④【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【5Gネットワークとセンサーの進化】

ネットワークとセンサーの進化 社会経済戦略
ネットワークとセンサーの進化
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ベストセラー書籍「2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ」の著者ピーター・ディアマンディスは、5Gネットワークの台頭やセンサー技術の向上により私達の生活が一変することを予測しています。

[ピーター・ディアマンディス, スティーブン・コトラー]の2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ (NewsPicksパブリッシング)

IoTデバイスが社会へどう浸透するのか、ロボットが人間の代わりをする未来、ドローンが被災地や環境破壊問題を解決する訳を学びたい方必見!

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②【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【指数関数的なテクノロジーの進歩】
ベストセラー書籍「2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ」の著者ピーター・ディアマンディスが予測するのは、量子コンピューティングによる、指数関数的なテクノロジーの進歩です。 既に「ムーアの法則」の進歩スピードは鈍化してきており、次はロ...

 

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ネットワーク進化の歴史(0G→5G)

2030年の未来には私たちの生活がどう変わっているのかを予測するには、まずこれまでのネットワークの歴史を学ぶ必要があります。

無線ネットワークのイラスト

例えば研究者が、ネットワークの過去の進化の歴史を説明する際に用いる言葉は「G」です。 この「G」という言葉の意味は、ジェネレーション(世代)の略です。

例えば、2021年の現時点において、ドコモ au ソフトバンクなどの各携帯電話キャリアが5Gエリアを拡大しつつあります。 しかし、これまでのネットワーク「G」の進化はどのようなものだったのかを考えてみましょう。

0G

一番最初の電話の回線が一般家庭に広がり始めたのは1940年のことで、いわゆる黒電話の登場です。

黒電話のイラスト

この時点が0Gになります。そしてそれ以降、1Gになるまでの期間としては、なんと40年間もかかりました。 つまり0Gの時代は、1940年から1980年の40年間であり、2021年の現時点から振り返れば、科学技術の進歩が遅いと感じてしまうかもしれません。

1G

1Gは、1980年代に登場した最初の携帯電話の回線です。

移動通信システムのイラストマーク(1G)

この頃の携帯電話はショルダーフォンと言って、重量は2.6㎏と非常に重く分厚いものでした。

ショルダーホン(1985年)

画像出典

1Gの登場によって、ネットワークは潜行ステージから破壊ステージへと移行したと言えるでしょう。

潜行ステージという用語は、量子コンピューティングによる指数関数的なテクノロジーの6段階の成長サイクルのうちの2つ目であり、全部で以下に挙げる6つのステージがあります。

 

指数関数的なテクノロジーの成長サイクル

  • デジタル化
  • 潜行
  • 破壊
  • 非収益化
  • 非物質化
  • 大衆化

それぞれの指数関数的なテクノロジーの発達の重要な段階であり、とてつもない混乱とチャンスが生み出されます。指数関数的なテクノロジーの六つの成長サイクルについて、詳しくは「【2030年】量子コンピューティングによる指数関数的なテクノロジーの発達【6つの段階】」の記事をご覧ください。

2G

2Gネットワークは1993年に登場しました。

移動通信システムのイラストマーク(2G)

2Gネットワークを持つ携帯電話(PHS含む)は、電子メールやウェブなどが使えるものであり、1Gとは大きく異なり、高機能化しています。

言い換えると、1Gが1980年代に登場した後、インターネットが登場したのは1990年代のことであり、急速に2Gが浸透しました。

例えば、2G回線を持つdocomo の「 i モード」の登場により、2G回線は当時爆発的な人気を博しました。つまり、インターネットを一部の大人だけが利用することができるものではなく、高校生等の学生でも利用できるように一般大衆化されたといえます。

3G

そして、2Gネットワークが出現してから20年後の2010年には3G が台頭しました。

移動通信システムのイラストマーク(3G)

1Gから2Gに移行するまで40年もかかったのに、2Gから3Gまでの移行はたった約20年で完了しました。つまり、ネットワークの変化のスピードは大幅に加速したのです!そして、3G の帯域幅の費用は、毎年35%ずつ下落しており、 これは驚くべきコストの減少であると言えます。しかし、「帯域幅」と言われても、エンジニアでない限り、いまいちピンとこないと思うので、日本印刷産業連合会によると帯域幅の意味は以下の通りです。

通信や記録に必要となる周波数の幅。 バンド幅ともいう。 データ通信においては、送信するべきデータを変調して通信媒体上へ送出する場合、もとのデータの信号レートと変調方式に応じて、通信媒体上である一定の周波数帯域を占有する。 そのため、デジタル回線上においても帯域幅という考え方で占有する通信容量を表現する。

出典

なるほど、要するに帯域幅とは、インターネットの通信速度のことですね。言い換えると、3G のインターネットの通信速度のコストが3年毎に半額以下に下がっていったから、多くの人が3G回線を安価に利用しやすくなったということです。

2010年にはスマートフォンやeコマースなどの発達によって、3Gネットワークが拡大しました。2010年と言うと、ソフトバンクの孫正義が米アップルのスティーブジョブズから委託を受けて、日本で独占して iPhone を販売していた頃です。

4G

4Gネットワークの回線速度は多くの人がご存知の通り、2021年の現時点のモバイルインターネット回線の速度です。

移動通信システムのイラストマーク(4G)

具体的に言うと、4G(LTE)は50Mbps – 1Gbps(1000Mbps)程度の超高速大容量通信が可能です。3Gのネットワーク速度は数Mbps~14Mbpsだったので、4Gの登場によってかなりの高速化がされたと言えるでしょう。

また4Gは無線LANやWiMAX、Bluetoothと連携し、固定通信網と移動通信網をシームレスに利用(FMC)できるという特徴があります。

5G

しかし2019年から、5Gがほとんど無料に近い値段で100倍ほど速い回線速度をもたらします。

移動通信システムのイラストマーク(5G)

つまり5Gが出現することにより、過去のネットワークの成長速度が大変革を起こすということです。 5Gとは一体どのぐらい早いものなのでしょうか?

3G では高解像度の動画を一つダウンロードするために45分程度が必要でした。一方で4G ではそれが21秒に縮まりました。

しかし5Gでは映画一本が2秒程度でダウンロードが完了してしまいます。つまり0Gから4Gまでのネットワークの進化スピードが、まるで嘘であったかのように指数関数的な成長が5G回線への移行であると言えるでしょう。

このネットワークの高速化によってもたらされる 最大の恩恵が、自動運転車や空飛ぶクルマに繋がります。2030年には空飛ぶ車が普及している予測については「①【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【自動運転・空飛ぶ車・ハイパーループ】」の記事をご覧ください。

①【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【自動運転・空飛ぶ車・ハイパーループ】
ベストセラー書籍「2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ」の著者ピーター・ディアマンディスが予測するのは、空飛ぶ車やハイパーループ、ロケットがそこら中で人を運んでいるという未来です。しかしこれらの技術すら無効にする、アバターによるロボ...

しかし、NTTドコモのサイトを見る限り、まだまだ5G対象エリアはかなり限られたものになっています。以下の画像は、東京首都圏の2021年7月末予定の5G対象エリアのスクリーンショットです。

5G対応エリア

NTTドコモ 5G対応エリア

赤い色のエリアが5G対応エリアで、黄色いエリアが4G(LTE)エリアです。バルーンマークはスポットなので、ショッピングモール等が中心です。

せっかく5G対応のスマートフォンを購入し、5G回線の契約をしたところで、エリアが5G未対応であれば全く意味がありません。このように、日本はまだまだ5Gネットワークの拡大途中です。

早く5G対応エリアが拡大してもらいたい期待が高まるものの、5G対応の新しい社会は、すぐ近くまできていると言えるでしょう。

 

センサーの進化

次にセンサーの進化の過程や未来にはどうなっているのか、また2030年にロボットが人間の代わりをする方法について詳しく見ていきましょう。

シングルボードコンピュータのイラスト

心拍数を計測する機器の進化

2021年の現時点において、市場に流通する最も精度が高い睡眠トラッカーは、オーラリングと呼ばれるものです。

Oura Ring

オーラリング

光沢のあるチタン製の太い指輪のようなものです。しかしこのリングには三つのセンサーが搭載されています。 このリングは10種類の体から出るシグナルを追跡して計測する仕組みを持っています。このリングの最大の武器は、装着する位置と計測する頻度です。

当然のことながら、オーラリング装着する位置は指です。指の動脈というのは手首の動脈よりも皮膚の表面に近いです。そのためオーラリングは心臓の状態を、今まで以上に正確に計測することができます。

Oura Ring

オーラリング

また、計測する頻度としては他の計測機器と比較して遥か上をいっています。例えば AppleWatch や ギャラモン のトラッカーが、血液の流れを1秒間に2回、 Fitbit が12回計測しています。

一方でオーラリングは1秒間に250回もの血流の情報を取得します。 独立した研究機関の調査によると、今まで以上に正確な画像認識とサンプリング頻度の高さのおかげで、医療用機器と比較してオーラリングの精度は、心拍変動では98%、心拍数で99%にもなります。

 Oura Ring

オーラリング

つまり20年前であればこのような高性能なセンサーは、一つあたり900万ドル(=約9億4,230万円)もかかりました。さらに、それら高性能センサーは大きなものだったので、高性能センサーを収納するとなれば非常に大きな部屋やスペースが必要でした。

しかし現時点においては高性能センサーを備えるオーラリングの値段は、たったの300ドル~500ドル(約3万円~約5万円)程度で事足りるし、オーラリングの大きさは小型であり、指につけることすらできるようになりました。オーラリングは1回の充電で最大1週間使用可能なので、Apple Watchの電池の持ち(約18時間)とは大違いです。性能を重視される方や健康に投資したい方は、こちらのオーラリング Heritage modelを購入されることをおすすめします。

このようなセンサーの低価格化と小型化の成長が、センサー業界において大きな革命であると言えるでしょう。

このようなセンサーのネットワークを、 IoT (Internet of things=モノのインターネット)と呼びます。 IoT とは スマートフォンなどのスマートデバイスによって作られるネットワークであり、2030年にはこれらの IoT デバイスは世界全体を覆い尽くすでしょう。 

IoT デバイスの進化

IoT デバイスは2030年にはどのくらい進化しているのでしょうか?

モノのインターネットのイラスト

まずこの世界中に設置されている圧力計やサーモスタット、カメラやマイクや心電図あるいは脳波計など数百万個の測定用の電子デバイスが存在しています。

この電子デバイスが私たちの会話や身体あるいは高速道路や飛行機や船や車などに搭載されることで、世の中の全てのものを監視します。2021年までの時点で、どのくらいの IoT が増加しつつあるのか詳しく見てみましょう。

IoT デバイス数の増加(低価格化)

まず2009年にはインターネットに繋がれたデバイスの数125億個は、地球上に存在する人口68億人を上回りました。一人当たり約1.8個を所有しているという計算ですね。そしてその翌年2010年にはスマートフォンが進化します。

スマートフォンのイラスト

スマートフォンが進化することによりセンサー価格が下落し続け、2015年には IoT の端末数 は150億個にまで増加しました。この端末の大部分は複数のセンサーが搭載されています。例えば一般的なスマートフォンには、センサーが約20個搭載されています。そして2020年においてセンサーが約1兆個世界中に存在するようになります。

さらに2030年には、 IoT デバイスは5000億個に達するだろうと、スタンフォード大学の研究者が予測しています。これら一つあたりのIoT デバイスに対し、数十個のセンサーが搭載されています。したがって2030年の世界中のセンサーの数をざっぐり計算すると、IoT デバイス5000億個×センサー50個=25兆個くらいにはなるでしょう。そして、アクセンチュアが調査したところによると、14.2兆ドル規模の経済が IoT デバイスによってもたらされるといいます。

増えるお金のイラスト(100ドル札)

このような経済的な数値の背景として、グロス氏が予測した通り、この地球上のどこにいても感覚的刺激をキャッチする電子的皮膚が存在するようになるのです。

IoT デバイスの小型化(マイクロ→ナノ)

このようなセンサー価格が下落することで、IoTセンサーが設置されるデバイスが拡大し続けるという傾向は、2021年度以降も確実に継続するでしょう。言い換えると、私たちの生活は極小であるマイクロな生活から、超極小と言われるナノの分野へと移行しようとしています。

2021年の現時点において様々な分野でスマートスピーカーやスマートグラスなどのメガネ、宝石やスマート医療などが開発されてきています。

スマートスピーカーのイラスト

オーラリングというのはそのうちのたった一例に過ぎませんが、あと数年すればセンサーが私たちの体の中に入ってくるはずです。具体的に言うと、体の中の様々な情報をセンサーが知覚し、記録し、送信することができる埃のように非常に小さいサイズのシステム、スマートダストが登場するのです。

2021年の現時点においてスマートダストは、一つあたりの大きさは米粒ぐらいの大きさです。

この米粒ほどのスマートダストが、近い将来にはナノスケールの埃レベルの小ささまで縮小されます。

「カメラレンズに残る汚れ」の写真

そのスマートダストが血流の中を移動します。そして体のデータを情報として収集するようになって、人間の体の中にあるまだ解明されていない情報まで解読できるようになります。 様々な情報が得られた結果、今までは治らなかった病気まで治療できるようになるはずです。

センサーの進化により情報量が増える

私たち人間は今後自分たちの体について、あるいは私の体以外の物事について、センサーを通じて情報が蓄えられることによって、今までとは比べ物にならないくらいの大量の知識を得るようになります。具体的に言うと、自動運転車が1台走行する場合、1日あたり4 TB のデータを収集することができます。4 TB のデータはどのぐらいなのかと言うと、長編映画が1000本ぐらい集まったぐらいの情報量です。他方、車ではなく、民間航空機の場合は40 TB です。 このようなデータの量の増加によって様々な分析が可能となり、私たちの生活は劇的に向上するはずです。 

データセンターのイラスト(複数)

センサーが私たちの健康状態を365日24時間追跡することによって、毎年の健康診断が不要になる日が訪れるかもしれません。また農業従事者は、土と大気の水の量を把握できるようになることで、農作物に的確に水を与えることができるようになります。 その結果農作物の成長が格段に良くなり収穫量が増えることで、世界全体で水の浪費を抑制できるようになるはずです。

このような様々な分野で、センサーが大量の情報を収集する時代は、すでに開始されています。2030年頃には、私達は計測可能なものは全てにおいて、365日24時間測定し続ける世界で生活するようになるでしょう。 

ロボット

センサーの性能が向上し、なおかつ価格が下落することによって、今後ロボットは世界中の至る所に設置されるようになるはずです。 つまり2030年にはロボットが私たちの生活すべてに浸透していると言えるでしょう。例えば2021年のロボットは AI を用いて自己学習することが可能です。 人工知能の進化については「③【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【人工知能の5つの進化過程】」の記事をご参照ください。

③【書評】2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ【人工知能の5つの進化過程】
ベストセラー書籍「2030年:すべてが「加速」する世界に備えよ」の著者ピーター・ディアマンディスは、将来様々な産業においてAIが応用されることを予測しています。 今までAIがどう進化してきたのかを学ぶことで、今後のAIの進化を予測しやすくな...

ロボットが人間の代わりに作業をする

 ロボットは二足歩行はもとより、乗り物の運転したり、飛び跳ねたり、バク転をすることすら可能です。

2021年現在はロボットが危険な作業や、あまりに反復作業ばかりなので人間だと飽きてしまうような作業や、非常に汚くて人間もやりたがらないような作業を引き受けています。 しかし2030年頃には、熟練の経験者だけが従事できるような、正確性が求められる作業でも活躍できるようになるでしょう。例えば手術室においては、ヘルニアの修復手術や心臓バイパス手術まで多種多様な作業をロボットがサポートしています。農業においてはロボットが作物を収穫するために刈り取ってくれたり、木からりんごやぶどうなどの果物を摘み取ってくれたりしています。 

建設現場においてもロボットは現場で活躍しています。2019年頃に1時間あたり1000個のレンガを積むことができる、世界で初めてのレンガ職人ロボットが商用で発売されました。

このような高性能のロボットには、大量のセンサーが埋め込まれています。その結果、物や人体などにセンサーが触れた瞬間に、ミリ秒単位でロボットは動作をストップ することができます。

ロボットは人間より低コストで生産性が高い

 しかし2030年の未来における真の革命というのは、経済 において起きていました。例えばデンマークのロボットメーカー、ユニバーサルロボット社のコボットという R 3の市場価格は23000ドルです。

23000ドルといえば、工場労働者の世界的な年間の平均賃金とほとんど変わりません。 しかしロボットは人間とは異なり、疲れるということを知りません。 また休憩をとることもないので、例えばトイレ休憩として時間を割かずに済みますので、人より生産性が高いです。

iPhone を製造するフォックスコンや Amazon などが各工場において、既に数万人の労働者を人間からロボットに置き換えています。

また、フォードや GM、 テスラと言った世界的な大企業も、工場における完全自動化をロボット用いることで目指す理由は、人間では到達できない生産性の向上です。

ドローン

 Amazon は商品を配達するのにドローンを用いることを考えています。

2014年に Amazon がドローンを用いて商品を各家庭に配達するという計画を発表した際、専門家たちの大多数はそんなものは夢物語と批判しました。 しかし2021年の現在では、ドミノピザからセブンイレブンまで、様々な企業がドローンを用いた同様の計画を検討しています。 

ドローンが生活で用いられる

つまり、もし2030年には夜中に喉が痛くなって痛み止め薬が欲しい場合は、薬局を訪れることなくドローンが届けてくれるようになるはずです。 つまりドローンが進化することによって、喉が渇いた時に自動販売機に行く必要も無く、尚且つアイスクリームを食べたくなったらコンビニまで足を運ぶ必要すらありません。言い換えると、ドローンが私たちの足の代わりになってくれるということです。

ドローンが被災地で用いられる

ドローン技術は、既にあらゆる分野において活躍しています。

消火活動をするドローンのイラスト

例えば2012年にハリケーンサンディによる災害を被った地域において、また2013年に台風ハイエンの災害を被ったフィリピンにおいて、またバルカン半島で洪水や、中国で大地震が発生した際にもドローンが人々の援助を担いました。

日本では2019年の台風による被災地に、物資の補給でドローンが活躍しました。

また、災害地域では、人間による救助隊が駆けつけるよりも早く生存者たちのもとに駆けつけ、ドローンが生存者たちを発見しました。

人命救助をするドローンのイラスト

またボーイング社が開発する重労働向けのドローンでは、小型車を運ぶことが可能です。そのため被災地で重労働可能なドローンは頻繁に用いられています。 またジップラインという企業は、タンザニアやルワンダ などの地域において、医薬品や輸血するための血液をドローンで運んでいます。というのも、アフリカ全土の半分の地域には、車を走らせる道路がまだ存在しないからです。 従って、ドローンが医療用物資を運ぶことによって、今後アフリカ大陸全土における医療の質が劇的に向上する可能性があります。 

ドローンが環境問題を解決する

またドローンは、世界中で問題となっている森林破壊などの環境問題の解決にも一役買っています。世界中では森林が、

  • 伐採されたり
  • 火災によって失われたりしたり
  • 道路が建設されたり

するなど、様々な原因によって失われています。

一体どのぐらいの量の木々が毎年失われているのかと言うと、一年あたりに地球上にある70億本にも及ぶ量が消滅しているのです。70億本もの木が、具体的にどのくらいなのかは私達には想像もできません。このような森林破壊によって気候が変動したり、多くの動植物の種が絶滅したりしてしまいます。そこでドローンの登場です。 

綺麗な地球のイラスト(環境問題)

植林用ドローンを使えば、樹木の種をドローンに備え付けたもの上空から発車してドローン1台だけで、1日あれば10万本の木々を植林することができるのです。 つまりセンサーの技術によってドローンが進化して、2030年にはドローンによって環境問題まで解決されてしまうと言うから驚きです! つまり近い将来、森林破壊の問題だけではなく、様々な環境問題もセンサーによって解決できるようになるに違いありません。



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