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■NEWS今昔物語 「過去と未来と成長」編 （初出2005年1月27日分）　

5年前のNEWS（未来）を振り返ってみて思うこと

　この後、自分なりに「16才の頃、知っておきたかったこと」をまとめたPowerPoint資料を作ってみました。いつものように、今回の記事の中には、一見おかしなネタもあるかと思います。けれど、それらはいずれも過去から未来へ繋がっていることがらです。

　25年前に、"We are the world."を映した「10人だけの閉会式」があったということに、マイケル・ジャクソンが亡くなった今、もう一度思いを馳せてみる今日この頃です。

　さて、「過去と未来と成長」という言葉を眺めるとき、私はshiroさんが訳された文章、そして、その時に書かれた言葉をいつも連想し、前を向こうと思い直したいと思います。素晴らしい文章というものを掌の上で結晶にしたら、きっとこういうものなのだろう、と思います。

　16才の頃、同じ高校一年生として同じ高校へ通っていた、つまりは同窓生のShiroさんなどを見ると、「自分は二十年の間に何もできなかったなぁ」とつくづく思う。

　人生の到達点はそれまでの積分なんだから、同じアドバイスがどの時点でも有効なはずだ。 やりたいことはたくさんある。それなら、絶対後悔しないから、貪欲に、遠慮せずにやればいい

（記事を書いた時の）ひとこと

　以前の記事、「恋人から夫婦への3.3cm」に対して、「夫婦の距離は3cm≒一寸」かもという面白い指摘を受けました。ためしに辞書をひいてみると、「一寸 = 最高級とは言いかねるが、とるに足りないものではない、相当のもの」とあります。実は、この話は奥が深かったりのするかもしれないですね。

「1985年から見た20年後の未来」

　20年前の1985年、未来技術をテーマに「つくば科学万国博覧会」が開催された。その「二十年前に展示された未来科学技術」の舞台裏(例えば、2000インチ!の超巨大ディスプレイ「ジャンボトロン」で"We are the world."を映した「10人だけの閉会式」の話など)を解説した「つくば科学万博クロニクル」という本が先月出版された。科学技術が好きで、つくば万博に遊びに行ったなんて人は読んでみるときっと面白いと思う。

　1985年と言えば、その年に出版された対談集「科学技術を考える」という本がある。その冒頭には、「万博会場では"世界"が科学の力で結ばれている。しかし、それで異民族・文化間の問題は何一つ解決していない」とある。そして、その「新技術は生まれてから一般化するまでに20年かかる」と当時東大理学部の助手だった東大の坂村健は言っている。1985年から20年後の未来、私たちがいる2005年の世界はどんな未来になったのだろうか。

「日本人男性が抱える重大な問題」

　「タートルネックから顔の上半分だけを出した男性の写真」といえば…、包茎手術で有名な某クリニックの有名な広告である。男性でこの広告を見たことのない人はいないことだろう。そのクリニックの広告によれば「男が100人いたら65人は包茎です。そのうち70%、45人の男性は結局治療を行っています」というからさぞかし顧客が多い…のだろう。

　そこで、情報を調べ始めると「表皮における種々の問題(別名：包茎問題)」を論じたページでは、「日本人男性の50%は大いなる問題を抱えている」と書きつつ、田縣神社の豊年祭りを例に挙げ、実際には「覆われていないペ○スが好まれていることは明白だ」と語る。この言葉を心強く感じる人も多いかもしれない。

「復刻版キャンパスノート」

　20年前、16才の私は高校の教室でコクヨのキャンパスノートを机に広げ授業を受けていた。そのコクヨの歴代「キャンパスノート(初代='75年・2代目='83年・3代目='91年・現行='00年)」を4冊セットにした「復刻版キャンパスノート」が誕生30年を記念して2月1日から発売される。学校で勉強していた頃を懐かしく思い出す程度に年をとった人ならば、「買ってみようかな」なんて気持ちになってしまうニュースだと思う。

　小学校の低学年の頃にはキャンパスノートや大学ノートを使い、今ではそれがノートPCになった。どんなノートに変わっても、結局落書きばかりしている、という(私みたいな)人も多いかもしれない…けれど。

「16才の頃、知っておきたかったこと」

　16才の高校生の頃と言えば、(Lisp著書で有名な)Paul Grahamが、16才の高校生たちに向けて書いた「風上を目指せ。きみと同じ能力を持つ誰かができることなら、きみにもできる(=怠けたことで-できなかった-ということを-才能-のせいにするな)。そして自分の能力を過小評価しちゃいけない。好奇心があれば努力が楽しい遊びになる」という内容の(先月公開された)文章が、川合史郎氏の手により日本語訳され評判を呼んでいる。

　現役の高校生たちはさておき、年をとってもまだ自分が大人になりきっていないと感じている(少しは年を経た)人たちはぜひ読んでみると面白いと思う。「年をとる前に、知っておきたかった…」と感じたり、あるいは「今でもまだ遅くはない」と思ったりするかも。

■エクセルでシミュレーション　Vol.10　二次元非定常熱伝導問題シミュレーション＋P(ID)制御エクセルシートを作ってみよう　

　「エクセルでシミュレーション　Vol.9　二次元非定常熱伝導問題の温度変化グラフも作ってみよう」で、二次元非定常熱伝導問題を解くシートを使いながら（実用的範囲では三次元問題と大差がない）、ヒーターで回転するベルトを高温にした場合の、その回転ベルトの温度分布がどのように変化していくかを計算し、グラフ化し、さらにベルト中の一部分の温度を時系列的にモニターする機能を付けた、シートで遊んでみました。

　そこで、今回は、センシングしたベルトの温度を用いて、ヒーターの温度を簡単なPID制御を使ってフィードバック制御するエクセル・シートを作ってみることにしましょう。

PID制御とは、調整量を（現在の）出力値と目標値との差に比例＝Proportionalした量、その（過去からの）積分=Integralに応じた量、および（その瞬間に次にどのように変化するかという）微分=Differentialに応じた量にしたがって変える制御です。言いかえれば、現在（Proportional）・過去（Integral）・未来（Differential）の挙動に応じて、制御調整量を変えてやろうという制御です。比較的、古典的な制御手法ですが、現在でも、もっとも一般的な制御手法です。

　まずは、前回のエクセル・シートでヒーター部分を単純に（計算をさせ始めてから＝回転ベルトに対するヒーターを動かし始めてから）100℃にし続けた場合の計算過程を示してみます。つまり、何の制御もしない場合です。その計算結果が、下の動画です。上の動画で上に示したグラフが、回転ベルトの温度分布を示したグラフです（回転ベルトを切り開いたように温度分布を示しています）。動画中の下の折れ線グラフは（上のコンター図で灰色丸部の温度の時間変化を示したグラフです）。ちなみに、縦軸は0℃から150℃までで、横軸が時間軸です。

　下の折れ線グラフを見れば、上のコンター図で灰色丸で示した部分の、温度が時間に応じて上昇し、やがて100℃近くになっていることがわかります。

　さて、次にPID制御を行ってみることにしましょう。…とはいえ、最初は簡単のために、「灰色丸で示した部分の温度と目標調整温度である100℃との差をヒーターに足す（ネガティブ・日―ドばっく）」という「P=比例成分=現在の違い」だけを利用したP(ID)制御を行ってみます。つまり、現在の出力と目標出力の差異のみをヒーター出力に（適当な比率で）足し合わせてみるのです。言いかえれば、ベルトの温度が0℃なら、ヒーターを200℃くらいにすることで、急激にベルトを温め温度を調整し、目標温度100度と現在のベルト温度の差が小さくなってきたら、ヒーターの温度を110℃くらいに変えてやる・・・というような制御をしてみます。そんなシミュレーション計算を行ってみた結果が、下の計算結果になります。ちなみに、ヒーターの制御温度はエクセルのシートでB32セルで計算されています。また、灰色丸のセンサ取り付け部分（を示した）の温度を示す下の折れ線グラフは、先ほどと同じく、縦軸は0℃から150℃までの温度を示し、横軸が時間軸となっています。

　この結果動画を見るとわかるように、「P=比例成分=現在の違い」だけを利用したP(ID)制御（=積分成分と微分成分を使わない）制御では、ベルトの温度は早く立ち上がりますが、ベルトの温度は振動して、なかなかすぐに安定してくれません。しかも、早く温度を立ち上げようとすると、温度振動は大きくなってしまい、温度振動を防ごうとすると、なかなか温度が早く立ち上がってくれない、という相反する関係になっています。いわば、（ある程度、減衰がある）強いバネと弱いバネの振動と同じような現象が起きてしまいます。

　さて、それでは、一体どうしたら良い制御ができるのでしょうか。・・・せっかく、簡易にエクセルのような（表計算＝スプレッドシート・ソフトウェアを使った）熱伝導方程式を使ったシミュレーション計算を行うことができる環境があるわけですから、今回扱ったPID制御のような古典的な制御をもう少し復習してみようと思います。

　そして、せっかく熱伝導方程式を計算してみたりしているわけですから、そういった微分方程式（つまり現在から未来を示す式）を使うことで実現できる、最適化制御についても考えてみることにします。

■○×△っていうらしい　

　スガシカオ/~ kokua の「Progress 」から。

ぼくが歩いてきた　日々と道のりを
ほんとは“ジブン”っていうらしい

誰も知らない世界へ向かっていく勇気を
“ミライ”っていうらしい

■NEWS今昔物語 「Back to the Future」編　

　「NEWS今昔物語」は、5年ほど前にYukiWikiを介して編集者に渡し、さらに編集者の方の手直しを経て、公開していたものです。

　その元原稿の再公開作業を、昨日で終えることができました。ある程度自動でYukiWikiのバックアップ・データを自動変換処理はしたものの、やはり、少しの手直し作業が発生してしまいました。

　けれど、大晦日を前にしてようやく、このサイトにデータ統合させ、「NEWS今昔物語」という形で、このサイト上で公開させ終えることができました。

Roads? where we're goin'to, we don't need...roads.

■「今」の先にある50億年先の地球　

　宇宙航空研究開発機構宇宙教育センター「宇宙(そら)のとびら 」の「第4章　太陽」から。

（今から50億年くらいすると）太陽の表面は温度が下がって赤っぽくなってくる。それで、だんだんに大きくなって地球の軌道ぐらいまでふくらんでくる。
　地球は溶けるか飲みこまれるかしてしまう。

　いいかい、何十億年も先の心配をするより、今この瞬間をしっかり生きることが大事だよ。そういう積み重ねで…

第1章 宇宙への飛翔
第2章 人工の星たち
第3章 惑星
第4章 太陽
第5章 星と銀河
第6章 宇宙といのち
第7章 宇宙でくらす