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次の首都圏巨大地震を読み解く

今月のニュースで、元東大教授で米国生まれの地震学者ロバート・ゲラーさ
んが、イギリスの科学雑誌ネイチャーで、「日本政府は地震予知ができぬこと
を認めるべき」と論考をしていたことが書かれていた。

偶然、そのとき私はこの本を読んでおり、科学的な地震の余地は無理だと
わかった。

関東大震災や東日本大震災で、いつ首都圏直下型地震が起きてもおかしく
ないので、その備えをしましょうと政府、行政は言っているが、東海地震など
はもう40年も前からいつ来てもおかしくないと言われているのに、未だに来て
いない。だから準備はしているが心のなかでは油断しまくっており、いざ地震
が来てもうまく対応ができないのではないかという。

日本列島で記録に残っている地震は千年前後であり、それに対してプレー
トとか活断層の活動は何十万年周期に及ぶ場合もあるのだから千年程度
のデータでは記録にない地震には全く対処ができないという。

それだったら、万が一今自分がいる場所で仮に地震が起きたらちゃんと、
命を守れる行動をできる抗震力をつけるべきであるというのがこの本の主張
だった。

確かに、いつ来るかわからない地震というのは、一生遭遇しない可能性のほう
が高いわけで、気を抜きながら準備した気になっているよりも、最低限、地震や
津波が起きても命だけは守ると考えたほうが合理的なのだと思った。





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[ 2017年05月25日 04:41 ] 地球科学・天文学 | TB(-) | CM(0)

トコトンやさしい核融合エネルギーの本

現在の発電というと、水力、火力、原子力、自然エネルギーぐらいに大別され
る。

この中で、原子力発電というのはウランやプルトニウムといった大きな原子核
をもった原子を核分裂させて、そのときに出たエネルギーを使って発電してい
るのだが、放射性廃棄物が大量に出ることや、一度事故が起きると連鎖的に
爆発し暴走するため、危険性が高い。

これに対して期待されているのが、核融合発電である。

核分裂を利用した原子爆弾ができて、10年ぐらいで核融合を利用した水素爆
弾ができたのだから、核融合発電も同じように作れるのではないかと素人考え
に思ってしまうのだが、これが非常に難しく、早くできたとしても2050年以降に
なるらしい。

核融合発電では、二重水素(陽子1,中性子1)と三重水素(陽子1,中性子2)を
ぶつけて、核融合させヘリウムと中性子に分解された時にできたエネルギー
を利用するのだが、普通の環境下で二重水素と三重水素を混ぜても、原子核
同士が反応することはなく、反応させるためにはプラズマ状態にして、炉の
温度を2億℃にしなければならないという。

太陽でも核融合が起きており、1,500万℃でも反応するのは、太陽の場合
大きな重力なためで、地球上で再現できる圧力でやるにはやはり2億℃も
必要らしい。

こんな状態になると、炉が持たないので、プラズマを閉じ込めるために磁場
を使うらしい。

水素爆弾も、核融合を利用するが起爆させるのは原子爆弾による核分裂
反応を利用するという原理なので比較的実現が簡単だったが、永続的に
エネルギーを放出するのはこんなにも難しいらしい。

これが実現すれば、エネルギーなど半永久的に使えるようになるがめ、エネ
ルギー不足が一気に解決されるのだが、核融合反応で出る中性子というのは
放射線であるし、原料となる三重水素も中性子がβ崩壊しヘリウムになるの
でこれについても放射線が出る。

これらは、核分裂で発生する放射線よりも少ないし、また核分裂のように制御
不能に陥ることはないので核分裂を利用した原子力発電よりもかなり安全な
のだが、放射線が出るというだけでアレルギーのある人に対して説得するのは
難しいだろうと思った。



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[ 2017年05月23日 04:22 ] その他工学 | TB(-) | CM(0)

理系あるある

理系の人間ならありがちな話について、あるあるネタとしてまとめられた本。

私は、こういうあるあるネタについては、共感しないことのほうが多いのだが、
この本に書かれていることについては、おーある、あると共感することが多
かった。

素数にでくわすと喜ぶ、救急車のサイレンを聞いてドップラー効果と思う、
食品の成分表示をチェックするなどという行動は、私も無意識のうちにやっ
ており、この著者の文章の面白さも手伝って妙に親近感を感じた。

あと、ためになったというか、今後心がけたいなと思うのだが、測定誤差に
こだわる、標本の少ないアンケート結果を冷笑するといったことである。

数値について、例えばラクダは一度に134リットルの水を飲むと聞くと、一般
の人ならいっぱい飲むなーという感想を漏らすだけである。私も同じである。

しかし、理系の人間は、こういった数値には誤差があるものだと考え、有効
数字が何桁なのかと誤差にこだわる。

確かに、全てのラクダが134リットルの水を飲むのかというと、そんなことは
ないとちょっと気をつければ、考えが至るが、そういうところまでは意識し
ないものである。

でも、ラクダは一度に(130±10)リットルの水を飲むといったほうが正解だ
と思うし、有効数字にこだわることは大事だと思った。

あと、標本数の少ないアンケートを冷笑するというのは、確かに私もそうなの
だが、ポアソンゆらぎ(*)という言葉を使った解説があり、ためになった。

これで、統計データを見るときにはこのポアソンゆらぎの範囲なのかどうかと
無意識のうちに計算してみてしまうのだろう。

*ポアソンゆらぎ
平均値がNなら、√Nは変動するという意味。
例えば平均値が4だとしたら、√4つまり平均から前後2は揺らぐので、平均値
が4の統計に2や6の数字が出てきても、ただちに平均値が変わったと考える
のは早計であるということ。



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[ 2017年05月16日 04:53 ] 数学 | TB(-) | CM(0)

父親として知っておきたい理科の常識

子供が父親に理科的な質問をしてきたとき、その質問にちゃんと答えらえるように
することが目的で書かれた本。

・どーして、夏は暑いの?
・どーして、テレビは映るの?ラジオは聴けるの?
・どーして、ICカードで改札を通れるの?
・食べ物が腐るって、どういうことなの?
・どーして寒くなると風邪を引くの?
・どーしてわたしはさそり座なの?
・カロリーって、何の単位なの?
・どーして金メダルは石と違ってピカピカなの?
・どーしてあたしはパパと似てるの?

といった質問を子供がしてきて、パパがその質問に答えるといった形式で
記載されている。

私も理系本を読んでこのブログに記事として書いているので、平均的な理
系のおじさんよりも、こういった質問に答えられる自信はある。

夏が暑い理由や、冬に風邪を引く理由、子供が父親に似る理由なら、誰で
も答えられると思うが、金メダル(金属)がピカピカな理由やICカードで改札
が通れる理由などちょっと踏み込んだ理系の知識が必要な質問にも一応
答えることができる。

ただし、これは相手が大人だったらの話で、子供相手で、しかも正確に答え
ようとすると結構難しいと思う。

この本でも、親子の会話を通して父親が解説しているものの、内容は大人
向きの解説だった。
子供にもレベルがあるので、小学校1年生の質問と中学校3年の質問では
答え方が違ってくるし、小学校1年生向けの解説の本など大人が読んでも
面白くないのでこういう内容になるのはやむを得ないのだろう。

しかし、大人が知識を得るうえで、子供がしそうな素朴な疑問に対してちゃん
と解説されているので、なかなかためになる本だった。



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[ 2017年05月12日 04:07 ] 物理 | TB(-) | CM(2)

明るさの物理量2(ルーメンとカンデラとルクス)

明るさの単位として、ルーメン、カンデラ、ルクスという単位がある。

ルーメンを光束、カンデラを光度、ルクスを照度というが、これだけ言われても
いまいちピンとこない。

わかりやすくするためには、これらを図示すると良いが、図で書く場合、ルー
メンを全方向に放射される光の総量(全光束)ととらえるか、単位立体角(1
ステラジアン)に放射される光の量ととらえるかで違う図になってしまう。

次の図(図1とする)がルーメンを全光束ととらえる場合である。
lumen1.jpg

ルーメンを全光束ととらえると、ルーメンを表す光源は量をイメージされるのに
対し、カンデラを表す円錐はそこを照らしている光の密度を指してしまっている
ため、個人的には直感的な図ではないと思う。

これらの関係を紹介するサイトを色々と見てみたが、サイトによっては全光束
のことを光束としていたりして、説明者自信がよくわかっていないのではない
かと思ってしまう。(読む方はもっと混乱する)


次の図(図2とする)がルーメン国際単位系 (SI)をベースにイメージした
ものである。
lumen2.jpg

この時、カンデラがその光自体の強さを表し、ルーメンは照らされた円錐自体
が量のイメージになるので、個人的には直感的である。

あとルクスは、照度で光から1m離れた場所から照らした平面の明るさは、
2m離れた場所から照らした平面の明るさの1/4、
3m離れた場所から照らした平面の明るさの1/9
となる。

明るさと面積が比例していることがわかる。

ちなみに、ルーメン、カンデラ、ルクスの関係は以下の通りとなる。

[lx] = [lm] / [m2]
[lm] = [cd][sr]

lm:ルーメン、cd:カンデラ、lx:ルクス、sr:ステラジアン

ステラジアンについては以前ブログに書いたとおりの単位である。

ラジアンとステラジアン
http://yama2190.blog.fc2.com/blog-entry-2343.html


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[ 2017年05月09日 04:09 ] 物理 | TB(-) | CM(0)

明るさの物理量1(ルーメンとワット)

電球など滅多に買うものではないが、先日電球を買うことがあった。

最近は昔ながらの白熱電球はあまり売っておらず、電球コーナーの売り場面積
はほとんどLED電球で占められていた。

白熱電球の場合、100Wという単位が明るさの単位で書かれていたのに対し、
LED電球をみると「100W型相当」という表示がされて、併記される形で、
「明るさ(全光束)1,550lm」と書かれたりする。

Wは皆様おなじみのようにワットと呼ぶ。lmはルーメンと呼ぶ。

他にも、自転車のライトの明るさはcd(カンデラ)という単位が使われていたり
する。

明るさについて、Wやら、lmやら、cdなどいろいろな単位がありよくわからな
くなってきたので調べることにした。

Wは仕事率であり、必ずしも明るさを表す単位ではない。

電球やLED電球では消費電力を示しているが、効率も違うため、同じ明るさで
も消費電力が異なる。

消費電力を明るさの単位にするのは無理があったが、長い間消費電力の単位
を明るさの単位として使ってきたこともあり「W相当」という単位が出てきた。

また、LED電球が市場に出始めたころは、このW相当の基準が定めらていな
かったため、各メーカーが独自に基準を定められていた。

白熱電球は形がほぼ球形なのに対し、LED電球は必ずしも球形ではなく一方
向のみを照らしたりするものがあり、100W相当といっても真下の明るさだけ
をもとにしたりして、白熱電球と比べて暗いということで問題になったことがあ
り、別の全光束のルーメンという単位で統一される異なったのである。

またルーメンという単位は、ワットとは違い、ヒトの視覚が感じる度合いが考慮
されるので、波長毎に重み付けされたものである。
(同じワットでも波長λ=555nmの緑色の光が一番明るく感じる。)

(そういえば2010年のエンベデッドシステムスペシャリスト試験の午後1の問3でも
 この手の問題が出てたな。)


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[ 2017年05月08日 04:11 ] 物理 | TB(-) | CM(0)

ラジアンとステラジアン

高校の数学では、空間図形も習うことは習うが主に平面上でのグラフについ
て習う。

そこで、最初に面喰らうのは三角関数あたりなのかもしれない。

角度に関する考え方が、中学までは日常生活でもおなじみの「度」を使うが、
高校からは基本的に「ラジアン」を使う。

このラジアンという単位は、文系の人も一応習うはずなので記憶の片隅に
あるかもしれないが、おさらいしておくと、
「円の半径に等しい長さの弧の中心に対する角度」である。
Radian_cropped_color_svg.png

一応そう習うが、度とラジアンの関係についてはこの程度の解説で、私の記
憶にもいまいち定着していなかった。

その後、三角関数を基本とする数式は180°をπ、360°を2πとして習い、
数学の学習者は当たり前のようにπを使いこなすようにはなるが、ラジアンと
いう言葉をあまり出てこなくなるので、「ラジアンってなんだっけ?」となるの
かもしれない。

あと、私は物理専攻でもないので習った記憶はないが、大学になり電磁波や
光学などを習う人はステラジアンという単位も習う。

このステラジアンは単位立体角であり、平面のラジアンに対応する値だが、
「球の半径の自乗と等しい面積の球面上の部分」
と定義される。
250px-Steradian_svg.png

光などの電磁波は、あらゆる方向に等しく放射される。そのような放射束は、
発生源を中心として次第に半径が大きくなる球と仮定することができる。

球の表面積の公式は4πr2なので、このr2に意味をもたせ、単位すると
何かと都合が良い。

これが、ステラジアンが放射束の計測に用いられる理由らしい。

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[ 2017年05月07日 04:07 ] 数学 | TB(-) | CM(0)

とことんやさしいドローンの本

エンベデッドシステムスペシャリストの問題では、無人飛行機やらハイブリッド
帆船、無人海底探査機など、遠隔操作や自動制御で飛行機や船を動かす制
御の仕組みが、ここ最近よく出題されている。

ドローンについても、何時出題されてもおかしくない状況になっているので、
ドローンについて書かれた本を探していると、トコトンやさしいシリーズが
図書館にあったので借りてみた。

この本では、私が知りたかったドローンの仕組みだけではなく、実際にドロー
ンを飛ばすにあたり知っておかなければならない、飛ばし方や把握しておか
なければならない法令、安全に飛ばすための点検整備、どういうトラブルが
起こるのかトラブった場合は何をしなければならないかなどについても書か
れていた。

例えば4つのマルチコプタのドローンでは、4つのプロペラを同時に同じ回転
数で回すと上昇や下降をするが、左半分と右半分もしくは前半分と後半分
で回転数を変えると前後左右に移動し、左前と右後ろといった対角の回転数
だけをあげるとドローンが回転するようになる。

こういった回転も、風などでバランスが崩れたらそれをセンサが感知して、自
動で体制を立て直せるようになり、GPSやコンパス、ジャイロスコープなどの
センサ技術を搭載できるようになったおかげで、昔のラジコン飛行機のような
操作の難しさがなくなったこともあり急速に普及したという。

そういったセンサ技術やら、リモコンを使った遠隔制御と自動制御の切り替え
など、まさにエンベデッドシステムスペシャリストの過去問でも問われており
出題される問題を想像しながら読んだ。



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[ 2017年03月30日 04:59 ] 電気・電子工学 | TB(-) | CM(0)

ヒューマン・エラー

20年前に出た本であるが、人間系の話はコンピュータとは違い、今でも十分
に役立つ本だった。

仕事に活かせそうな話としては多層防護、取扱説明書、事故分析に関する
ところである。

多層防護では、異常そのものの発生を防止すること、異常が発生した場合
波及拡大を防止するという二層防護はよく知られる。さらに異常が拡大した
ときにその影響が緩和されるような対策も必要ということで、三層でものを
考える癖をつけたいと思った。

取扱説明書もただ書けばいいというものでなく必要なことが書かれている
ことが重要であるが、なにかその取扱説明書に書かれていないことで事故
がおきると色々と書くという対策をしてしまいがちである。
すると、どこに書かれているかわからないという現象がおきるわけで、
取扱説明書を読む対象がどんな人かを想定してわからせるような記述を
するということに頭を使わなければならない。
なかなか、そういう頭を使ったマニュアルというのは作るのは難しいが、
色んな人にレビューしてもらって完成度を挙げていくしか無いと心得た。

事故分析についてもいいことが書いてあった。
事故分析ではいわゆる「素人論理」がまかり通る。
「素人論理」とは「結果論」のことである。
「結果論」が展開できるということは、そのような事故の発生は予測できて
当然ということになり、事故の当事者がなぜその予測に従って予め対策
を立てなかったことを責めることになる。

11月におきた、神宮外苑でのおがくずが電球の熱で発火し子供が1人亡
くなった事故のあと、大学生が常識がないという意見が支配的だったが、
まさにこれが「素人論理」であり、大学生がなぜそういう考えに至らなかっ
たかを分析し対策をしなければ同じ事故はまたおきるだろう。

結果論の誤謬から逃れるためには、
・事実との付きあわせる
・順問題として(実験などによって)解いてみる
・複数の分析者の間で討論する
ということが書かれていた。

うちの上司も、事故が起きた都度この本に書かれていたことを徹底させるが
なかなか勉強しているなと思った。




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[ 2017年01月05日 04:49 ] その他工学 | TB(-) | CM(0)

トコトンやさしい コンカレント・エンジニアリングの本

私が15年ほど前、新しい生産管理システム導入プロジェクトに携わっていた
とき、目標の中のキーワードに「コンカレントエンジニアリング」というものが
あった。

そのプロジェクトでは、PDL(設計管理システム)とスクラッチの生産管理シス
テムとを連携させ、設計部門、生産部門の情報共有をはかり、納期短縮
コスト削減、品質向上をしましょうというものだった。

当時、自分が運用や保守を担当した従来の生産管理システム以外の世界
を知らなかったということもあり、新しいことに参画できるという喜びもあった。

結局、プロジェクトは立ち上がったが設計管理システム、生産管理システム
はそれぞれ独立してしまい、連携機能は使われることはなかった。

この本を読んで、なぜ、プロジェクトが失敗したのかよくわかった。

結局、ツールを導入しただけでコンカレント・エンジニアリングができるので
はなく、商品企画、製品開発、設計、設備、製造などの部門が全社的な
目的を共有し、製品を企画して廃止するまでのライフサイクルをどうしてい
くかを考えていかなければ無理であり、そういう土壌がなかったということ
である。

製造の問題点を設計の段階から製造側に指摘させ手戻りを少なくするフロ
ントローディングや、設計側の課題を製造側に早めに提示し製造側に案を
出させるアーリーソーシングなどの考えを積極的に取り入れていくことが
コンカレントエンジニアリングということがわかった。

本の途中で、どこかでみた概念図があるなと思って出展を見てみると、
当時のプロジェクトで導入したPDMだった。

そのPDMツールはこの著者の会社であるデンソーさんでは、ちゃんと
機能していたのだろう。





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[ 2016年11月06日 04:21 ] その他工学 | TB(-) | CM(0)
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プロフィール

旅好きおやじの日記

Author:旅好きおやじの日記
職業はIT関係です。
趣味は海外旅行(21カ国制覇)、読書、資格取得です。
取得した資格は以下のとおりで、半分趣味のようになってます。
情報処理(ITストラテジスト,システム監査,プロジェクトマネージャ,アプリケーションエンジニア,テクニカルエンジニア(システム管理),テクニカルエンジニア(データベース),ネットワークスペシャリスト,セキュリティアドミニストレータ,1種,2種)、元PMP、ITIL V3 Foundation、Oracle Master Gold、日商簿記1級、建設業経理士1級、英検2級

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