「ハードウェア, サイエンス,」カテゴリーアーカイブ

2000年以上にわたって科学者を悩ませた「レンズの収差問題」がついに解決される

「古代ギリシャの科学者であるアルキメデスが凹面鏡で太陽光を集めて敵艦を焼き払った」という伝説がある通り、光学の歴史の始まりは2000年以上前に遡ります。そんな光学の歴史上で人類が2000年以上も解決できなかった「レンズの収差の解消」という難問をメキシコの大学院生が数学的に解決したと報じられています。

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アポロ計画が生み出した「4つの革新的技術」とは?

1969年7月20日、アポロ11号によって人類は初めて地球以外の天体に降り立ちました。しかし、1972年のアポロ17号を最後に月を訪れる宇宙船は現れず、「アポロ計画」は伝説となっています。そんなアポロ計画は当時の科学技術の集大成ともいえるプロジェクトだったため、宇宙に至るまでの道のりの中で今なお使用されている4つの技術革新を生み出しました。

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どのようにして謎の電波シグナル「ペリュトン」の原因が電子レンジだと判明したのか?

オーストラリアにあるパークス天文台は口径64mの電波望遠鏡を核とする電波天文台であり、宇宙から届く電磁パルス「高速電波バースト(FRB)」の観測などを行っています。そんなパークス天文台では「ペリュトン」という奇妙な電波シグナルも検出されているのですが、長年にわたって何が原因で発生する電波シグナルなのかは謎でした。そんなペリュトンの発生原因が「電子レンジ」だったと突き止められるまでの経緯について、スウィンバーン工科大学で宇宙物理学を研究するEmily Petroff氏がまとめています。

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肌に貼るパッチ型エアコンが登場、肌の温度を10度以上も冷却可能

2019年はまだ5月なのに各地で30度超の気温を記録しており、早くもエアコンをつけたくてしょうがなくなっている人も多いはず。エアコンは部屋単位で空気を暖めたり冷たくしたりできる装置ですが、この時期に使うと一部の人は快適でも別の人は寒がってしまうこともあり、なかなか使いづらいものです。そんな時にピッタリな、人間をひとりだけピンポイントで冷やしたり暖めたりすることができる、「個人用エアコン」とも呼べるパッチが開発されました。

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NASAが月軌道上の宇宙基地「月軌道プラットフォームゲートウェイ」のモジュール発注契約を交わす

アメリカ航空宇宙局(NASA)は2024年までに再び人類を月へと送る「アルテミス計画」を発表しており、連邦議会に追加予算の申請などを行っています。そんなNASAは月周回軌道上に「月軌道プラットフォームゲートウェイ」の建設を計画しており、宇宙技術を開発するMaxar Technologiesと軌道プラットフォームゲートウェイの電力と推進力を担うモジュールの発注契約を交わしたと発表しました。

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透明で自己充電可能なバッテリーがグラフェンを活用して開発される

韓国の大邱慶北科学技術院(DGIST)は、「グラフェンベースで発電と蓄電を同時に行えるような、透明フィルムタイプの多機能エネルギーデバイスを開発した」と発表しました。透明になることで従来のバッテリーでは困難だったものにも広く適用できる可能性があり、皮膚に取付け可能なデバイスなどへの応用が期待されています。

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コバルト鉄合金の磁気減衰制御効果を科学者が発見、HDDの性能向上に期待

コバルトは合金材料として非常に重要な金属であり、工業材料として広く使用されています。研究者らはHDDに一般的に見られる合金であるコバルト鉄合金の磁気状態を制御する効果を発見し、情報ストレージの性能を向上させられる可能性があると発表しました。

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全長100km・総工費3兆円という世界最大の粒子加速器の建設プロジェクトをCERNが発表

スイスにあるLarge Hadron Collider(LHC、大型ハドロン衝突型加速器)は全長およそ27kmもあり、記事作成時点で世界最大の円形衝突型加速器として知られています。2019年1月、ヨーロッパ原子核研究機構(CERN)はLHCのおよそ4倍もの大きさのある超巨大衝突型加速器「Future Circular Collider(FCC、未来円形衝突型加速器)」の建設プロジェクトの概要を発表しました。全長100kmの加速器を完成させるまでにかかる総費用はおよそ3兆円で、すべての施設が稼働するのは2050年代後半とされています。

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リチウムイオンバッテリーの容量を最大70%まで向上させる技術が開発されている

スマートフォンや電気自動車の普及によって、エネルギー密度が高く充電効率も良いリチウムイオンバッテリーの需要は年々増加しています。しかし、リチウムイオンバッテリーの安全性や充電容量はまだ改良の余地があるといわれ、多くの研究者が研究・開発を続けています。そんな中、電極の材料を工夫することで従来のリチウムイオンバッテリーの性能を大きく向上させる技術を民間企業が開発し、2019年の商業化を目指していると報じられています。

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ワイヤレス充電の仕組みとはどうなっているのか、どのような問題点があるのか?

Android端末ではもはや当たり前となりつつあるワイヤレス充電機能ですが、iPhoneでは2017年に登場したiPhone 8/8 Plus/Xから採用されるようになりました。iPhoneがワイヤレス充電に対応したことで家電量販店などでも多くのワイヤレス充電器が販売されるようになりましたが、その仕組みや問題点についてペンシルベニア州立大学のShashank Priya材料工学教授が詳細に解説しています。

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人間の血糖値を完全に常時モニタリングすることは技術的に難しい

何らかの原因で血糖値が異常に高くなってしまう糖尿病の治療には、血糖値の日常的な測定が不可欠です。血糖値測定には、指の先から血液を採取して直接血糖値を測定する機器を使うほか、腕や腹にセンサーを接着して常に血糖値の高低をモニタリングするCGM(Continuous Glucose Monitoring、持続血糖値測定)という方法があります。CGMは一部の糖尿病患者には必須の機器ですが、自身も糖尿病を患うDan Maloney氏は、価格・通信規格・仕様といったさまざまな問題点から「人間の血糖値を完全に常時モニタリングすることは難しい」とHackadayで語っています。

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企業が従業員の体にマイクロチップを埋め込む試みに対し労働者組合が「不快だ」と警告

「人間の体内にマイクロチップを埋め込む」という技術はすでに実用化されており、最新技術を用いて人体そのものの拡張を目指す「トランスヒューマニスト」を始めとする一部の人々が、実際にマイクロチップを体内に埋め込んで生活しています。また、「企業が従業員の体内にマイクロチップを埋め込む」といった動きも現れ始めていますが、イギリスの労働者団体はこの動きを「不快だ」として警告を発しています。

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制御装置の故障で運用が停止されていた「ハッブル宇宙望遠鏡」が復活して観測を再開

姿勢を制御するために用いられる「ジャイロスコープ」(ジャイロ)の故障により運用が一時停止されていた宇宙の天文台「ハッブル宇宙望遠鏡」の修復作業が完了し、故障発覚からわずか20日後に観測作業が再開されたことが発表されました。

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賞金約2億円の「空気を水に変える方法」コンテストの大賞が決定、「輸送用コンテナの中に雲を作り出して水を取り出す」というアイデア

2016年にスタートした、水不足で苦しむ世界中の人々を助けるため「空気から水を作り出す方法」を編み出すことを目的としたコンテスト「Water Abundance XPRIZE」の大賞が決定しました。賞金150万ドル(約1億7000万円)を受け取った大賞受賞者は、「輸送用コンテナの中に雲を作りだし飲料水をためる」という装置をデザインしました。

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賞金約2億円の「空気を水に変える方法」コンテストの大賞が決定、「輸送用コンテナの中に雲を作り出して水を取り出す」というアイデア

2016年にスタートした、水不足で苦しむ世界中の人々を助けるため「空気から水を作り出す方法」を編み出すことを目的としたコンテスト「Water Abundance XPRIZE」の大賞が決定しました。賞金150万ドル(約1億7000万円)を受け取った大賞受賞者は、「輸送用コンテナの中に雲を作りだし飲料水をためる」という装置をデザインしました。

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3Dプリンターでリチウムイオン電池を自由な形に出力する技術が誕生

電気自動車やスマートフォン、ノートPCといったあらゆる電子機器に使用可能なリチウムイオン電池を、3Dプリンターで自由な形に出力することが可能となる技術が誕生しました。従来はリチウムイオン電池の規格に合わせて機器のサイズや形状を設計する必要があったのですが、新しい技術により3Dプリンターで自由な形状に出力できるようになるため、バッテリーの規格にとらわれない電子機器のデザインが可能となります。

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Microsoftの研究者が「声を出さずに音声入力可能」なシステムを開発

SiriやGoogleアシスタント、Alexaといった音声認識アシスタントが普及していますが、外出先などの周りに人がいる状況でこれらの機能を使用すると、周囲にいる人に何をしようとしているのかを聞かれてしまうというデメリットがあります。そんな「声を出さなくてはならない」という音声入力システムの前提を覆す、「声を出さずに音声入力可能」なシステムをMicrosoft Researchの研究者が開発しました。

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コンピューターの冷却コストを算出するためには現代物理学の進歩が不可欠だった

Microsoft・Google・Facebookなど、大規模なコンピューター企業は巨大なデータセンターを運用しています。大量のコンピューターやサーバーを抱えるデータセンターでは「冷却」の問題が重要で、海底・川沿い・北極圏など、少しでも冷却コストが低く抑えられるような場所に建設されます。アメリカに設立された非営利組織であるサンタフェ研究所が、こうしたコンピューターの熱問題について取り組んでいるとコメントしています。

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リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功

携帯電話のバッテリーやエコカーの駆動電源に用いるため、リチウムイオン充電池の研究は今でも盛んに行われています。特に研究者から注目されているのが、安全性と生産コストに優れた「全固体リチウムバッテリー」です。ミシガン大学が、従来のリチウムイオンバッテリーの倍の性能を持ち、劣化や発火する心配もないという、新しい全固体リチウムイオン電池を開発したと報告しています。

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「キモい」と話題になった四足歩行ロボット「SpotMini」が量産へ、一体何に使われるのか?

ボストン・ダイナミクスは二足歩行の「アトラス」や不気味な四足歩行ロボット「ビッグドッグ」など数々のロボットを開発し続けています。そんなボストン・ダイナミクスが「実用的なプロダクト」の生産を開始すると発表しており、「一体どのような用途で使われるのだろうか?」ということを、電気工学技術の学会誌「IEEE Spectrum」のライターであるエヴァン・アンカーマン氏が予測しています。

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飛行機に衝突する鳥をドローンで自動的に追い払う技術の研究が進む

離着陸の段階にある飛行機が鳥に衝突してエンジンの中に吸い込んでしまう「バードストライク」は、飛行機の運航の中でも最も危険なアクシデントの一つとされています。このような問題を避けるために、自律飛行が可能なドローンを使って鳥の群れを効率的に空港から遠ざけるための技術の研究が進められています。

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東京オリンピックの猛暑に対してカナダ選手は「飲み込める錠剤型コンピューター」で対抗する

2020年に開催される予定の東京オリンピックは7月から8月にかけて実施される予定となっていますが、2018年の日本は記録的な猛暑に襲われており、2020年のオリンピック期間中も非常に気温が高くなることが予想されています。そんな中、カナダでは過酷な環境下で選手にベストのパフォーマンスを発揮させるために、「小型コンピューターを飲み込む」ことが計画されています。

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人類初となる「フルカラー3DのX線写真」がCERNの技術で実現

X線写真は発見から100年たつ今もなお白黒で撮影されるのが当たり前となっていましたが、X線で撮影することで人間の体内をフルカラー3Dモデルで再現できる医療用スキャナー「MARS」が開発されました。この最新のX線スキャナーには、ヨーロッパ原子核研究機構(CERN)が開発した技術が応用されています。

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ケガの状態をチェックして適切な投薬もしてくれる「スマート絆創膏」

創傷(切り傷)は放置しておいても治るものですが、一方で感染症になる恐れもあり、実は世界の非外傷性四肢切断の主要原因となっていて、アメリカでは2500万人以上の生活に影響を与えているとのこと。適切に薬を投与すれば治癒率を高めることができますが、ずっと医者がチェックするわけにもいかないため、薬を内蔵した「スマート絆創膏(ばんそうこう)」による適切な投薬が考えられています。

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中国が800メートル先のターゲットを燃やすことが可能な携帯型レーザー銃の開発に成功

中国は近年になって急速に兵器開発を進めており、2018年に入ってからも「軍艦に搭載するレールガンの開発を進めている」という報道がされるなどして話題になりました。そんな中、香港の日刊紙であるサウスチャイナ・モーニング・ポストは、「中国が人間を炭化させることも可能なレーザー銃を開発した」と報じています。

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核融合実験炉「ヴェンデルシュタイン 7-X」が高温・高密度プラズマの世界記録を達成

マックスプランク・プラズマ物理学研究所が開発するヘリカル型核融合実験炉「Wendelstein 7-X(ヴェンデルシュタイン7-X)」が、より高温でより高密度のプラズマ生成し、より長いパルス長を実現した点でテラレーター型核融合炉の世界記録を達成しました。究極の発電技術である核融合発電の実現に向けて、とても良好なスタートを切ったとのことです。

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なぜスウェーデン人はマイクロチップを体に埋め込みたがるのか?

「マイクロチップを体に埋め込む」という行為は近年多くの人々が注目するところとなっており、2017年にはアメリカの企業が「従業員の体内にマイクロチップを埋め込む」という試みを始めるなど、一部では実用化の動きも出始めています。そんな中、スウェーデンの人々が多くマイクロチップを体内に埋め込んでいるとのことで、「いったいなぜスウェーデン人はマイクロチップを体内に埋め込みたがるのか?」についてまとめた記事がニュースサイトのThe Conversationに掲載されています。

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体内に埋め込んだ機械にワイヤレスで給電するシステムをMITの研究者らが開発

電子機器へワイヤレスで給電するワイヤレス電力伝送の仕組みは、スマートフォンなどのデバイスで実用化されています。MITの研究者らはこの技術を使い、動物の体内に埋め込んだ機械に対してワイヤレスで給電するシステムを開発しました。

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レーザー光がコンピューターの動作を100万倍速くする

スマートフォンやPCの心臓部にあるCPUでは、0と1のデジタル信号が1秒間に10億回以上も処理されています。そんな状態でも、さまざまな要因で「このスマホ、動作遅いなぁ……」と思ってしまうこともある中、新たに「レーザー光」を使うことで従来のプロセッサの100万倍も高速に動作できる可能性を示す新技術が開発されています。

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