理系にゅーす

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速度

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1: 2018/12/27(木) 16:14:46.90 ID:CAP_USER
これまで数十年にわたりホンダ・シビックに乗り、年間10万マイル(16万km)を飛行機で移動していて「自動車と飛行機に対して敵意はない」という科学者のヴァーツラフ・スミル氏が、高速鉄道のエネルギー効率の良さを説いています。

Fast Trains Are Energy Efficient (And Fast) - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/transportation/mass-transit/fast-trains-are-energy-efficient-and-fast

スミル氏が愛用するシビックの場合、街乗りで1人の乗員が移動するのに必要なエネルギーは1kmあたり2メガジュール(MJ)。2人で乗るなら、1人あたりの必要エネルギーは半分の1MJに減ります。車に比べると飛行機は驚くほど効率的で、1人・1kmあたりの必要エネルギーは1.5MJ未満に抑えられています

しかし、それよりもさらに効率的なのが鉄道です。乗客が多い地下鉄という想定下での1人・1kmあたりの必要エネルギーはわずかに0.1MJ未満です。都市間移動に使われる高速鉄道でも効率性は悪くなく、新幹線の場合で0.35MJ、より設計が新しいフランスのTGVやドイツのICEで0.2MJといずれも飛行機よりも圧倒的に低く、効率がいいことを示しています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/27/fast-train-energy-efficient/01.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181227-fast-train-energy-efficient/
ダウンロード


引用元: 【効率】鉄道のエネルギー効率は自動車や飛行機を圧倒的に上回る[12/27]

鉄道のエネルギー効率は自動車や飛行機を圧倒的に上回るの続きを読む

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1: 2018/12/18(火) 21:48:27.69 ID:CAP_USER
■動画
The Fastest Animal on Earth: the Snap-Jaw Ant https://youtu.be/v9dsINb64Q0



オーストラリアや東南アジアに生息するあるアリは、時折、自分たちの幼虫の血を飲むことから「ドラキュラアリ」と呼ばれている。このほど、このアリたちは、別のことでまた名をあげた。

 Mystrium camillae という種のドラキュラアリは、人間が1回まばたきをする間に、なんと5000回も顎を噛み合わせられるほどの速さを誇るという。

 12月12日付けのオンライン学術誌「ロイヤル・ソサエティ・オープン・サイエンス」に掲載された論文によれば、この吸血アリは最も速い動きを実現できる生きものということになる。

 興味深いことに、ドラキュラアリの記録破りの噛みつきは、まるで人間が指をパチンと鳴らすときのように、顎がたわむほど強く力をかけるという単純な仕組みで成り立っている。すると、片方の顎にばねのようにエネルギーがたまる。その顎がもう片方の顎の表面を滑るように、エネルギーが一気に解放されることで、最高時速300キロメートル以上という驚異的なスピードとパワーが生まれる。その速さは人間の指パッチンのおよそ1000倍だ。

 ドラキュラアリの「スナップ」の特徴は、シャコのパンチやアワフキムシのジャンプなど、他の似たような動きよりも速いだけでなく、その仕組みがよりシンプルなことだと、米スミソニアン国立自然史博物館の昆虫学者で、論文の筆頭著者でもあるフレドリック・ララビー氏は言う。

 他の動物は、掛け金、ばね、引き金などにあたる様々なパーツを通して、高速で動く器官にエネルギーをためる。

「一方、ドラキュラアリでは、ばねと掛け金が高速で動く器官にじかに付いているのです」とララビー氏は言う。

■スペースの違いが体のつくりの違いか

 これまで、動物界最速の動きで知られていたのは、「トラップ」型のあご、つまり、罠のようなあごを持つ、アギトアリだった。アギトアリは両顎を大きく広げ、顎の内側にある微細な毛を感知器に利用して、素早く顎を閉じる。さらに、この顎を使って、ウスバカゲロウのような捕食者からも逃げられる。

「アギトアリは待ち伏せ型の捕食者です」とララビー氏は言う。開けた林床を走り回る素早い生物を捕らえるのには、罠のように口をただ開いておくというのは都合がよい。

 対して、ドラキュラアリはもっとずっと密やかな捕食者だ。彼らは落ち葉の下や、地下のトンネルの中で狩りをする。大きく開いた顎はおそらく、あまり効果的ではない。

 面白いことに、シロアリの中にもドラキュラアリと同じような動きをするものがいる。アリとシロアリは決して系統的に近くはないが、似たような「スナップ」の効いた噛みつきを進化させてきたのは、シロアリもやはり、狭いスペースで戦いを繰り広げるからだろう。

 また、このドラキュラアリは、毒をもつムカデを好んで捕食する。そのため、相手が反撃してくる前に、素早く強烈な一手で倒してしまわないといけないのかもしれない。

「もちろん、これはすべて憶測です」とララビー氏は話す。

続きはソースで

https://amd.c.yimg.jp/im_siggRMFh7bC97MUS7ynyyxnscA---x400-y225-q90-exp3h-pril/amd/20181218-00010002-nknatiogeo-000-1-view.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/121800253/
ダウンロード (7)


引用元: 【動画】動物界最速はドラキュラアリの顎、人間が1回まばたきをする間に、5000回も顎を噛み合わせ 研究[12/18]

動物界最速はドラキュラアリの顎、人間が1回まばたきをする間に、5000回も顎を噛み合わせ 研究の続きを読む

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1: 2018/12/08(土) 16:13:32.32 ID:CAP_USER
■氷床コアから解析、過去350年間でもありえない速度で融解

2012年7月、北極圏で異例の高温が数日にわたって続き、グリーンランドの氷床(地表を覆う氷の塊で規模の大きいもの)のほぼ全面が解けだした。

 氷床の端に積もった雪の上には、真っ青な水たまりができた。水たまりはやがて小川となり、溝や割れ目を勢いよく流れ出す。ある川は増水し、古くからある橋が押し流された。2012年、氷床からあふれ出した水は、地球の海面を1ミリ以上上昇させた。

 当時、このことがいかに異例で、いかに憂慮すべきかを正確に知る者はいなかった。しかし、最新の研究で、2012年の暑い夏は、グリーンランドからの雪解け水の増加し続けた20年間でも未曾有の出来事であったことがわかった。しかも、この間、気温上昇より速いペースで氷床の融解が進んでいた。そして、今も温暖化は止まらない。

 米ローワン大学の研究者ルーク・トラセル氏は、「過去350年間で一番の氷床融解です。融解の期間も、過去起きた期間よりもはるかに長いと考えられます」と説明する。トラセル氏は2018年12月5日付け科学誌「Nature」に発表された論文の主執筆者だ。

 融解の影響は、決して抽象的なものではない。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/120700536/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/120700536/
ダウンロード (1)


引用元: 【環境】未曾有のペースで進む グリーンランド氷床融解[12/08]

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1: 2018/11/29(木) 01:37:05.99 ID:CAP_USER
米スペースXは、現在衛星インターネット計画「スターリンク」の見直しを行っている。

将来的には、人工衛星経由で地球全土からインターネットが使えるようにするという、野心的な計画だ。

スターリンクが実現すると、我々の生活はどう変わるのだろうか。

■多数の衛星が実現するネットワーク
https://dps68n6fg4q1p.cloudfront.net/wp-content/uploads/2018/11/28050408/20181128nstar15.jpg

実は、人工衛星によるインターネットサービスの提供は以前よりおこなわれている。今でも、衛星携帯電話を用意すれば衛星インターネットが利用可能だ。

しかしスペースXのスターリンクでは、従来よりも低い軌道に多数の人工衛星を打ち上げ、それぞれを連携させることで衛星インターネットを提供しようとしている。なお、このような多数の人工衛星によるネットワークは「衛星コンステレーション」と呼ばれることもある。

従来の衛星インターネットは通信速度があまり速くなく、さらにラグが大きいという問題があった。しかしより地上に近い人工衛星によるサービスは、通信時のレスポンスや通信速度を向上させられる。

続きはソースで

https://dps68n6fg4q1p.cloudfront.net/wp-content/uploads/2018/11/28050308/20181128nstar2.jpg

https://dps68n6fg4q1p.cloudfront.net/wp-content/uploads/2018/11/28052102/20181128nstar3.jpg

https://www.discoverychannel.jp/0000042048/
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引用元: 【宇宙開発】地球すべてをオンラインに!スペースXのインターネット計画「スターリンク」[11/28]

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1: 2018/11/21(水) 15:58:39.36 ID:CAP_USER
アメリカや中国を中心に開発が進む自動運転カーは、安全な運転を可能にすることに加え、機械学習を活用することで道路の渋滞を軽減できるかもしれないという研究結果が発表されました。

Watch just a few self-driving cars stop traffic jams | Science | AAAS
https://www.sciencemag.org/news/2018/11/watch-just-few-self-driving-cars-stop-traffic-jams

自動車を運転しているとたびたび交通渋滞に出くわすことがありますが、事故や工事などが原因で起こっている渋滞がある一方で、まったく原因がわからずに「いつの間にか渋滞が終わってたけど何で渋滞してたの!?」と思ってしまう不思議な渋滞に遭遇したことがある人も多いはず。交通工学の研究により、原因不明とされてきた渋滞は、1台の車が不要なブレーキを踏んでブレーキランプを点灯させることで後ろを走る車もブレーキを踏み、さらにその後ろの車……という風にブレーキが連鎖的に踏まれることで徐々に多くの車がスピードを落とし、最終的には完全にストップしてしまう状況さえも作り出してしまうことがわかっています。

この、後ろ方向に進む「ブレーキの衝撃波」は多くの場合、人間のドライバーによって引き起こされているとのこと。本来であれば必要のないブレーキを操作することがないように、人工知能(AI)に機械学習を行わせて自動運転カーの走り方に反映させる研究が行われています。

研究を率いているのは、カリフォルニア大学バークレー校(UCLA)のEugene Vinitsky氏らの研究チーム。強化学習で走り方をAIに学習させることで、渋滞を引き起こさないスムーズな道路の流れを生み出す研究が行われています。チームでは、渋滞の発生を防止するためのアルゴリズム「FLOW」を開発し、人間のドライバーと組み合わせた走行シミュレーションを行うことで、どの程度渋滞を防止できるかを調査しています。

その一例が次の2本のムービー。ともに円状の道路を22台の自動車が走るというシミュレーションで、最初のムービーでは22人の人間をシミュレートした運転が行われています。最初はスムーズに流れているように見えた道路ですが、次第に一部で車間距離が近づきはじめ、最後には完全に停車してしまう大渋滞へと発展します。

Single-lane ring (0 AVs, 22 human-driven vehicles) - YouTube
https://youtu.be/Lggtw9AOH0A



しかしここに、1台の自動運転カー(AV)を投入すると状況が一変。適度な車間距離を保つ自動運転カーのおかげで集団の「ゆらぎ」が吸収され、無駄な加減速がなくなって渋滞がウソのように発生しなくなりました。

Single-lane ring (1 AV, 21 human-driven vehicles) - YouTube
https://youtu.be/D0lNWWK3s9s



その様子は、道路が八の字に交差するシチュエーションでも同様に起こるとのこと。人間の運転だと、以下のムービーのように交差点で渋滞が発生してしまいますが……

Figure 8 (0 AVs, 14 human-driven vehicles) - YouTube
https://youtu.be/Z6QltFAEDeQ



自動運転カーが入ると、全体がスムーズに流れるようになります。最初の部分で動き出しのタイミングを計っているのも大きな理由だといえそうですが、走り出してからもスピードを絶妙に調節することで交差点での鉢合わせを回避しているのかも。

Figure 8 (1 AV, 13 human-driven vehicles) - YouTube
https://youtu.be/SoA_7fPJEG8



上記のムービーで重要なポイントは、「適切な間隔を空けることで渋滞の発生は抑えられる」というところにあります。車間距離が小さくなると、後続のドライバーはどうしてもブレーキを多く踏むようになります。すると点灯したブレーキランプを見た後続のドライバーがまたブレーキを踏む、という連鎖で渋滞は発生します。

Merge 0% CAV Penetration - YouTube
https://youtu.be/RPBAZH3Z0Sk



Merge 5% CAV Penetration - YouTube
https://youtu.be/r-sBz1VOtp4



Flow
https://flow-project.github.io/index.html

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/11/20/few-self-driving-car-stop-traffic-jam/00_m.jpg

https://gigazine.net/news/20181120-few-self-driving-car-stop-traffic-jam/
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引用元: 数台の自動運転カーが道路上に混ざるだけで交通渋滞が減るという研究[11/20]

数台の自動運転カーが道路上に混ざるだけで交通渋滞が減るという研究の続きを読む

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1: 2018/11/11(日) 13:45:57.15 ID:CAP_USER
「ハッブルの法則」の名称変更が承認された。これからは「ハッブル・ルメートルの法則」となる。では、ルメートルとは何者か? なぜいまに至るまで名前が忘れられてきたのか? そこには根深い「宗教と科学」の葛藤が背景にあった。

■「ハッブルの法則」の名称が変更される!

人類が発見した宇宙についてのさまざまな法則の中で、おそらく最も有名なのが「ハッブルの法則」だろう。

このサイトの読者ならご存じの方も多いと思うが、ひとことでいえばこの法則は、宇宙が膨張していることを示すものである。

夜空に光る星と星の間の距離を正確に観測すると、時間がたつにつれてどんどん距離が大きくなっていく。つまり、お互いに遠ざかっている。そして遠方にある星ほど、遠ざかる速度は大きい。

よく説明に使われるたとえ話は、「星に見立てた点を表面に打った風船をふくらませると、どの2点間の距離も広がっていく」というものだ。宇宙はこの風船のように、膨張を続けているのである。

20世紀前半にこの法則が発見されるまでは、ほとんどの人が当然のように、宇宙は静止していると考えていた。

「宇宙は膨張している」という発見がどれだけ衝撃的だったかは、あの天才アインシュタインですら頑として受け入れようとしなかったことからも想像できる。

しかもハッブルの法則は、さらに重大な意味をもっていた。

宇宙が膨張しているということは、フィルムを逆回しするように時間を戻していけば、宇宙はどんどん収縮していき、やがては小さな点になる。つまり、宇宙のはじまりは極小の粒子であり、それが大爆発を起こして現在の宇宙ができあがったとするビッグバン理論が生まれたのである。

このようにハッブルの法則は、宇宙のあり方についても、はじまりについても、それまでの常識を完全に覆してしまった。

この法則は宇宙論における最も有名な法則であると同時に、最も重要な法則であると言っても過言ではないのである。

従来、この法則の発見者は、その名のとおり、アメリカの天文学者エドウィン・ハッブル(1889~1953)であるとされてきた。ハッブルはロサンゼルス北東のウィルソン山天文台に建造された100インチ望遠鏡で天体観測を続け、1929年、互いに離れる銀河の距離と速度の関係を計算してハッブルの法則を発見した。

この偉大な業績を讃えてNASAはその名を冠したハッブル宇宙望遠鏡を打ち上げ、高校の地学の教科書でもハッブルの法則が紹介されるなど、ハッブルは現在、世界で最もよく知られた天文学者として歴史に記憶されている。

ところが、2018年8月になって、世界の天文学者によって構成されている国際天文学連合(IAU)は、この法則の名称を変更することを総会で提案した。そして10月末までに行われた会員による電子投票の結果、約4000人が投票し、その約8割が賛成したため、変更は承認された。

ハッブルの法則を、「ハッブル・ルメートルの法則」と呼ぶように推奨することが決まったのである。これにより、教科書の表記が変わるなど、これからさまざまな方面でその影響が出てくるものと考えられる。

■抹消された「ルメートル」という名前

突然、最も有名な法則に名前を連ねることになったルメートルとは、何者なのだろうか? このサイトの読者でも、その名を知っている方はそう多くはないだろう。

ジョルジュ・ルメートル(1894~1966)はベルギー人の物理学者である。1927年、若きルメートルは、「宇宙は膨張している」と確信し、論文を発表した。それはハッブルの発見よりも2年早かった。

そしてルメートルはなんと、宇宙のはじまりについても、のちのビッグバン理論と同様の考えを述べていた。ハッブル自身はそこまでは考えていなかったので、その意味ではハッブル以上の功績である。

にもかかわらず、ルメートルが宇宙膨張の第一発見者であるという事実は、歴史のなかで長い間、無視されてきた。

IAUが決定した名称変更は、ルメートルの功績も正当に評価しなければならないという考えからのことだったのだ。

続きはソースで

https://amd.c.yimg.jp/amd/20181110-00058373-gendaibiz-001-3-view.jpg

https://gendai.ismedia.jp/articles/-/58373
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引用元: 【話題】〈ハッブルの法則名称変更〉「最も有名な宇宙の法則」から自分の名を消そうとした科学者の苦悩

〈ハッブルの法則名称変更〉「最も有名な宇宙の法則」から自分の名を消そうとした科学者の苦悩の続きを読む

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