プリンキピア

第13章ハイブリッドマルチクラウドのデジタルソリューション開発

13.4 Towards Intelligent Autonomous Networked Super Systems13.4 知的で自律的なネットワーク化スーパーシステムへ

Learning Objectives学習目標
By the end of this section, you will be able to:
この節を終えると、次のことができるようになる。
• Analyze specific applications of AI through XR technology
・XR技術を通じたAIの具体的な応用を分析する。
• Understand the impact of the development of supersociety capabilities, including nanotechnology, robotics, and supercomputers
・ナノテクノロジー、ロボット工学、スーパーコンピューターなどの超社会の能力の発展が与える影響を理解する。
• Discuss the advantages and challenges faced by the development of IANS and supersystems
・IANSとスーパーシステムの開発の利点と課題を論じる。
Recent advances with superintelligent AI allow for the seamless vision of incorporating networked autonomous systems into reality. These systems, known as intelligent autonomous networked supersystems (IANS), are becoming the next major development for chained computing, where intelligent chains of autonomous machines work together as a system to make decisions and take action. IANS are highly interconnected AIs, forming complex networks that collaborate while utilizing quick and extended exchange of data to promote growth.
英語のヒント
超知能AIの近年の進歩によって、ネットワーク化された自律システムを現実世界へ途切れなく組み込む構想が可能になっている。知的自律ネットワーク化スーパーシステム(IANS)と呼ばれるこれらのシステムは、連鎖型コンピューティングの次の大きな発展になりつつある。そこでは、自律的な機械の知的な連なりが一つのシステムとして協働し、判断して行動する。IANSはAI同士を高度に相互接続したものであり、素早く広範なデータ交換を利用して成長を促す、協働する複雑なネットワークを形づくる。
In this section, we will analyze current applications of IANS and supersystems that are implemented and traffic large-scale systems and businesses with their applications. By going through real-life examples, we can evaluate the potential and critically examine the current challenges and limitations in the development and deployment of extensive IANS and similar supersystems that use intelligence to improve industries such as health care.
英語のヒント
この節では、大規模なシステムや企業に実装され、そのアプリケーションを動かすIANSとスーパーシステムの現在の応用を分析する。実例を順に調べれば、その可能性を評価し、医療などの産業を知能によって改善する広範なIANSや類似のスーパーシステムの開発・配置における、現在の課題と限界を批判的に検討できる。

Web Platforms and Smart Ecosystems ApplicationsWebプラットフォームとスマートエコシステムのアプリケーション

Today’s web incorporates hybrid multiclouds that continuously evolve. As shown in Figure 13.15, these hybrid multiclouds power myriad innovative technology components that make it possible to create innovative solutions as the Web continues to evolve.
英語のヒント
現在のWebには、絶えず進化するハイブリッド・マルチクラウドが組み込まれている。図13.15のように、それらは無数の革新的な技術要素を支え、Webの進化に伴って新しいソリューションを生み出せるようにする。
Figure 13.15

credit: modification of “History of online service” by Viviensay/Wikimedia Commons, CC0 · CC0 · Source出典

Figure 13.15 As this diagram shows, the Web has evolved and experienced many breakthroughs and disruptions. (credit: modification of “History of online service” by Viviensay/Wikimedia Commons, CC0)
図13.15 Webは進化を続け、図のように多くの飛躍的進歩と既存の仕組みを覆す変化を経験してきた。(出典:Viviensay/Wikimedia Commons「History of online service」を改変、CC0)
In particular, recent advances in mobility and networking, such as 5G, have made it possible to minimize the latency of traditional web and mobile applications. This has led to a proliferation of social networks that enable efficient access to various types of content and global instant communication and collaboration. In addition, virtualization technology has made it possible to create powerful cloud platforms that facilitate access to infrastructure and platform services, as described earlier in this chapter.
英語のヒント
特に5Gなどのモバイル・ネットワーク技術の近年の進歩によって、従来型Web・モバイルアプリケーションの遅延を最小にできるようになった。これは、さまざまなコンテンツへの効率的なアクセスと、世界規模の即時の意思疎通・共同作業を可能にするソーシャルネットワークの急増につながった。また、前に説明したように、仮想化技術によって、インフラやプラットフォームのサービスを利用しやすくする強力なクラウド基盤を作れるようになった。
This progress is leading to global acceptance of the next-generation hybrid Web 3.0, which makes it possible to combine traditional Web 2.0 applications with blockchain 2.0 capabilities. Blockchain is characterized by real-time transactions, scalability, and unlimited decentralized storage. Further improvements are on the horizon to provide a more scalable, fast, unlimited, and completely secure blockchain infrastructure via Blockchain 3.0/ 4.0.
英語のヒント
この進歩によって、従来のWeb 2.0アプリケーションとブロックチェーン2.0の能力を組み合わせる、次世代のハイブリッドWeb 3.0が世界的に受け入れられつつある。ブロックチェーンの特徴は、リアルタイムの取引、拡張性、無制限の分散ストレージである。さらにBlockchain 3.0/4.0によって、より拡張性が高く、高速で、無制限かつ完全に安全な基盤を提供する改善が目前にある。
To build on this, Web 4.0 and 5.0 are already on the way as the metaverse is being positioned as the successor to today’s Internet. Metaverse is a concept that originated in the 1992 novel Snow Crash, in which people use the metaverse as an escape from a dystopian world (an idea also later explored in the novel and film Ready Player One). Metaverse embodies a unified immersive digital world that is tightly connected to the physical world. In the metaverse, people can interact without physical or geographic constraints and enjoy a compelling sense of social presence.
英語のヒント
これをさらに発展させるWeb 4.0と5.0も、すでに到来しつつある。メタバースが現在のインターネットの後継として位置づけられているためだ。メタバースという概念は、1992年の小説『スノウ・クラッシュ』に由来する。作中では、人々がディストピア的な世界から逃れるためにメタバースを使う。この発想は、のちに小説・映画『レディ・プレイヤー1』でも探究された。メタバースは、物理世界と緊密につながる、統合された没入型のデジタル世界を具体化する。そこでは、物理的・地理的な制約なく人々が交流し、人と一緒にいるという強い実感を味わえる。
The metaverse is characterized by two key features. It is persistent, with its collective network of 3-D-rendered virtual elements and spaces available throughout the world 24/7. It is also shared, giving a vast number of users simultaneous access and the ability to use the metaverse to interact. The metaverse functions with six key layers that include
英語のヒント
メタバースには二つの主要な特徴がある。第一は持続性であり、3Dで描画された仮想の要素や空間が集まるネットワークを、世界中で24時間365日利用できる。第二は共有性であり、非常に多くの利用者が同時にアクセスし、互いにやり取りできる。メタバースは、次の6つの主要な層で機能する。
• infrastructure (e.g., chips and processors, cloud infrastructure),
・インフラ(チップとプロセッサー、クラウドインフラなど)
• access/interface (e.g., haptics, headsets, smartglasses),
・アクセス/インターフェース(触覚技術、ヘッドセット、スマートグラスなど)
• virtualization tools (e.g., 3-D design engines, avatar development),
・仮想化ツール(3D設計エンジン、アバター開発など)
• virtual worlds (centralized and decentralized),
・仮想世界(集中型と分散型)
• economic infrastructure (e.g., payments, crypto wallets, and non-fungible token (NFT) marketplaces using NFTs with a digital signature that cannot be exchanged or equated to another item), and
・経済インフラ。決済、暗号資産ウォレット、代替不可能なトークン(NFT)の市場など。NFTにはデジタル署名があり、別の項目と交換したり同一視したりできない。
• experiences (e.g., gaming, virtual real estate/concerts).
・体験(ゲーム、仮想の不動産やコンサートなど)
Industry Applications産業での応用
As of 2024, the online worlds promoted by metaverse proponents are not fully formed and functional just yet, but platforms and games like Second Life, Roblox, and Decentraland are indicators of the future once the metaverse is fully operational. The metaverse is expected to rely on technologies such as virtual reality headsets, advanced haptic feedback, and 3-D modeling tools to power immersive digital environments. To understand the potential of the metaverse and mixed reality technology, let’s consider their applications in the areas of education and health care.
英語のヒント
2024年時点では、メタバースの推進者が掲げるオンライン世界は、まだ完全な形で機能してはいない。しかし、Second Life、Roblox、Decentralandのようなプラットフォームやゲームは、メタバースが十分に稼働する将来の姿を示している。VRヘッドセット、高度な触覚フィードバック、3Dモデリングツールなどが、没入型のデジタル環境を支えると考えられる。メタバースとMR技術の可能性を理解するため、教育と医療への応用を考えよう。
Enhanced Learning Experiences
学習体験の向上
Mixed reality can provide visuals and relatable examples to help students perceive theoretical information in complex topics such as biology, anatomy, physics, and math. Medical students can learn anatomy and practice examining the body with XR apps that represent the human body inside and out. Chemistry students can conduct experiments using different chemical combinations and see results with no harm to students and school property. Nursing students can use simulations to learn and prepare for unique situations that they’ll encounter in clinical settings. Students can also take field trips to museums, exhibitions, and theaters all over the world without leaving the classroom.
英語のヒント
MRは、図像や実感の持てる例を示し、生物学、解剖学、物理学、数学などの複雑な分野で、理論上の情報を理解するのを助ける。医学生は、人体の内外を表すXRアプリで解剖を学び、診察を練習できる。化学の学生は、異なる化学物質の組み合わせで実験し、学生や学校の設備を傷つけずに結果を見られる。看護学生は、臨床で出会う特殊な状況をシミュレーションで学び、備えられる。また、教室から出ずに、世界中の博物館、展覧会、劇場へ校外学習に出かけることもできる。
In-Person Patient Care Applications
対面の患者ケアへの応用
In operating rooms, clinics, hospital wards, and medical training settings, mixed reality speeds up diagnoses, increases access to health-care facilities, cuts down on infection transmissions, and improves medical care outcomes. XR enables holographic overlaying of images and data onto real-life situations such as surgical operations, remote consultation, and treatment, opening new avenues in health care.
英語のヒント
手術室、診療所、病棟、医療訓練の場で、MRは診断を速め、医療施設へのアクセスを広げ、感染の伝播を減らし、治療成績を改善する。XRは、手術、遠隔相談、治療などの実際の状況へ、画像やデータをホログラフィックに重ね合わせ、医療に新たな道を開く。
In cardiology, initial XR health-care applications created interactive visualizations that enabled pediatric cardiologists to virtually demonstrate complex congenital heart problems to their students and patients. XR techniques reduce the time required to diagnose cardiology issues, and surgeons who use Microsoft HoloLens headsets during procedures can interact with the hologram using hand movements and benefit from a wider field of view, which improves surgical outcomes. In one application, XR technology enables surgeons to see patients’ 3-D computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) scans directly. This will make it easier for surgeons to identify the exact area of the patient’s body that needs surgery. This could be especially beneficial for emergency surgeries that must be performed as quickly as possible to save a patient’s life. Preoperative simulations are made easier with XR, which creates customized 3-D models for each patient and visualizes the inside anatomy in a fully immersive environment. In complex surgical operations such as reconstructive surgeries, holographic overlays can substantially help surgeons examine the bones and determine the flow of blood arteries. XR may also be helpful for pain relief. In Denmark, Aalborg University researchers studied the potential of XR to provide pain relief for phantom limbs. It may be possible to delude the brain of a person with an amputation into thinking it still controls their missing limb, which may assist in reducing the agony associated with phantom limbs.
英語のヒント
循環器分野の初期のXR応用では、小児循環器医が複雑な先天性の心臓の問題を、学生や患者に仮想的に示せる対話型の可視化が作られた。XRは診断に必要な時間を短くする。手術中にMicrosoft HoloLensを使う外科医は、手の動きでホログラムを操作し、より広い視野を得られ、手術の結果が向上する。ある応用では、患者の3DのCT(コンピューター断層撮影)とMRI(磁気共鳴画像)の像を外科医が直接見られる。これにより、手術が必要な正確な部位を特定しやすくなる。命を救うため、できるだけ早く行う必要がある緊急手術では、特に役立つ可能性がある。XRは患者ごとの3Dモデルを作り、完全に没入できる環境で身体内部の構造を可視化するため、術前シミュレーションも容易になる。再建手術のような複雑な手術では、ホログラムの重ね合わせが、骨の確認や動脈内の血流の把握を大きく助ける。XRは痛みの軽減にも役立つ可能性がある。デンマークのオールボー大学の研究者は、幻肢の痛みを軽減する可能性を調べた。切断を受けた人の脳に、失った手足をまだ制御していると思わせることができれば、幻肢に伴う激痛を減らす助けになるかもしれない。
Telemedicine
遠隔医療
Using XR headsets and 3-D XR, medical practitioners are able to review patient histories vocally, discuss with medical specialists, and record patient records. XR-powered headsets can eliminate the need for doctors to review written reports, analyze patient data, and deliver findings in real time, resulting in faster and more precise diagnostics.
英語のヒント
XRヘッドセットと3D XRを使えば、医療者は患者の病歴を音声で確認し、専門医と話し合い、患者の記録を残せる。XR対応ヘッドセットは、医師が紙の報告を確認する必要をなくし、患者データを分析して結果をリアルタイムで伝えることで、より速く正確な診断につながる。
XR may also provide paramedics with remote support to address emergencies. With XR, paramedics can remotely get support from senior medical professionals. This can help them make more accurate and faster medical decisions, efficiently provide emergency medical aid, and improve patient outcomes.
英語のヒント
XRは救急救命士への遠隔支援にも使える。経験の豊かな医療専門職から支援を受けることで、より正確で素早い医療判断を行い、緊急の医療援助を効率よく提供し、患者の結果を改善できる。
Lastly, XR can help provide remote care to patients with mobility issues. It can also visually project simulations for different situations, offer ease of access to facilitators remotely, increase patient engagement by providing a safe and controlled immersive environment, and leverage telehealth appointments.
英語のヒント
最後にXRは、移動に困難のある患者への遠隔ケアを助ける。さまざまな状況のシミュレーションを視覚的に映し、遠隔の支援者へアクセスしやすくし、安全で管理された没入環境によって患者の参加を促し、遠隔診療の機会を活用することもできる。
Therapeutic and Mental Health Applications
治療と精神保健への応用
The Autism Glass Project at Stanford University’s medical school used XR to help children with autism manage their emotions and identify related facial expressions. There are many other possible applications of the same technology, including the use of VR psychotherapy to address mental health conditions and disorders and treat the cause rather than the effect of such disorders by combining VR technology with big data analytics, cloud computing, machine learning, IoT, and blockchain. Affective Interaction through Wearable Computing and Cloud Technology (AIWAC) technology provides a full-stack solution aiming at effective remote emotional health-care assistance. The solution components allow collaborative data collection via wearable devices, enhanced sentiment analysis and forecasting models, and controllable affective interactions.
英語のヒント
スタンフォード大学医学部のAutism Glass Projectは、自閉症の子どもが感情を調整し、関連する表情を認識するためにXRを使った。同じ技術にはほかにも多くの応用が考えられる。例えばVR心理療法では、VRをビッグデータ分析、クラウド、機械学習、IoT、ブロックチェーンと組み合わせ、精神的な状態や障害に対処し、その結果よりも原因を治療する。ウェアラブルコンピューティングとクラウド技術による感情的相互作用(AIWAC)は、遠隔での感情面の健康支援を効果的に行う、全層を含むソリューションを提供する。構成要素には、装着型機器を通じた共同のデータ収集、改善された感情分析と予測モデル、制御可能な感情的相互作用がある。
Other Applications of XR Technology
XR技術のその他の応用
As the metaverse evolves, XR-driven technology may be applied in various industries for uses such as the following:
メタバースが発展すると、XRを用いる技術は、さまざまな産業の次のような用途へ応用されるだろう。
• equipment assembly, maintenance, and repair
・機器の組み立て、保守、修理
• engineering and architectural design (e.g., experiencing a virtual building before it is built)
・工学・建築の設計。例えば、建設前に仮想の建物を体験する。
• market research (e.g., experiencing a virtual product that does not yet exist)
・市場調査。例えば、まだ存在しない仮想の製品を体験する。
• entertainment (e.g., cinema, music, and sports)
・娯楽(映画、音楽、スポーツなど)
• product advertising and promotion
・製品の広告と販売促進
• computer games
・コンピューターゲーム
Mixed reality technology also has the capacity to promote social good. For example, applications that combine XR with other innovative technologies to support people with disabilities have already been developed, including technology that alerts people who are blind when rapidly moving objects are headed in their direction.
英語のヒント
MR技術には、社会によい効果をもたらす力もある。例えば、XRとほかの革新的な技術を組み合わせて障害のある人を支援するアプリケーションが、すでに開発されている。速く動く物体が近づいているとき、目の見えない人へ知らせる技術などである。