を衰えさせないためにも、筋トレが必要。

ロコモティブシンドロームを予防するトレーニングとして紹介されているのは、「片脚立ち」と「スクワット」です。

片手だけまたは手を使わずに床に座ったり立ったりできる人は長生きできる?によれば、中高年で床に座ったり立ったりが片手だけで、または手を使わずにできる人は筋骨格がしっかりしており、それができない人に比べて長い寿命が期待できるそうです。

また、おすすめなのが「スロトレ」。

スロトレは、軽い負荷でありながらも、、すべての動作を“ゆっくり、止めずに、連続して行う”ことで筋肉が力を発揮している時間を引き延ばし休ませないため、筋肉量が増えるのに効果的なトレーニング方法です。

2.テクノロジーを活用することによって、より簡単な介護をできるアシストをしたり、やらなくてもよい仕事を減らすこと

メディアアーティスト・落合陽一、「介護市場を開放したい」

(2017/9/12、ニュースイッチ)

身体の不自由な人を抱きかかえて入浴するには腕力がいるし、車いすで移動する時には絶えず周囲に注意が必要。コミュニケーションで高齢者の気持ちを明るくし、生活を活発化することなど、技術の活躍する場は多い。

介護作業を支援するロボットや介助者がいなくても使える車いす、コミュニケーションロボットなど介護の現場で役立ちそうなアイデアが紹介されています。

Telewheelchair at Laval Virtual Awards

そこで筑波大の落合研究室では、既存の電動車いすに介助者の目の代わりとしてリコーの全天球カメラ『シータ』を組み合わせた「Telewheelchair(テレウィールチェアー)」の研究を進めている。特別ではないハードウエアの組み合わせを、ソフトウエアで結合して機能を追加したのが特徴だ。映像を転送して遠隔操作したり、障害物を検知して自動で停止する。

例えば、Digital Nature Groupでは、「Telewheelchair」というアイシン精機の電動車いすとRICOHの360°すべてを撮影する全天球カメラ『THETA』を組み合わせて、ソフトウェアで結合し、VRでリモートコントロールしたり、障害物を検知して自動で停止するという車いすを開発しているそうで、この車いすであれば、介助者の負担を軽減することになることが期待されます。

また、排泄に関してなど、人によっては人間(身近な家族や介助者)よりもロボットのほうが恥ずかしくないので良いという分野もあるのではないでしょうか。

The Future of Hotel Delivery Service

ResidenceInnLAXCaseStudy (Japanese Subtitles)

人間用エレベーターも乗りこなす「荷物お届けロボット」、品川プリンスホテルに現る

(2017/9/14、ITmediaニュース)

 Relayは、レーザーセンサーと3Dカメラを使って屋内の環境や現在位置を特定する技術「SLAM」(Simultaneous Localization and Mapping)を利用しているという。

ロボットベンチャー企業の「Savioke」が開発したのは、部屋へ荷物を届けることに特化した自律走行型ロボット「Relay(リレイ)」です。

Relayは客から荷物の運搬を依頼されたホテルのスタッフの指示を受け、自分でエレベーターに乗り降りして、部屋の前に到着すると電話をかけて、ドアが開き、荷物をお客さんが取り出すと、自動で戻るという仕組みです。

こうしたアイデアこそ介護者の負担、介護される側の心理的負担を軽減してくれるのではないでしょうか?

■まとめ

介護については、どれか一つの対策をとるのではなく、さまざまな対策を組み合わせて行なっていかないと解決しない問題だと思います。

しかし、介護人材不足問題はネガティブな側面だけではなく、ポジティブにとらえると一つのチャンスになる可能性があり、「少子高齢化による高齢化社会は日本にとってのビジネスチャンス(医療・介護など)になる!」と発想を転換してみない?でも紹介しましたが、日本は高齢化社会の新しいイメージを伝えるモデルケースとして、高齢化社会を引っ張るリーダーとなる可能性もあります。

例えば、大人用紙オムツの売上が子供用オムツの売上を追い抜いた!?|日本の紙おむつが国際規格化|高齢化社会がビジネスチャンスに変わる!?によれば、大人用紙おむつの評価方法に関する規格「ISO15621尿吸収用具―評価に関する一般的指針」が改訂し、欧米の「テープ止め型(体にテープで固定するタイプ)」ではなく、日本が提案する装着車の症状や生活環境に合わせたきめ細かい高齢者介護学科脳になるパンツ型やテープ止め型のおむつに吸着パッドを挿入するタイプなどを規格化されました。

つまり、世界に先行して高齢化社会に突入している日本は、医療費削減のアイデアやよりよい介護の方法を実行できる立場にあり、それらのやり方をスタンダードにすることができるというビジネスチャンスがあるのではないでしょうか?

また、こうした考え方を発展させれば、人間と機械(人工知能・ロボット)と一体化して、人間の能力を強化・拡張していくことによって、未来の社会基盤を構築していくことにもつながると思います。

この考え方は、ヒューマンオーグメンテーション(Human Augmentation)という暦本純一さんが提唱するコンセプトで、人間とテクノロジー・人工知能が一体化することで、知覚、認知、身体、存在感の4つの分野で人間の能力を強化・拡張していくIoA(Internet of Abilities:能力のインターネット)という未来社会基盤の構築を視野に入れた、最先端の研究を体系化していく学問領域です。

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https://twitter.com/ochyai/status/863280246140698624で落合陽一さんはAIやロボットなど自動化技術によって、高齢化社会で成長する方法を提案しています。

高齢化社会をベースにすると発想を転換すると、それに合わせたテクノロジーが生まれることによって、もしかすると、若者にとっても過ごしやすい社会になるかもしれませんし、すでにそうした兆しも見えています。

ぜひこれをチャンスに変えてほしいですね。







【介護とテクノロジー 関連記事】
続きを読む 【IoT×介護】溺水事故を防ぐ!マイクロ波を使った「浴室センサー」|失禁への不安を軽減!排尿センサー|SOMPO

DFRobot’s BOSON Kit|モジュール化したロボットキットがコーディング・IoTなど子供のSTEM教育に役立つ

STEM教育のための知育玩具の可能性として、ロボット×プログラミング×遊び=トイ・プラットフォームtoio(sonyのおもちゃ)を紹介しましたが、STEM玩具として注目を集めそうなKicstarterで面白いキットを見つけました。




■DFRobot's BOSON Kit

参考画像:DFRobot’s BOSON Kit: Powerful Building Blocks For LEGO STEM|スクリーンショット

DFRobot’s BOSON Kit: Powerful Building Blocks For LEGO STEM|Kickstarter

「ウェアラブル人工すい臓」、機能ごとにモジュール化|インスリン治療を低コストにするアイデアとは?では、(1)血糖値モニタリング、(2)血糖値を下げるためのインスリン投与、(3)血糖値を上げるためのグルカゴン投与という機能ごとにモジュール化されたデバイスと同様に、今回のBosonキットは、複雑な回路をわかりやすく、シンプルに、機能ごとに分解してモジュール化していて、そのモジュール化したブロックをコーディングやはんだづけをすることなく、STEM教育ができるキットになっています。

Amazonは、“STEM”の分野に絞った教育おもちゃの定期購入サービスを始めるというニュースを以前取り上げましたが、STEM分野にフォーカスした知育玩具が注目されているのを感じます。

STEM教育とは、Science(科学)・Technology(技術)・Engineering(工学)・Mathematics(数学)のこと。

おもちゃと触れて遊んでいるうちに、好奇心をもって試行錯誤をしながら、自然と学ぶというのがこれからの教育の形になっていくのではないかと思っているのですが、toioのコンセプトも同じように、手を動かして(工作)遊んで、触れあっていくうちに新しい遊びを考えていき、自然と新しい発見をしていくというものです。

猪子寿之の〈人類を前に進めたい〉第6回「もう一つの“体育”で、『身体的知』(身体を固定しない“知性”)を鍛えたい」

(2016/3/1、ほぼ日刊惑星開発委員会)

これまでの学校や知的な訓練って、身体を固定して、もっと具体的に言えば椅子に座って働かせる知性なんだと思うんだよ。

<中略>

「図書室は静かに」というじゃない。この言葉に象徴されるように、従来の知性というのは、まさに美術館でパースペクティブのある絵画を見るときのように身体を固定して、他者も意識していなくて、インプットの情報量がほとんどない中で大脳をフル回転させる知性なんだよね。そもそも文章や記号というもの自体が、情報量としてはバイト数のほとんどないものだしね。でもさ、一方でたとえば、「IQよりも社会性のほうが社会的成功には関連性がある」みたいな主張の論文なんかがあるんだよ。
 それって、「社会性」がバズワードになっているだけで、要は椅子に座っていなくて、図書館みたいな特殊な状況ではない――外部からのインプット情報が極めて多くて、目も耳も感覚を全て使っているような――状態での、人間の能力のことなんじゃないかな。

「チームラボアイランド 学ぶ!未来の遊園地」は未来の教育の形!?で今回体験してみて感じたのは、『身体的知』の話です。

『移動する知性』|「アイデアと移動距離は比例する」(高城剛)をダニエル・ゴールマンと猪子寿之を参考に考えてみる。では、自分なりに猪子寿之さんの考え方を次のように解釈しました。

従来の知性というのは、身体を固定して働かせる知性が重視されていましたが、その状態というのは、自分自身が固定されていた状態で、相手も意識していない状態のため、インプットされる情報量が限られています。

『身体的知』(身体を固定しない知性)というのは、自ら移動しながら(身体が固定されておらず)、相手を意識した状態であるため、そこには五感をフルに働かせたことでおびただしい量のデータのインプットが得られます。

今回体験した「チームラボアイランド 学ぶ!未来の遊園地」ではこの考えを実際のモノとして表現したもののように感じました。

ものがどのようにしたら変化をするのか、お互いがどのように影響しあうのかなどを遊ぶように体験する中で自然と学んでいくことができる、アートでありながら、いろんなことを学ぶことができる新しい形の教育のように感じました。

これからの教育は「遊びながら学ぶ」という方向に進んでいくのではないでしょうか。




■SonyのtoioとDFRobot's BOSON Kitとの違い

両者ともSTEM教育やロボット、プログラミングを目的としていて、入口と出口はほとんど同じように感じるのですが、Sonyのtoioがカートリッジで機能を変えることができるのに対して、Bosonキットはブロックに単一の機能を持たせているという違いがあり、途中のアプローチが違うのが興味深いです。

まるでSonyのtoioがゲーム機のようにソフトを入れ替えることで遊び方を変えているようであり、Bosonキットは一つの機能を持たせたLEGOブロックを組み合わせることで新しい動かし方・遊びを創造しようというものであるように感じます。

Sony PlayStation at GDC

by Josh Hallett(画像:Creative Commons)

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by Bill Ward(画像:Creative Commons)

■まとめ

DFRobot’s BOSON Kit: Powerful Building Blocks For LEGO STEM

「ファンタジア」(著:ブルーノ・ムナーリ)では「創造力」と「遊び」についてこのように書かれています。

ファンタジア

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創造力を刺激する遊びを通じて、子供の知識が広げられないと、すでに知っている事柄同士の関係を築くことはできない。仮に関係を築くことができたとしても、それは非常に限定された方法でなされたにすぎず、それでは子供のファンタジアを発達させるに至らない。

子供を創造力溢れ、のびのびしたファンタジアに恵まれた人間に育てたいなら、可能な限り多くのデータを子供に記憶させるべきだ。記憶したデータが多ければ、その分より多くの関係を築くことができ、問題に突き当たってもそのデータをもとに毎回解決を導き出すことができる。

創造力とは、知識同士の関係性をつなぎあわせ、それを表現する方法であるとするならば、Bosonキットが提供するモジュールを組み合わせて新しいモノを生み出すというのがその発想に近いのではないでしょうか。

子供が描いた絵に対して大人が「創造力がある」と表現することがありますよね。

なぜ大人は子供が描いた絵に対して創造力があると表現するのでしょうか。

それは、無関係なもの同士をつなげたことによって、大人では想像できなかったものを描いたからです。

ただ、それは、ランダムに組み合わせたものが意図せず偶然作られたもの(子供によっては意図して作るケースもあるかと思います)であり、また、子供たち自身がメッセージ性をもって作り上げたものではありません。

「ファンタジア」(著:ブルーノ・ムナーリ)にはこう書かれています。

無知こそが最大の自由を与えると信じるのは間違っている。
むしろ知識こそが自己表現の手段を完全に操る力を与えるのだ。
それにより、手段とメッセージに一貫性をもたせ、明確に自己表現できるようになる。

子供に対しては、遊びや授業を通して、様々な表現方法があることを記憶させることによって、自分が本当に伝えたい・解決したいことができた時に、最も気持ちと一致した表現方法で表現することができるはずです。

言葉で表現することや絵で表現すること、映像で表現すること、写真で表現することなど様々な表現方法がありますが、多くの知識を持つことが自己表現に役立つのです。

「ファンタジア」(著:ブルーノ・ムナーリ)

創造力を欠いた人は、人生で避けて通ることのできない様々な変化にうまく適応できない。例えば、多くの親が自分の子供を理解できなくなってしまうのがそうだ。

創造力のある人は常に共同体から文化を受け取り、そして与え、共同体とともに成長する。創造力のない人はだいたい個人主義的で頑なに自分の意見をほかの個人主義者のそれと対立させようとする。

創造力が欠けていると、それぞれの関係性を結びつけることが難しく、変化に対応するのが苦手になってしまうのでしょう。

創造力は人生を楽しく生きる上での大事な力になってくれるはずですので、子供の時から遊びや授業を通じて教えてほしいですね。







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#Intel はヘルスケア分野でどう取り組んでいくか?|#インテル の5つの重点分野(#AI #IoT #5G #自動運転 #ヘルスケア)




■インテルの5つの重点分野(AI・IoT・5G・自動運転・ヘルスケア)

What is 5G? | Intel Business
What is 5G? | Intel Business

参考画像:What is 5G? | Intel Business|YouTubeスクリーンショット

なぜIntelはヘルスケアに注力するのか

(2018/1/3、マイナビニュース)

Intelが将来の重点分野として掲げているのが「AI・機械学習」「IoT」「5G」「自動運転」「ヘルスケア(ライフサイエンス)」の5つです。

それぞれの分野は別の分野のように見えて、それぞれが結びついています。

ヘルスケア分野についても、AIが医師に疾病に対する知見を提供したり、画像やゲノムのスクリーニングデータから疾病の早期発見を可能とするといった動きや、新薬開発の効率化、といった取り組みなども進められるなど、活用が進むほか、ウェアラブル機器によるバイタルサインの取得や、そのデータを5Gを用いて送信といったように、ほかの重点分野の技術をも内包する形で、事業強化が図られている。

ヘルスケア分野でいえば、「AI」が医師に対して病気に対する支援を行なったり、画像や遺伝子のデータから病気の早期発見を目指していたり、「IoT」においてはウェアラブルデバイスでバイタルサインを取得し、病気の治療・予防に活かす研究がおこなわれていたり、「5G」では、センサーを活用し、リモート環境での心拍数や血圧値のモニタリングによって健康を管理したり、映像を活用して遠隔診断をするといった遠隔医療が可能になるだけでなく、映像配信やロボティクス、AR/VRを使用して、外科医が離れた場所から手術を行う遠隔手術に活用される可能性が期待されます。




■Intelはヘルスケア分野でどう取り組んでいくか?

インテルがヘルスケア分野の課題解決に貢献する事業展開をPR

(2017/12/11、innavinet)

インテルでは,このほかにもプレシジョン・メディシンに向け,医療データや日常生活から得られる健康データなどのビッグデータをクラウド上で管理し,個人が自ら健康管理を行ったり,予防医療や創薬などにデータを活用できる基盤にも技術を提供していく。

ゲノム解析が一般的なものになった時、AIが過去の文献や医学論文、データベースを探索するようになる!?によれば、現在では、抗がん剤を使用する前に、ゲノム情報を活用してどのような薬が効くのかを事前に調べて投与する「Precision Medicine(プレシジョンメディシン)」に注目が集まっていますが、インテルでは、プレシジョン・メディシンのために、医療データや健康データなどのビッグデータを管理したり、予防医療や創薬などに活用できる基盤にも技術を提供していくそうです。

What is 5G? | Intel Business

Intelによれば、世界的に医療費の支払いが問題になっていることが背景として挙げられるそうです。

背景には、世界的に医療費の支払いが問題になってきており、変革が求められるようになっていることが挙げられる。例えば、米国合衆国保健福祉省(United States Department of Health and Human Services:HHS)は、ヘルスケアに関する資源利用として、高齢者および障害者向け公的医療保険制度であるメディケアの支払いを、量ではなく、質へと転換していこうという流れを示している。これは、患者の入院に関して、定められた品質計測方法で計測したヘルスケアデータとして、The Centers for Medicare & Medicaid Services(CMS)に提供することともに公表することと引き換えに、若干高めの支払いを受ける、というもので、簡単に言うと、医療報酬を1回あたりの診療に支払うのではなく、そこで生み出されたトータルのエピソードに対して支払うというモデルとなっている。

2016年度(平成28年度)の医療費は41.3兆円|診療報酬改定で薬価が引き下げられたことやジェネリック医薬品の使用割合が増えたことが医療費減少の要因によれば、高齢化や医療技術の高度化は年々進んでいるため、今後も医療費の増加が予想されます。

年齢階級別一人当たり医療費(平成25年度)
国民医療費の約2割が80歳以上の医療費であり、その多くを入院費用が占めている。(年齢階級別一人当たり医療費(平成25年度))

参考画像:不安な個人、立ちすくむ国家~モデル無き時代をどう前向きに生き抜くか~|経済産業省PDF

国民皆保険による医療、医師の半数「持続不能」|「#健康格差」を広げないために私たちができることにで紹介した厚生労働省「人口動態調査」, 「医療給付実態調査報告」, OECD Health Data 2014 OECD Stat Extractsによれば、国全体医療費の23%(9.2兆円)が80歳以上の医療費であり、その多くを入院費用が占めているそうです。

このように考えると、ある業界だけ、自治体だけが医療費の減少のために取り組むのではなく、社会全体で医療費の減少に取り組む時が来ていると思います。

そのことが「AI・機械学習」「IoT」「5G」「ヘルスケア(ライフサイエンス)」の分野に多くの企業が取り組無ことにつながっているのではないでしょうか。

『サードウェーブ 世界経済を変える「第三の波」が来る』(著:スティーブ・ケース)では、第三の波(あらゆるモノのインターネット)によって、あらゆるモノ・ヒト・場所が接続可能となり、従来の基幹産業を変革していく中で、企業や政府とのパートナーシップが重要になると書かれています。

サードウェーブ 世界経済を変える「第三の波」が来る (ハーパーコリンズ・ノンフィクション)

第二の波では、インターネットとスマートフォンの急速な普及によってソーシャルメディアが激増し、盛況なアプリ経済が誕生した。その中でもっとも成功を収めたスナップチャットやツイッターのような企業は、小規模なエンジニアリング・チームからスタートして一夜にして有名になり、第一の波の特徴であったパートナーシップをまったく必要としなかった。しかし、こうしたモデルは現在がピークであり、新たな時代は第二の波とはまったく違う―そして最初の波とよく似た―ものになることを示す証拠が増えている

この第三の波には「インパクト投資」も含まれているそうです。

社会的インパクト投資(ソーシャルインパクトボンド)とヘルスケア分野(認知症・がん)の可能性|#サキドリ↑(NHK)によれば、「社会的インパクト投資(ソーシャルインパクトボンド、SIB)」とは、障がい者支援や低所得者(貧困)支援、難民、失業、引きこもりの人の就労支援などの社会問題の解決と収益の両立を目指す社会貢献型の投資のことです。

「IoT」や「インパクト投資」といった「第三の波」で社会は大きく変化をしていきますが、社会問題を解決する手段として、一人の力ではなく、これからますますいろんな人たちとのパートナーシップが重要になってくるでしょう。

インテルはおそらくヘルスケア分野のキープレイヤーになると思いますので、これからもインテルの動きには注目しましょう!







P.S.
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【2018年予測】エネルギー業界は #ブロックチェーン と #5G と #IoT によって劇的に変わる!?|「スマートホーム」「スマートエネルギー」「スマートグリッド」




■エネルギー業界で現在注目されているトレンド|「スマートホーム」「スマートエネルギー」「スマートグリッド」

住宅市街地におけるICTを利活用した地域イメージ
住宅市街地におけるICTを利活用した地域イメージ

参考画像:ICTを利活用した環境にやさしいまちづくり(平成23年4月、総務省)|スクリーンショット

まずは「スマートホーム」や「スマートエネルギー」、「スマートグリッド」などエネルギー業界で現在注目されているトレンドについて紹介しておきたいと思います。

●スマートホーム

ICTに係る商品・サービスやビジネス|第2節 経済成長へのICTの貢献~その具体的経路と事例分析等~|第1部 特集 IoT・ビッグデータ・AI~ネットワークとデータが創造する新たな価値~|平成28年版 情報通信白書|総務省

スマートホームとは、住宅とICTが融合して、エネルギーの需給量を調整し、省エネルギー・節電を実現したり、センサー等による宅内の見守りや防犯、宅内の家電等の遠隔制御などを可能とした快適な暮らしを実現できる住まいである

スマートホームは、HEMS(Home Energy Management System)という電気やガスなどの使用量をモニターで可視化したり、自動制御することによって、家庭の省エネルギーのための管理ができたり、また、センサーなどによって家族の見守りや防犯ができる住まいのことです。

※ちなみに、住宅向け(Home)をHEMS(ヘムス)、ビル向け(Building)をBEMS(ベムス)、工場向け(Factory)をFEMS(フェムス)、地域全体向け(Community)CEMS(セムス)となります。

Meet the 3rd generation Nest Learning Thermostat

スマートホームのデバイスの一つとしてスマートサーモスタット「Nest」というさまざまなセンサーと人工知能が搭載された温度を調節する装置で、Nestと電化製品との連携によって、室温を快適に保ちながら、節電&省エネもできるそうです。

スマートグリッドとは、送電網内のあらゆるものを接続し、監視・制御できる状況に置いて、電力の流れを最適化するというものです。

身近なところでいえば、スマートメーター(消費電力や発電量をリアルタイムに把握できる、電力の「見える化」のためのシステム)やHEMS(Home Energy Management System:家庭内のエネルギー管理を行うシステムで、電気やガスなどのエネルギーの使用量を見える化したり、家電を自動制御することで省エネができるというもの)で役立てられることが期待されています。

スマートエネルギーには調べてみたところ具体的な定義はないようですが、おおむね次のような意味で使われているようです。

スマートエネルギーとは、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの活用、ICTによるエネルギー利用の効率化、ガスコージェネレーション、燃料電池、蓄電池など技術を活用することにより、地域において自律的なエネルギーの需給調整を図る分散型エネルギーシステムのことを言います。




【参考リンク】

■エネルギー業界は「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」によって劇的に変わる!

なぜエネルギー業界は「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」によって劇的に変わると考えられるのでしょうか。

●IoT

5Gに関する間違った通説とその真実|NOKIA

温度センサー、窓自動開閉制御、暖房管理、侵入警報、家電製品等、全てが無線でつながり、住人がいつでもどこにいても自宅の情報を管理することができます。こうしたセンサー情報の多くは、データレートや電力量が小さくコストも低いですが、監視装置等ではリアルタイムのHD動画を扱うことになります。よって、5Gでは消費電力の効率化や不要な信号の抑制だけでなく、多様な接続デバイスの一元管理が必須となります。

IoT(モノのインターネット化)時代になり、スマートホームが注目されていますが、家庭内でも様々なセンサー、例えば室内の温度を管理する温度センサーや暖房管理、ホームセキュリティーとしての窓自動開閉制御や侵入警報、その他家電製品がインターネットにつながり、いつでもどこでも家に関する情報を管理することができる時代になってきています。

しかし、そうしたセンサーの一つ一つのコストや消費電力は小さいものであっても、自宅部屋内の約100個の端末・センサーがネットに接続するようになれば大きいものになってくるでしょう。

そこで、多様なデバイスを同時接続して、低消費電力なIoTを実現するためのテクノロジーが必要になってくるのですが、ここで重要になるのが「5G」です。

●5G

5Gは、様々な周波数帯、様々な無線技術から構成されるネットワークとなって、様々な利用シナリオ(超高速・多数同時接続・超低遅延)でユーザーが満足できる品質を提供できる第5世代移動通信システムであり、すべてのものがインターネットに接続される時代の物事の土台(その上にすべてを積み上げてゆく土台)となる技術です。

スマートグリッドに注目が集まっていますが、従来の配電網や公共ネットワークではセキュリティ・信頼性・安定性を確保することが難しいそうです。

ファーウェイ、世界初となるスマートグリッド向け5Gネットワークスライシングアプリケーションのデモを実施

(2017/10/4、ファーウェイ)

従来、配電網は専用線または通信事業者の公衆ネットワークを利用して構築されてきましたが、専用線の構築はコストがかさむうえに、柔軟性も低くなります。また、公衆ネットワークでは、各サービスを十分に隔離できず、セキュリティの確保と遅延の短縮ができません。

そこで考えられているのが、5Gのネットワークスライシングです。

【初心者向け!5G入門編】5Gで世界はどう変わる?|5Gとは?特徴は超高速・多数同時接続・超低遅延|#5G についてコレだけおさえよう!で紹介した2020年に向けた5G及びITS・自動走行に関する総務省の取組等について(2017/6/8、総務省)によれば、現在は、画一のネットワークに異なる要件のアプリ・ サービスのトラフィックが混在していますが、ネットワークスライシング技術をコアネットワークや無線アクセスネットワーク(RAN)などに導入することで、5Gの要求条件や異なる要件を持つサービスに柔軟に対応し、サービス毎に最適なネットワークを提供ができるようになります。

例えば、スライス1を「超高速(eMBB)」、スライス2を「多数接続(mMTC)」、スライス3を「超高信頼・低遅延通信(URLLC)」というようにネットワークスライスを設定することで、アプリ・サービス毎にトラフィックの分離が可能になります。

5Gネットワークスライシングでは、通信ネットワークを個別のネットワークスライスに分割し、特定の産業のニーズに応じて電力の配電をカスタマイズすることができます。これにより、公益業界は信頼性とパフォーマンスに優れたサービスを低コストで実現可能となります。

スマートグリッドサービスへの5Gネットワークスライシングの活用は、まったく新しいアプローチです。通信事業者が提供するネットワークリソースを相互に隔離されたネットワークスライスに変換することで、スマート配電網上で提供される各種サービスに求められる多様なネットワーク要件に対応することが可能となります。また、ネットワークスライシングは消費電力データの収集、配電、電気自動車の充電ステーションのパイル制御、正確な負荷管理、スマート配電網での実現が期待されるその他の重要なサービスにも利用できます

スマートグリッドサービスに5Gネットワークスライシングを活用することができれば、多様なネットワーク要件に柔軟に対応することができ、サービスごとに最適なネットワークを提供することが期待されます。

●ブロックチェーン

ブロックチェーンとは、中央管理者を必要とせず、全ての取引履歴をみんなで共有して、信頼性を担保するシステムといえます。

私たちが今利用しているウェブを「情報のインターネット」だとすれば、ブロックチェーンが実現するものは「価値のインターネット」とも表現されたりもしています。

ブロックチェーンがどのようにエネルギー業界に影響を与えるのでしょうか?

ブロックチェーン・レボリューション ――ビットコインを支える技術はどのようにビジネスと経済、そして世界を変えるのか

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「ブロックチェーン・レボリューション」(著:ドン・タプスコット/アレックス・タプスコット)によれば、

ニューヨーク市では災害に強い街をめざし、ブルックリンの一部にマイクログリッド(小規模なエネルギーネットワーク)を導入する試みを始めている。

そうです。

これが実用化されれば、災害時にもローカル発電による電力供給が可能になったり、再生可能エネルギーの利用によって電力料金を下げることや地域で電力を貯めて必要な時に使うということが期待されます。

現在の電力供給は中央集権型・トップダウン型であり、仮に屋根にソーラーパネルを取り付けて、余った電力を隣の家の人に売ろうとしても、必ず電力会社を経由することになります。

電力会社に送電する過程でロスが出たり、買取価格は電力会社によって決められたものになります。

そこで、注目されているのがブロックチェーンです。

TIME Presents LO3 Energy’s Brooklyn Microgrid

LO3はブロックチェーンとスマートコントラクトを利用した分散ネットワーク型のIoT電力供給に取り組んでいる。

ニューヨークの電力スタートアップLO3はブロックチェーンとスマートコントラクト(契約の自動化)を利用した分散型の電力供給に取り組んでいるそうです。

焦点:ブロックチェーン技術、エネルギー市場を大変革か

(2017/12/26、ロイター)

取引データを複数のコンピューターで管理するブロックチェーンは、信用機能を持つ仲介者が存在せず、取引データの書き換えや消去が不可能。こうした特性はエネルギー業界にとって魅力的だ。

エネルギー市場は自由化が進み、再生可能エネルギーが拡大。ユーザー、さまざまな規模の生産者、小売業者、さらにはトレーダーまで巻き込んで取引の複雑化、分散化が進行している。ブロックチェーンはこうした変化に上手に対応する手立てとなる。

ブロックチェーンのシステム内の通貨「トークン」は、太陽光パネルを設置した小口ユーザーである「プロシューマー」(生産行動を行う消費者)間の小規模な取引や省エネを達成したユーザーに見返りを与える手段になる。

ブロックチェーンに「スマートコントラクト」(契約の自動化)を組み合わせることができれば、自動的な取引を市場の最末端に広げ、メーターやコンピューターによって需要と供給を自動的に調整することも可能になる。

全ての取引履歴をみんなで共有して、信頼性を担保するブロックチェーン技術を活用した電力取引サービスができれば、電力会社を通すことなく、余った電力を隣に家に直接販売するということが可能になるのです。

さらにブロックチェーンにスマートコントラクトを組み合わせることができれば、自動的に取引することも可能になってくるでしょう。

また、ブロックチェーンを活用するということは、発電源や送配電に関するトレーサビリティ(追跡可能性)をチェックすることができます。

DIAMONDハーバード・ビジネス・レビュー 17年8月号 (ブロックチェーンの衝撃)

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「ブロックチェーンの衝撃」(ダイヤモンド社)

例えば、再生可能エネルギーからの購買に限定するという契約を結びたい場合、発電源から送配電履歴を記載したブロックチェーンが導入されれば、自動的に記載したスマートコントラクトに記載された要求仕様に適合した電力供給が可能になる。

再生可能エネルギーを応援したいと思う人は、自分がそうした電力を選択できるということになるということです。

ただブロックチェーンにも課題はあります。

それは、ブロックチェーン自体のエネルギー消費です。

「ブロックチェーンの衝撃」(ダイヤモンド社)

たとえば、典型的なコンセンサスメカニズムであるプルーフ・オブ・ワーク(proof-of-work)では、膨大な計算量が必要とされ、それには大量の電力消費が伴う。ある試算では、2020年には、一ビットコインのマイニングに、5500キロワットアワーが必要とされ、その時点でビットコインの採掘に使用される電力は、デンマークのエネルギー消費と同等になるとされている。

【参考リンク】

ブロックチェーンは、「通信システムにおいて、偽りの情報が伝搬される可能性がある時に、正しい合意形成をいかに行うか」というビザンチン将軍問題の解決を、計算量などに転嫁しているとも考えられる。

信頼できない相手との通信をどう信頼するかというビザンチン将軍問題において、プルーフ・オブ・ワーク(proof-of-work:POW)では膨大な計算をこなすことで解決を図ろうというアプローチをしているのですが、それには大量の電力消費を伴うため、現実的にブロックチェーンを導入するには、プルーフ・オブ・ステーク(proof-of-stakes:POS)のような計算量の少ない方法を導入するなどによる問題の解決が必要になります。

■まとめ

「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」には、もちろん期待がある反面、課題も多いことでしょう。

今回挙げたようなシステムにもならない可能性もあると思います。

ただ、エネルギー業界に「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」というテクノロジーが入ってくることは間違いありません。

ぜひエネルギー業界を見る際には、「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」というテクノロジーがどのようにかかわってくるかをチェックしながら見ると、違ったものが見えてくるかもしれません。







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