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STEAM教育×VR|VRを用いた教育に効果はあるのか?|VRが授業の形を変えるかもしれない!?




■STEAM教育×VR|VRが授業の形を変えるかもしれない!?

Michael Bodekaer マイケル・ボデカー:仮想ラボが科学の授業を変える!
Michael Bodekaer マイケル・ボデカー:仮想ラボが科学の授業を変える!

参考画像:Michael Bodekaer マイケル・ボデカー:仮想ラボが科学の授業を変える!(Oct 2015、TEDxCERN)|スクリーンショット

Science(科学)・Technology(技術)・Engineering(工学)・Mathematics(数学)・Art(芸術)の分野を積極的に教育に取り入れようとするSTEAM教育が注目を集めています。

【関連記事】

現在はこうしたSTEAM分野にVR(Virtual Reality)を組み合わせた教育に取り組もうとする動きがみられています。

Michael Bodekaer マイケル・ボデカー:仮想ラボが科学の授業を変える!(Oct 2015、TEDxCERN)

リアル感のあるVRおよびAR環境の構築と教育・医療への応用

(2015/6/23、東京農工大学)

本研究では、立体映像処理と3次元触覚インターフェース等を用いることによって、従来よりもリアリティ感を体験できるVR (virtual reality)、AR (augmented reality)、及び MR (mixed reality) を実現するために、次のような新しい技術の開発している。
(1) モーションキャプチャ機能を含む 3D-MRワークステーションの構築
(2) 透過型ヘッドマウント 3D-AR ディスプレイ
(3) 3Dスキャナと3Dプリンタの応用
そして、開発したシステムのものづくり教育や医療への応用を試みている。




■VRを用いた教育に効果はあるのか?

ところで、VRを使った教育に効果はあるのでしょうか?

VRを使った教育に効果はあるのか?学習意欲や理解度を調査

(2016/12/6、MOGURA VR)

中国、北京の高校で天体物理学を題材にVRを用いた授業と従来の教育手法を比較した実験が行われました。その結果、VRを用いた授業の方が、生徒の理解度および知識の定着率が向上し、学習意欲も高まる結果になりました。

北京の高校で行われた実験によれば、インタラクティブ(対話をするような形式で操作する)に授業を体験することができるからでしょうか、VRを用いた授業のほうが従来型の授業よりも学習意欲が高く、知識の定着率も高いという結果が出たそうです。

VR Education with Oculus Rift DK2

マイケル・ボデカー:仮想ラボが科学の授業を変える!(Oct 2015、TEDxCERN)によれば、科学の授業とシミュレータを組み合わせた「仮想ラボシミュレータ」の授業を受けた生徒は次のようにコメントしています。

“I just spent two hours in this virtual lab, and … and I didn’t check Facebook.”

「仮想ラボに2時間もいたけれど 途中でFacebookを一度も見なかった」

つまり、生徒は周りの様々な誘惑がある状況にありながらも、授業に没頭していたということです。

「超一流になるのは才能か努力か?(Peak secrets from the new science of expertise)」(著:アンダース・エリクソン)によれば、

最も優秀な成績を収めた生徒たちの顕著な特徴は退屈さや他の楽しい活動への誘惑に抗い勉強に打ち込み続ける能力が格段優れていたことだ。p223

ということですから、VRでの教育は授業に没頭することに成功したということで効果的だといえるのではないでしょうか。

超一流になるのは才能か努力か?

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VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って視界の80%以上を覆うような映像を展開すると、脳はそれを現実のように認識してしまう!?によれば、VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って、視界の80%以上を覆うような映像を見ると、脳はそれを現実のように認識してしまうそうですが、VRの特徴である「没入感」が誘惑から遠ざけることに役立つのかもしれません。

■まとめ

今回はVRを用いた科学教育について取り上げましたが、VRで3次元で絵を描く体験をすれば、子供たちの発想も変わっていくかもしれませんね。







【VR 関連記事】
続きを読む STEAM教育×VR|VRを用いた教育に効果はあるのか?|VRが授業の形を変えるかもしれない!?

【#落合陽一】網膜投影のメガネ型HMDで近視も遠視も老眼の人も見えるようになる!【#情熱大陸】|これまでの網膜投影システムのメリットとデメリット




【目次】

■網膜投影のメガネ型HMDで近視も遠視も老眼の人も見えるようになる!|#情熱大陸 #落合陽一

2017年11月19日放送の「情熱大陸」では、落合陽一さんが研究している網膜投影のメガネ型HMD(ヘッドマウントディスプレイ)が紹介されていました。

【参考リンク】

目はよく「カメラ」に例えられます。

モノを見るとき、私たちはモノを「光」として認識しています。

瞳を通して入った光は網膜という膜の上に像を結びます。

網膜はちょうどフィルムにあたり、角膜と水晶体がピントを調節する役割をしていて、水晶体がカメラのレンズにあたり、厚くなったり薄くなったりしてピントを合わせています。

しかし、強度近視は第2位の失明原因|強度近視で起こりやすい4つの病気によれば、近視は多くの場合、「眼軸長(がんじくちょう)」(角膜から網膜までの眼球の長さ)と呼ばれる眼球の奥行きが異常に延び、像が網膜より手前で結んでピンボケになりますが、強度近視では、この眼軸長が正視(像が正しく網膜に結ぶ)より3・5ミリ以上長いことが推定されています。

また、【この差って何ですか?】緑内障になりやすい人、なりにくい人の差は近視|6月12日によれば、緑内障患者の約6割が「近視」なのだそうです。

近視の人の目は眼球が歪んでおり、正常の眼球が23mmであるのに対し、近視の眼球は最大28mmになり、眼圧が高くなくても、圧力を受けてしまっているようです。

【関連記事】

同様に老眼や遠視も水晶体による調節ができづらくなることにより起きているのですが、網膜投影はこのピント調節をすることなく、直接網膜に光を届けることによりモノを見るという考え方です。

そこで、落合陽一さんがCEOを務めるPixie Dust Technologies(ピクシーダストテクノロジーズ)が製品化を進めているのが「Air Mount Retinal Projector」です。

【参考リンク】

先日、拡張現実(AR)のための広視野角の透過型HMDを実現する映像投影技術「Air Mounted Eyepiece」を発表しています。

Air Mounted Eyepiece – Digital Nature Group

こうしたアイデアを組み合わせることで、広い視野角でなおかつ、透過型で、網膜投影ができるHMDであれば、ARの分野だけでなく、医療などの様々な分野でも応用できるのではないでしょうか?




■これまでの網膜投影システムのメリットとデメリット|まとめ

Google glass front

by Bill Grado(画像:Creative Commons)

※イメージであり、今回の記事とは関係ありません。

[E3 2015]西川善司の3DGE:網膜投射型デバイスを採用するHoloLens,試して分かったMR対応型HMDのすごさと課題

(2015/6/20、4gamer)

網膜投射型システムでは,眼球内の瞳に映像光を直接注入し,網膜自体をスクリーンにして映像を結像させる仕組みになる。この方式の利点は,事前に視力に合わせた焦点距離調整を事前に行ってしまえば,視力矯正が不要なところにある(※だからブースでは最初に両目の間の距離を計測したのだ)。つまり,どんな視力の人でも裸眼で利用できることになる。

ただ,弱点もある。

それは,網膜に直接映像を投射する構造上,映像面積が比較的小さく見える点だ。

眼球内の開口部である瞳の中の穴を狙って映像を投射しているわけなので,瞳がズレれば,映像が消えたり見切れたりする。

網膜投影にはメリットとデメリットがあるそうです。

メリットは先ほど紹介したように、どんな視力の人でも視力矯正が必要なくモノを見ることができるようになるということ。

デメリットは、網膜に直接映像を投影するため、ずれると映像が見えなくなるということです。

この弱点を補うためには、複数の映像を投影する、もしくは眼球の動きを追跡するアイトラッキングなどの解決策があるそうですが、そうなるとコストが高くなってしまいます。

ピクシーダストテクノロジーズの「Air Mount Retinal Projector」のページには、このように書かれています。

我々はシンプル+小型+透過型+広視野角+低消費電力のHMDを実現しうる網膜投影光学系を発明しました。

おそらく先ほど紹介した網膜投影方式の弱点を改善したものであるはずですので、どんなものになるのか気になるところです。

今回紹介したものは網膜投影方式によって角膜や水晶体によるピント調節に頼らずモノも見ることができるようになるというもので、なおかつARにも活用できるというものですが、AR(拡張現実)技術とは、コンピュータを使って、現実の風景に情報を重ね合わせて表示する技術のことであり、グーグルグラスに代表される眼鏡型ウェアラブルデバイスやコンタクトレンズ型、HoloLensに代表されるヘッドマウントディスプレイ型がありますが、OMEGA OPHTHALMICSはセンサー、ドラッグデリバリーデバイス、AR/VRを取り込むことができる目のインプラントプラットフォームの提供を目指すでは、「Omegaophthalmics」が開発しているのは、眼の中に外科的に眼内レンズ埋め込む侵襲的アプローチを紹介しました。

また、「見る」ということに関しては、様々なアプローチが行なわれています。

グーグルが目の中に電子デバイス埋め込み視力改善する特許出願では、Googleが特許を出願した眼球に直接挿入する視力矯正用電子デバイスで、眼球内の水晶体を取り除いて、その水晶体を覆っていた水晶体嚢に、データ記憶装置、センサー、通信機、バッテリー、電気的に焦点を調整できるポリマー製レンズでできたデバイスを埋め込み、外部のコンピューターと通信しながら、見ている映像の光が網膜上に焦点を結ぶように、レンズの厚みをリアルタイムで調整するシステムに関するアイデアを紹介しました。

国内初、網膜色素変性症の患者の視力回復に成功|大阪大では、人工網膜や人工視覚システムというアプローチを紹介しました。

脈絡膜上経網膜電気(STS)法による人工視覚システムの臨床応用
脈絡膜上経網膜電気(STS)法による人工視覚システムの臨床応用

脈絡膜上経網膜電気(STS)法による人工視覚システムの臨床応用 大阪大学大学院医学系研究科感覚機能形成学 不二門 尚|厚生労働省|スクリーンショット

脈絡膜上経網膜電気(STS)法による人工視覚システムの臨床応用 大阪大学大学院医学系研究科感覚機能形成学 不二門 尚|厚生労働省によれば、次のようなシステムになると考えられます。

ビデオカメラで画像を取り込み

→画像処理

→体外の無線コイルから信号を体内埋め込み装置に伝える

→眼球の強膜内に設置された電極チップに伝えられ、電気刺激により網膜が興奮し、擬似視覚が得られる。

感覚系による人工臓器-人工網膜|大阪大大学院医学系研究科 神田寛行、不二門尚によれば、人工網膜には3つの方式があります。

1.網膜上刺激方式(Epi-retinal Stimulation)

網膜タックを使って網膜上(網膜と硝子体の境界)に多極電極を固定する方式で、網膜神経節細胞に近いところで刺激が行なうことができるため、刺激効率が良い。一方で、多極電極を網膜へ安定に固定することが難しい点が課題である。

南カリフォルニア大学はSecond Sight社と共同で、網膜上刺激方式を採用して、人工網膜の開発を進めているそうです。

2.網膜下刺激方式(Sub-retinal Stimulation)

これは多極電極を網膜下(網膜と脈絡膜の間)に埋植し網膜を刺激する方式で、多極電極の基板上に受光素子を組み込むことができる。そのため、眼球運動に応じた画像情報を得ることができる。また対外装置にビデオカメラを必要としない。一方、埋植手術の際に網膜剥離を作る必要があり、網膜への侵襲性が高いという課題がある。

ドイツのチュービンゲン大学はRetina Implant社と共同で、網膜下刺激方式を採用して、人工網膜の開発を進めているそうです。

3.脈絡膜上経網膜刺激方式(Suprachorodal-transretinal Stimulation)

STS方式は網膜への侵襲が少ないだけでなく、広い視野を確保できるという利点を持つ。

大阪大学が選択したのは、「脈絡膜上経網膜刺激方式(STS)」です。

このほかにも様々なアプローチで解決しようというところがあります。

【関連記事】

今後も、この分野には様々なアプローチで取り組む人が出てくると思いますので、大変楽しみですね。







【関連記事】

【参考リンク】

■落合陽一さんまとめ

情熱大陸を見て落合陽一さんに興味を持った人は書かれている著書・アート作品・研究・講演などをぜひ見てみてくださいね。

そこで、どういう風に考えが変わったのか、変わっていないものが何なのかを考えてみるのも面白いのではないでしょうか?

J-WAVE THE HANGOUT 宇野常寛 2014年12月8日 with 落合陽一

発明王・エジソンに影響を受けた?“現代の魔法使い”メディアアーティスト・落合陽一「人とロボットの区別はやがてつかなくなる」|2021 未来のテラピコ

【SoftBank World 2017】特別講演 落合 陽一 氏

Fairy Lights in Femtoseconds: Tangible Holographic Plasma (SIGGRAPH)

Levitrope (2017, Mixed Media) / Yoichi Ochiai

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【関連記事】

「インクルージョン」という考え方を知れば、あなたの周りの世界はやさしくなる!?では、「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)で書かれている「インクルージョン」という考え方を紹介しました。

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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インクルージョンには様々な側面がある。社会的、経済的、人種的な強者による支配を終わらせること。体の状態や性別、ジェンダーアイデンティティー、性的嗜好によって差別されないということ。生まれた場所や逮捕歴、支持政党などによって参加を阻まれないこと。p69

自分にはどうすることもできない状態でいわゆる弱者(と呼ばれる状態)となってしまったと想像してみてほしいのです。

健康で、若く、経済的にも苦境に立たされることなく、性別における差別もなく、生まれた場所も平和で、家族に逮捕歴などもないというような恵まれた状況にあると、見えてこない世界があるかもしれません。

どんなに自分は大丈夫だと思っていても、ある日突然、事故や病気に合ったり、日本円が使えなくなったり、戦争状態に陥ったりしてしまうと、弱者の側に立たされてしまうかもしれません。

包含・含有・包括性・包摂・受け入れるといった意味を持ち、誰も排除せず、様々な人を受け入れるという「インクルージョン(Inclusion)」という考えをもって想像するとまた違ったアプローチができるのではないでしょうか?

【関連記事】

#5G によって産業はどう変わる?|#スマートシティ #自動車 #建設 #VR #スポーツ中継 #ショッピング #金融 #決済 #医療 #農業|5Gになるとスマホからデバイスが変わる?




■5Gの特徴を生かしたサービスとは?

Ericssonの「The 5G business potential」より大和証券が作成|間近に迫る5G通信の世界
Ericssonの「The 5G business potential」より大和証券が作成|間近に迫る5G通信の世界

参考画像:Ericssonの「The 5G business potential」より大和証券が作成|間近に迫る5G通信の世界|大和証券スクリーンショット

大和証券がEricssonの「The 5G business potential」より作成し、間近に迫る5G通信の世界で紹介している2026年に5Gが生み出す市場は約130兆円の規模になると予想されるそうです。

【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!に続けて、ここから、ようやく5Gを使ってどのように世界が変わっていくのかを事業領域別に取り上げてみたいと思います。




■スマートシティ

Tilt shift Spoonbridge and Cherry at dawn by Claes Oldenburg Coosje van Bruggen, Walker Art Center, Minneapolis MN

by Lorie Shaull(画像:Creative Commons)

  • 安心・安全(防災、インフラ管理、見守り)分野
    防犯カメラ・マイク・センサー活用
  • ごみの収集
  • 水道インフラ管理
  • スマートエネルギー(水力、風力、太陽光発電のような新たな電力との連携)
  • スマートパーキング
  • スマートバス(公共交通機関)
  • デジタルサイネージ
  • スマートヘルス
  • スマート教育

●スマートホーム・ホームセキュリティ分野

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。

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。

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。

そういう時代を考えると、5Gは、多様なデバイスを同時接続して、低消費電力なIoTを実現するためにも欠かせないものになるのではないでしょうか。

●スマートグリッド分野

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。

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。

■自動車分野

交通事故のない社会を目指した今後の車両の安全対策のあり方について

(2016/6/24、国土交通省)

交通死亡事故の 96%は、ヒューマンエラーなど「人」に起因するものである(平成26 年)。p51

高齢化が急速に進み、高齢ドライバーによる事故が多発していることを含めて考えると、モノのインターネット「Internet of Things」(IoT)を自動車分野に特化したIoV(Internet of Vehicle)によって、交通事故が減少することが期待されます。

ADAS|renesas

従来、安全運転支援のために、カメラ画像や赤外線、ミリ波を用いたレーダが用いられてきましたが、広範囲で交通状況を把握したり、見通しの悪い交差点で接近車両の情報を得ることができないことが課題でした。

そこで、見えない場所でも広範に接近車両情報を取得できるようにするため、各国でV2Xの通信規格の策定が進められており、将来は自動運転につながる重要な技術として、各社で開発が加速しています。 近年、日米欧のV2X分野では日本が先行し実用化をいち早く進めていますが、今後欧米でのV2X法制化、推進等で投入計画も着実に進められています。

V2X(Vehicle to Everything:車車間通信および路車間通信)はクラウドを通すことなく、自動車同士(車車間通信(V2V))または自動車とインフラ同士(路車間通信(V2I))が直接相互通信することによって、自動車事故や渋滞を減らすこと、エネルギーの節約、環境汚染を減らすことなどを目的とした無線通信システムです。

【参考リンク】

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)を参考に紹介します。

(1)車車間通信(V2V:Vehicle to Vehicle)・路車間通信(V2I:Vehicle-to-roadside-Infrastructure)技術の開発

(2)歩車間通信(V2P:Vehicle-to-Pedestrian)技術の開発(自動走行車による適切な周辺状況把握と事故低減に向け、歩行者・自転車等の位置情報の通信による共有方式や注意喚起方法の検討)

(3)インフラレーダーシステム技術の開発(荒天時でも自動走行車両の死角を補完する動的情報を提供するレーダー技術)

【自律型モビリティシステムの実現】

電気自動車・電動車いす、自立ロボット

情報の伝送遅延を最小化した革新的ネットワーク

リアルタイムに更新される高度地図データベース(ダイナミックマップ)の更新・配信技術

緊急時の自動停止・再起動等のセキュリティ技術

車の事故防止/ナビゲーションが変わる|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
車の事故防止/ナビゲーションが変わる|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

参考画像: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)|スクリーンショット

例:荷物の落下を荷台の重力センサーが異常を察知

→後続車へ自動で情報伝達

→前走車から落下物の情報が伝わる

→後続車はモニターに落下物が表示される

走る車からConnected Car(つながるクルマ)へ
走る車からConnected Car(つながるクルマ)へ

参考画像: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)|スクリーンショット

【Connected Car】

  • ドライバーの運転特性に応じた保険料を行う自動車保険
  • 車載センサーを活用したメンテナンスサポート(故障診断情報を基にディーラーメンテナンスを提案・予約)
  • ガソリンスタンドで通信により認証し、ガソリン代を自動決済など

ロビン・チェイスによるZipcarと更なるビッグアイデア

(2007/3、TED)

渋滞課金制度は世界の主要都市で検討されていますが 実現にはワイヤレス技術が必要です ロンドン一帯に料金所を設置して ゲートを開け閉めしたりはしないのです 渋滞課金制度は 道路課金制度を支える技術と それに対する人々の心理を試すものです いずれ道路課金しか手がなくなります というのも 今は 道路の維持や補修を ガソリン税でまかなっていますが 燃費が良くなれば ガソリン税の税収が減ってしまうからです だから 走行距離に応じて課金する必要があるのです 渋滞課金で試して 同じテクノロジーを道路課金でも利用することになります

世界的なカーシェアリング会社「Zipcar」の設立者であるロビン・チェイス(Robin Chase)のTEDトークによれば、イギリス・ロンドンで導入された渋滞区域を走る車に課金する渋滞課金制度によって、導入された翌日には 渋滞が25パーセント軽減され、その効果は4年間続いたそうです。

渋滞課金制度の実現には、全土に料金所を設置して、ゲートの開け閉めをするというのは現実的ではないため、ワイヤレス技術が必要になると紹介しましたが、5Gがそのアイデアを実現するテクノロジーの一つになってくれるのではないでしょうか。

【関連記事】

■建設・土木分野

ドローン測量・無人の建機で遠隔操作・チェック
ドローン測量・無人の建機で遠隔操作・チェック

参考画像: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)|スクリーンショット

  • ドローン測量
  • 無人の建機で遠隔操作・チェック

■デジタルコンテンツ(VR)分野

■エンターテインメント・スポーツ中継・ゲーム・フィットネス

360度パブリックビューイング(ワンタッチで視点切り替えリクエストが可能) ・カメラで撮って情報取得(選手データチェック)・ リアルタイムマルチ中継
360度パブリックビューイング(ワンタッチで視点切り替えリクエストが可能) ・カメラで撮って情報取得(選手データチェック)・ リアルタイムマルチ中継

参考画像: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)|スクリーンショット

  • 360度パブリックビューイング(ワンタッチで視点切り替えリクエストが可能)
  • カメラで撮って情報取得(選手データチェック)
  • リアルタイムマルチ中継

●ゲーム

■ショッピング(買い物)・金融・決済

アンテナ+センサー+IDチップ+商品管理通信+自動追尾カート→商品の補充を指示・店内放送・オールチェックアウト(明細が通信されてからユーザーの口座から引き落とされる。カードレス・キャッシュレス)
アンテナ+センサー+IDチップ+商品管理通信+自動追尾カート→商品の補充を指示・店内放送・オールチェックアウト(明細が通信されてからユーザーの口座から引き落とされる。カードレス・キャッシュレス)

参考画像: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)|スクリーンショット

アンテナ+センサー+IDチップ+商品管理通信+自動追尾カート

→商品の補充を指示・店内放送・オールチェックアウト

(明細が通信されてからユーザーの口座から引き落とされる。カードレス・キャッシュレス)

■Amazon Go の例

アマゾンの「レジなしでの買い物」は実現間近!Amazon Goの仕組みをYouTube動画から考える|#Bloomberg

Introducing Amazon Go and the world’s most advanced shopping technology

■スマホアプリでチェックイン

●Amazonアカウント(クレカ情報や個人情報をあらかじめ登録)

●Beacon(店舗内でのユーザーの滞在証明)

PayPal、iBeacon、Hands Free、Origami Payもすでに利用

■棚から商品をとる

●カメラとセンサーで商品位置と顧客の動きを読み取る

●一度とったものを戻すというような動作もディープラーニングで学習

●リアルタイムでオンライン上の仮想ショッピングカートに加える

●電子タグ(RFID)は使わない

■レジを通らずに決済→Just walk out

●入り口付近のセンサーでアプリを認識し、顧客を識別

●データを転送してAmazonアカウントで決済

●#uber のように降りるときに支払う作業がいらない

【Amazon Goの先の未来】

●アプリを起動する必要もない

ライブや万引き防止用の顔認識システムや生体認証、歩く姿で個人がわかる「歩容認証」を活用する

http://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/22_letter/data/news_2014_vol2/p12.pdf

但し、それではBeaconが使えないので滞在証明を別の方法でする必要がある。

●「これからの世界をつくる仲間たちへ」(著:落合陽一)には、テラヘルツ電波と画像認識技術を組み合わせて一人ひとりをスキャニングして検札を済ませ「どこからでも出入りできるシステム」というアイデアがありました。

■「CUBIC」|”ゲートなしの改札機”というコンセプト

facial recognition to be your future ticket on the london underground

ロンドンの地下鉄が顔認証でチケットやカードいらずに?

(2017/10/6、Fashionsnap.com)

「CUBIC」がデザインしたそんな画期的なシステムは、現在ユーザーテスト中ではあるが、”ゲートなしの改札機”というコンセプトを掲げ、物理的な改札ゲートの代わりに、毎分およそ65〜75人が通ることができる長めのコースを設計。そこを通過すると顔がスキャンされ、支払いはスマートフォンに同期されるという時間と手間を省く効率的な仕組みになっている。

■ゲートの無いフラットな駅の改札|三菱電機

ゲートの無いフラットな駅の改札|三菱電機
ゲートの無いフラットな駅の改札|三菱電機

参考画像:「将来の駅・車両の円滑で快適な交通システム」コンセプトを提案(2017/11/20、三菱電機ニュースリリース)

「将来の駅・車両の円滑で快適な交通システム」コンセプトを提案

(2017/11/20、三菱電機ニュースリリース)

・認証内容により、通過可否(通過できる場合は青く表示)や通過する方向をわかり易くLEDで床面に表示

ユーザーの持つ交通系ICカードの残高に応じて、通れる場合には床が青く、残高不足の場合には赤く光るそうです。

■医療(遠隔医療・モニタリング)

5Gに関する間違った通説とその真実|NOKIA

さらに、5Gを利用した「タクタイル(触覚)インターネット」も可能になります。低遅延の通信により、人間にとって危険な場所での建設作業や保守作業はロボットを遠隔操作して行うことができます。このような場合、視覚や触覚フィードバックを瞬時に同期するため、応答時間は数ミリ秒未満であることが求められます。

5Gになると、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。

時間と空間を超える驚異の概念「テレイグジスタンス」に5Gの未来を見た

(2017/6/27、KDDI)

「TELE=遠隔」と「EXISTENCE=存在」を組み合わせた概念。ある対象と遠く離れていながら、あたかもそこにいるかのような感覚が得られるという新しい技術である。

東大名誉教授の舘暲(たち すすむ)先生によると、テレイグジスタンスとは「ロボットとVRと通信があってこそ成り立つ技術」であり、「テレオペレーション=遠隔操作」とテレイグジスタンスとの違いは、あたかもそこにいるかのような感覚で操ることができるという点にあります。

ロボット手術のメリットと今後どのようなことが課題となるのか?によれば、先ほど紹介した手術支援ロボットのダヴィンチのようなロボット手術のメリットは、次の通りです。

  • 一般の内視鏡手術では、1つのカメラによる平面の画像で、画面は鏡像(左右逆)になるのに対して、ロボット手術では、人間の視覚と同じ正対での3D画像で、最大15倍にズームアップすることが可能。
  • アームは、人間の手首以上の稼働域があるため、臓器の裏側や狭い隙間にも自在に入り込みことができる。

ただ、触覚がないということがデメリットになっています。

「神戸医療イノベーションフォーラム2015 #KMIF」から学ぶ未来の医療・健康のヒントでは、手術支援ロボットシステムのダヴィンチには触った感触がないという課題があり、それを空気圧駆動で感触を操作者の手に伝える空気圧駆動を用いた手術支援ロボットシステムが開発されていると紹介しました。

触覚がないため、医師には「ダヴィンチをコントロールする」という新たなスキルが必要になる。厳密にいうと、それは「実際にメスを手にして行う手術」とは別だ。

それをさらに進化させ、触覚をも伝えて、特別なスキルを新たに学ぶことなく、「普段メスを手にして行う手術」のスキルさえあれば、遠隔地からでも実践できるのが「テレイグジスタンス」なのだ。

テレイグジスタンスであれば、操縦者とロボットの動きの感覚を同期させることができるため、遠隔地からでも、またロボット手術に関する特別なスキルを学ぶことがなくても、実際にメスを手にして行う手術のスキルがあれば遠隔地手術が可能になるのです。

ところで、なぜ遠隔手術と5Gと関係があるのでしょうか?

職人技や医療技術などを人とロボットが共有しようとなると、まずは両者の間の感覚を伝達する精度が非常に重要になってくる。そこで俄然、重要度が増してくるのが「通信」である。

テレイグジスタンスで重要なのは触覚のような感覚を伝達する精度であり、そこで5Gが重要なキーワードになってくるのです。

超高速・大容量という要素もさることながら、5Gでもっとも期待しているのは、“低遅延”だということですね。通信の遅延が1ミリセカンドにまでなりますから、さまざまな細かい作業の感覚を伝達するうえで非常に重要だと思います。テレイグジスタンスは、ロボットとVRと通信技術があってこそだと思っています。

5Gでは「触覚」も重要な分野であり、先ほどのようなテクノロジーと5Gのの特徴である超低遅延化が組み合わされることで、触った感触がフィードバックされるようになれば、リアルタイムに遠隔制御した手術ロボットによる手術ができるようになるのではないでしょうか。

【5Gの未来】テレイグジスタンスを体験①

Telexistence Inc.

■農林水産業

5Gの利活用分野の考え方|総務省によれば、以下のような提案がされています。

●生育状態、気候、市場状況まで全ての情報を統合して高効率な農業を実現

●ドローンや無人農機を5Gで制御し、人手要らずの農業に

■5Gになるとスマホからデバイスが変わる?

“現代の魔法使い”が読み解く「5Gが拓く未来」【動画】(2017/7/12、ホウドウキョク)で解説されていたピクシーダストテクノロジーズの落合陽一さんによれば、5Gになるとスマホから新たなデバイスに変わるのだそうです。

4Gと最適化されたデバイスがスマホだった。

5Gだと空間をどう共有するかがポイントとなるので、空間自体を閲覧する新たなデバイスが必要になる。

情報の転送速度が遅延がない速度になるとすると、情報処理を身の回りのものでするメリットがほとんどない。

つまり、5Gがあればスマートフォン側で処理をしないでストリームを受けるための機械となれるんです。

処理側はサーバーでやればいいとか、ある程度デバイスについては思い切って割り切れる。

現在ではHMD(ヘッドマウントディスプレイ)型やメガネ型が開発されていますが、5Gになると、超高速・超低遅延化によって、スマホで処理を行わず、サーバーで情報処理をする必要がないので、サイズが小さく、軽くすることが可能になるそうです。

もう一つ大事なポイントがこちら。

5Gによって起こる未来は「人間がそこにいなくてもいいというイノベーション」

人間が行く・来ることが必要であったのですが、5Gによって起こる未来は、人がそこにいなくても成り立つ世界だということ。

Telexistence株式会社」CEO富岡仁さんも次のようなコメントをしています。

時間と空間を超える驚異の概念「テレイグジスタンス」に5Gの未来を見た

(2017/6/27、KDDI)

テレイグジスタンスって、時間とか移動のコストをかけずになにかの作業、体験を遠隔からできるという点が価値の源泉だと思っています。

東大名誉教授の舘暲先生はこのように話しています。

テレイグジスタンスが普通になると、人間の感覚そのものが変わると思います。現状は視覚聴覚と手と上半身だけですが、身体全体を共有できるようになる研究も進めています。人間の能力を、時間、空間的に拡張する。毎日決まった場所に通わなくても働けるわけですし、それぞれの技術をロボットに学習させることもできる。自分がそこに行かずして、自分がそこにいるような感覚。だから『どこでもドア』によく例えるのですけどね。

人間の能力を時間的、空間的に拡張することにより、自分がそこに行くことなく、あたかもそこにいるような感覚を得られるようになる世界が近づいているのです。

この点をより創造力を働かせてみることが、新しい産業を生み出すヒントになるのではないかと思います。

【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! について詳しくはこちら







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「BiPSEE歯科VRシリーズ」|こどもの歯科受診「4つのハードル」をVRの力で乗り越えていく!




■「BiPSEE歯科VRシリーズ」|こどもの歯科受診「4つのハードル」をVRの力で乗り越えていく!

こどもの歯科受診「4つのハードル」をVRの力で乗り越えていく
こどもの歯科受診には、(1)来院すること、(2)待合室で待つこと、(3)治療室に入ること、(4)処置・治療を受けること、という「4つのハードル」があります。

参考画像:楽しい!歯医者さん「BiPSEE歯科VRシリーズ」サービス提供を開始 こどもの来院から治療までをトータルにカバーするVRサービス(2018/7/19、株式会社BiPSEE)|スクリーンショット

楽しい!歯医者さん「BiPSEE歯科VRシリーズ」サービス提供を開始 こどもの来院から治療までをトータルにカバーするVRサービス

(2018/7/19、株式会社BiPSEE)

こどもの歯科受診には、(1)来院すること、(2)待合室で待つこと、(3)治療室に入ること、(4)処置・治療を受けること、という「4つのハードル」があります。

そして、子どもにはこどもの、大人には保護者としての歯医者さん体験に対する痛みがあります。

”最初の歯医者さんとの出会いが治療になってしまうと、歯医者さんは怖くて痛い場所になってしまう” ”初めての歯医者さん体験は、歯科健診など予防が理想”といった声を受け、改めて「こどものPain」「保護者のPain」を見つめ直したそうです。

●「こどものPain」

  • 何をされるの?
  • 治療やクリーニングは、なぜ必要なの?
  • 周りは機械がいっぱいでマスクしている人ばかり!怖い!
  • どうしたら上手に治療を済ませることができるの?

●「保護者のPain」

  • こどもが泣いてしまうのは辛い。怖くて痛い思いはさせたくない。
  • むし歯にならない、有効な方法を実践したい
  • 時間を工面して来院したのだから、こどもの治療・処置は予定どおり行ってほしい(別日に改めて来院、というのは困る)。

そこで、BiPSEEは、こどもの歯科受診における「4つのハードル」を無理なく乗り越えることができるように、VRサービスを開発しました。

1.BiPSEE歯医者さん体験VR

BiPSEE歯医者さん体験VR

歯医者さんという役割を担うことで、こどもが自分自身の歯みがきや歯のケアの重要性に気づくきっかけを作ります。

VRの「他者視点を体験する」という特性を利用して、こどもが歯医者さんになり、歯みがきの難しさと大切さを大人の患者に伝えることで、子ども自身が歯磨きや歯のケアの重要性に気づくきっかけを作ることに役立つことが期待されます。

歯科医院に限らず、保育園や幼稚園、小学校でも活用できるのではないでしょうか。

2.BiPSEEこんにちは!歯医者さんVR

BiPSEEこんにちは!歯医者さんVR

来院前に歯医者さんや歯科医院の様子をVRで体験することで、”優しそうな先生” ”楽しそうな場所だな”と親しみを感じることで、こどもの来院を後押しします。

VRの「未知を既知に変える」力を活用して、来院前にどんな歯医者さんかを知ることで、来院しやすい状況になることが期待されます。

3.BiPSEEミニVRゲーム

BiPSEEミニVRゲーム

待合室は治療の音などが聞こえるため、不安や恐怖感が大きくなりやすい場所でもあります。周囲の状況から離れ、こどもはVRの面白さに夢中。”次のお部屋で、別のVRもしようね!”との呼びかけで、「治療室へ入る」というハードルもぐっと下げることができます。

VRの「没入感」を活かし、待合室での不安や恐怖心を起こりづらくすることが期待されます。

4.BiPSEE歯科VR

BiPSEE歯科VR
VRの「Distraction」効果で、不安と痛みを和らげます。また「姿勢誘導技術(特許出願中)」により、治療に最適な姿勢を保つことができます。

参考画像:楽しい!歯医者さん「BiPSEE歯科VRシリーズ」サービス提供を開始 こどもの来院から治療までをトータルにカバーするVRサービス(2018/7/19、株式会社BiPSEE)|スクリーンショット

VRの「Distraction」効果で、不安と痛みを和らげます。

Distractionとは気晴らしや気をそらすことという意味で、没入感があることで痛みや不安を和らげることが期待されます。

■まとめ

AEH(Ambient Experience Healthcare)|スキャンの質を向上させるために「『よい診察』とは何か?」という問いから始める|フィリップス・デザインでは米ゼネラル・エレクトリック(GE)のエンジニアがMRI装置に関する問題を解決したケースを紹介しました。

MRIの装置は怖い音がする狭い空間に入っていくため、子供は怖くて泣いてしまい、子どもの8割が鎮静剤を打たなければ検査を受けることができないという問題がありました。

この問題を解決するために用いられたのが「MRIを受診することを海賊船に乗り込むアトラクションに見立てる」という方法です。

MRIを受診することを海賊船に乗り込むアトラクションに見立てることで、鎮静剤を打つ子供は10%に激減したそうです。

スキャンの質は画素数と処理速度のような機器のスペックだけで決まるのではなく、いかにリラックスした環境を作り出すかによって、スキャンをすること自体の品質を向上させるのです。

VRで痛みを軽減し、依存性のある鎮痛剤の使用を抑制しようという取り組み|シーダーズサイナイ医療センターによれば、リラクゼーション用の映像よりもVRゲームをさせたグループのほうが痛みが緩和されたという結果が出たそうです。

病院による診察というのは、診察中だけのパフォーマンスを向上させることが必要だと思っていましたが、診察前からすでに治療は始まっており、どのようにリラックスした環境で治療をできるようにするかを考えることがより良い治療につながり、また治療をする医療者側にとってもリラックスした環境にすることが重要であるということです。

患者がリラックスできれば、それだけ迅速な診察が可能となり、嫌がられる可能性も減るのです。

今後はVRを活用して痛みを軽減したり、リラックスした環境を作ることにチャレンジする医療機関がどんどん増えていくのではないでしょうか?

そして、これからは、患者さんが医師の技術や機器のスペックだけではなく、いかにリラックスした環境を作っているのかを医療機関を選ぶ基準に持つようになるでしょうから、ぜひこうしたサービスを提供できるところをチェックしていきましょう!







VRで痛みを軽減し、依存性のある鎮痛剤の使用を抑制しようという取り組み|シーダーズサイナイ医療センター




【目次】

■VRで痛みを軽減し、以前性のある鎮痛剤の仕様を抑制しようという取り組み|シーダーズサイナイ医療センター

Viking

by Leonard Lin(画像:Creative Commons)

VRで痛み軽減:没入感が脳を乗っ取る

(2017/7/17、WSJ)

センターの研究者、ブレナン・スピーゲル氏によると、過去2年に行った臨床実験の結果、VRを体験することで痛みを24%軽減できることが分かった。VRはがんや整形外科的な傷、腹部の不快感などさまざまな痛みを緩和できるという。

ロサンゼルスのシーダーズサイナイ医療センターでは、VRによって痛みを軽減するという研究が行なわれているそうです。

3月に医学誌「ジャーナル・オブ・メディカル・インターネット・リサーチ・メンタル・ヘルス」に掲載された研究論文によると、シーダーズサイナイの患者50人を対象に、痛みを緩和するためテディベアのVRゲームをプレーさせたところ「統計的に有意かつ臨床的に重要な」改善が見られたという。

リラクゼーション用の映像よりもVRゲームをさせたグループのほうが痛みが緩和されたという結果が出たそうです。

【参考リンク】

VRで痛みを軽減するというのは面白いアイデアですが、この背景にあるのは、依存性のある鎮痛剤の使用を抑制しようという取り組みです。

米国では今、医師が依存性のある鎮痛剤の使用を抑制しようと取り組んでおり、スピーゲル氏らはVRが有効な代替策や補完治療になり得ると話す。

【参考リンク】




■まとめ

がん患者の心の悩みが減る一方、体の痛み(脱毛・しびれ・後遺症・体力の低下)に悩む人が増えているで取り上げた山口建・静岡県立静岡がんセンター総長らの研究チームの調査によれば、10年前に比べて、再発の不安や残される子どもの心配などの「心の苦悩」の占める割合が53.0%から36.6%に減った一方、抗がん剤の副作用や手術の後遺症などの「身体の苦痛」は15.1%から22.8%に増加しているそうです。

痛みを軽減する方法としては、「痛いの痛いの飛んでけー」を活用した生理痛の痛みを消す方法を以前紹介しました。

「痛いの痛いの飛んでけー」生理痛をスイッチオフするウェアラブルデバイス「LIVIA」!その仕組みとは?によれば、Liviaの技術は「ゲートコントロール理論」に基づいているもので、この理論を自分なりにものすごく簡単にかみ砕くと、「痛いの痛いの飛んでけー」理論です。

人は、痛いところがあると、自然とその部分をさすってしまうものです。

感覚神経には細い繊維と太い繊維があり、痛みのシグナルの伝達速度が速い太い繊維に刺激を与えると、ゲートを閉鎖して細い繊維の痛みのシグナルが通過することができず痛みを感じなくなるという「ゲートコントロール理論」の考えを基に作られたのが「Livia」なのだそうです。

「Livia」は電気刺激を与える2つのパッドを痛みのある部分に貼り付けると、生理痛の痛みが消えてしまうそうです。

今回の研究では、体の痛みを鎮痛剤で抑えることなく、没入感のあるVR体験によって、痛みに意識が行かなくなることを目指しています。

VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って視界の80%以上を覆うような映像を展開すると、脳はそれを現実のように認識してしまう!?によれば、VRの特徴といえば、「没入感」ですが、VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って、視界の80%以上を覆うような映像を見ると、脳はそれを現実のように認識してしまうそうです。

PlayStation VR用ゲーム「サマーレッスン」を開発した、バンダイナムコエンターテインメントの原田勝弘チーフプロデューサーによれば、VRゲームについて研究する中で、VRを悪用すれば数千人を一斉に車酔いさせ嘔吐させることも可能なのだということでしたが、それほど没入感の強いものだということですね。

【参考リンク】

VRはゲームや3D映画向けに作られているだけでなく、医療や教育分野でも関心が持たれています。

VRによって痛みの緩和ができて、鎮痛剤の依存に悩まされる人が少なくなるといいですね。







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