ST、共振周波数がオーディオ帯域よりも高いデジタル・ジャイロセンサを発表

　

　STMicroelectronicsの3軸デジタル・ジャイロセンサ「L3GD20」の活用イメージ

　STMicroelectronicsは、3軸デジタル・ジャイロセンサ「L3GD20」を発表した。4mm×4mm×1mmのパッケージを採用しており、すでにサンプル出荷を開始、量産開始は2011年第4四半期を予定している。単価は、1000個購入時で約2.95ドルとしている。

　同製品は、共振周波数がオーディオ帯域よりも高く、センサの近くに配置されたスピーカなどによってプリント基板経由で混入する機械的振動やオーディオ・ノイズに対し高い耐性を有しているため、従来センサ以上に高い精度と信頼性に基づく動作を実現している。

　また、16bitのデータ出力に加え、設定可能なローパス/ハイパス・フィルタなどのデジタル機能を内蔵しているほか、ユーザが選択設定可能な角速度検出範囲(フルスケール:±250dps～±2000dps)を備えており、低いフルスケール値を選択した場合は緩やかな動きを高精度で測定し、高いフルスケール値を選択した場合は速いジェスチャや動きを検出・測定することが可能となる。

　さらにバッテリ駆動の携帯型機器における低消費電力化に対応するため、パワー・ダウン・モードとスリープ・モードの他、より高度な電源管理を可能にするFIFO(first-in first-out)メモリ・ブロックを内蔵している。

ドミノ・ピザが月面に出店?! ドミノ・ピザ ジャパン新規事業計画のご案内

　

　ドミノ・ピザ ジャパンは「新規事業計画のご案内」を同社Webサイト上で公開した。公開内容および同社社長スコット・オルカー氏のオープニングムービーによると、新規事業の内容は「月面出店計画」とのこと。

　The Moon Branchと名付けられた月面店は、地下1階で地上2階建、地上部分は直径26mのドーム状になっており、建設会社によるお見積書は「1兆6700億円(土地代を除く)」となっている。

　プロジェクト概要の冒頭では、同社の熱い思いが語られている。なお同プロジェクトの詳細は、同社のWebサイトで確認できる。

　ドミノ・ピザ、月へ。
　
　常に宅配ピザ業界の開拓者でありたいと考え続ける
　私たちドミノ・ピザの、新たなフロンティア。
　
　それは「月面への出店」です。

　ドミノ・ピザ ジャパン新規事業計画のご案内

　スコット・オルカー社長が登場するオープニングムービー

　社長が掲げたボードには…

　The Moon Branch – 月面店のイメージ図

　もちろんキッチンではピザが作られる

　また約60秒でわかる日本の宇宙開発の歴史、というコンテンツも

　資料・取材協力はJAXA。同社のこのプロジェクトに掛ける意気込みが感じられる

JAMSTEC、東南海地震が対象のリアルタイム地震観測システムの運用を開始

　

　海洋研究開発機構(JAMSTEC)は8月26日より、地震計・水圧計(津波を観測)を備えた海底ケーブルネットワーク型観測システム「地震・津波観測監視システム(DONET)」のすべての地震計データの防災科学技術研究所および気象庁への提供を開始したことを発表した。

　DONETは、国の地震調査委員会で今後30年以内の発生確率が70%程度とされている東南海地震の震源域にあたる紀伊半島沖熊野灘において、稠密かつ高精度に地震や津波などのリアルタイム観測を行うため、当該海域の水深約1,900m～4,300mの海底に設置され、これまで試験運用が行われてきた海底ケーブルネットワーク型の観測システム。

　東南海地震を対象としたリアルタイム観測システムの構築と、地震発生メカニズムの解明などを目的に開発されたもので、従来の観測システムではなし得なかった深海底における多点同時、リアルタイム観測を行うことができることが特長で、三重県尾鷲市古江町の陸上局から、紀伊半島の沖合約125km先まで、総延長約250kmに渡る基幹ケーブルをループ状に敷設し、途中5カ所の拡張用分岐装置に、それぞれ4つの観測点が接続されたシステムで、各観測点には、地震計や、津波を検知する水圧計などで構成される観測装置ユニットが、水深約1,900mから4,300mの深海底に設置されている。

　観測装置には海底ケーブルを介して陸上から電力が供給され、観測装置からは海底の地震動、水圧変動などのデータがケーブル内の光ファイバを通じてリアルタイムで陸上局へ送られる。観測装置からのリアルタイムデータは、陸上局から専用回線を通じて海洋研究開発機構や防災科学技術研究所、気象庁に配信される仕組みとなっている。

　DONETの設置箇所。東南海地震の想定震源域に、地震計・水圧計を備えた稠密な観測網を構築している

　このため、同システムでは、東南海地震の震源域近傍の海域で発生した地震を、陸上観測点と比べ最大十数秒早く検知することが可能で、現在、気象庁において観測データを緊急地震速報などに活用するための準備が進められているほか、水圧計データの提供についても、現在、両機関との調整を行っており、今後津波解析の高度化にも資することが期待されるとJAMSTECでは説明している。

　なお、同システムの観測データは、東海・東南海・南海など複数の領域が連動して発生する巨大地震発生メカニズムに関する研究などにも活用されることになっている。

　海域で発生する地震の検知時間の差(DONETと地上観測点とを比較した場合)。深さ10kmの地震について、震央が赤色の濃い位置にあるほど、地震の検知が早いことを表す。線の間隔は2秒間隔。例えば、0秒の線付近で地震が起きた際には、地震の検知は陸上での検知と時間差はないが、16秒の線付近で地震が起きた際には、DONETの観測点で陸上の観測点に比べ16秒程度早く検知できることを示す(検知時間の差は洋研究開発機構のシミュレーションによるもの)

小惑星イトカワは20kmの母天体が壊れて再集合したもの…初期分析で明らかに (1) イトカワの元となった母天体のサイズは約20km!

　

　小惑星探査機「はやぶさ」が持ち帰ったサンプルに関する6論文が、8月26日発行の米科学誌「Science」に掲載された。小惑星イトカワの形成プロセスや将来の姿など、興味深い事実が明らかになっている。

　東北大学(宮城県仙台市)で記者会見した研究者。左から、圦本尚義・北海道大学教授、長尾敬介・東京大学教授、中村智樹・東北大学准教授、土`山明・大阪大学教授、海老原充・首都大学東京教授、野口高明・茨城大学教授、上野宗孝・JAXA/ISASプログラムオフィス室長

　「はやぶさ」カプセルのサンプルキャッチャーからは、すでに1,500個以上の微粒子が見つかっている。電子顕微鏡の観察により岩石質と特定された微粒子の一部を使って、2011年1月より初期分析が開始されており、その成果を論文にまとめた。初期分析はまだ続いており、来年には詳細分析の国際公募も実施される予定だ。

　宇宙航空研究開発機構(JAXA)は25日、東京事務所で記者会見を開催。向井利典・JAXA技術参与は、「コンテナを開封したときに何も見えなくて、一体どうなるかと心配した状況からすると、夢にも思わなかったような面白い成果が出た」と喜び、「肉眼でも見えないような小さな微粒子から、よくこれだけの成果が出せた」と最新の分析技術を讃えた。

　また東北大学(宮城県仙台市)には、各論文の主著者が集まり、それぞれの論文について概要を説明した。各論文の概要は以下の通り。

「小惑星イトカワの微粒子: S型小惑星と普通コンドライト隕石を直接結び付ける物的証拠」

　東北大学の中村智樹准教授らは、放射光X線回折と電子顕微鏡によって、大きさ30～150μmの微粒子38個の鉱物を分析した。放射光X線による分析には、高エネルギー加速器研究機構(KEK)や大型放射光施設「SPring-8」の設備が利用された。

　放射光X線回折による分析では、微粒子を構成する鉱物の種類と比率が明らかになった。カンラン石、カルシウムが少ない輝石、カルシウムが多い輝石、斜長石が多かったが、さらにこの化学組成も調べたところ、特徴が普通コンドライト隕石のLL型と非常に良く一致することが分かった。

　鉄とマグネシウムの比率から見ると、普通コンドライト隕石のLL型に一致

　小惑星が地球に落ちて、地上で見つかったものが隕石である。最も多くありふれた隕石が普通コンドライトで、小惑星帯の内側に最も多く分布しているのはイトカワが属するS型小惑星。こういった関係から、S型小惑星が落ちて普通コンドライトになると推測されてはいたが、隕石はどこから来たのか分かっていないため、直接的な証拠がなかった。「はやぶさ」は初めて、この関係を直接証明したのだ。

　また電子顕微鏡による分析では、微粒子のうち8割(32個)が加熱による影響を受けており、残る2割(6個)はあまり影響を受けていないことが分かった。輝石に含まれるカルシウムの比率は加熱温度によって変わることが知られており、これからすると加熱された温度は800℃程度だったと推測される。また溶融による発泡など、強い衝撃の痕跡と考えられるものも見つかった。

　加熱を受けた場合には右の粒子のように、元素分布は均一になるという

　これらの事実から考えられるイトカワ形成のシナリオは――(1)原始太陽系でチリやガスが集まって母天体を形成、(2)直径20km程度にまで成長し、放射性元素の崩壊熱により内部が高温に、(3)冷えて固まった後、別の小惑星が衝突して母天体を破壊、(4)砕け散った破片のほとんどは宇宙空間に散逸、(5)その一部が再集合して、小さくて変な形の小惑星を形成、(6)宇宙風化により表面が黒ずんだ現在のイトカワの姿に――というものだ。

　イトカワ形成の歴史。母天体が破壊されて再び集まったと結論づけられた

　初期分析に使った微粒子のうち、加熱されたものは母天体の内側に、加熱されなかったものは比較的表面近くにあったのではないかと考えられている。加熱されていない微粒子には、原始太陽系星雲の情報が残されている可能性がある。母天体が破壊された時期については分かっていないが、今後の詳細分析により解明されることが期待される。

分子によるナノのものづくり

　

　今年初開催となる国際生体分子デザインコンテスト「BIOMOD 2011」の概要説明と参加日本チームのプレゼンテーションを兼ねた「BIOMOD 2011 日本チーム中間発表会」が、東京工業大学すずかけ台キャンパスで8月26日に行われた。そのリポートをお届けする。

　BIOMODは「分子を設計して、ナノ～マイクロメートルのスケールでのものづくり」を行う、学生対象のコンテストだ。世界11カ国から27チームが参加予定で、11月に主催の米ハーバード大学(ボストン)で開催。日本からは、計測自動制御学会(SICE)の調査研究会として2010年3月に発足した分子ロボティクス研究会がバックアップし、東京チーム(東京工業大学の学生で編成)、関西チーム(関西大学の学生で編成)、仙台チーム(東北大学の学生で編成)の3チームが出場することが決定している。関西と仙台の2チームに関しては通常のコンテストに参加すると同時に、デンマークのチームと計3チームで世界初の「分子ロボットコンテスト」を開催し、そこで競争するという形だ。

　最初に挨拶を行った、東北大学教授兼分子ロボティクス研究会主査の村田智氏。バイオエンジニアリングとロボティクスを手がけており、まさに日本における分子ロボティクスの第一人者のひとり

　村田氏と、准教授の野村 M. 眞一郎氏とともに東北大学の分子路ティクス研究室の村田/浜田・野村研究室を率いる助教の浜田省吾氏。分子ロボットとは何かといったことを解説した

　BIOMOD 2011では分子を使って一から作り上げていれば何でもよく、分子ロボットである必要もない。コンテストでは、各チームのプロジェクトの成果をまずインターネットにアップし(WikiとYouTubeを利用)、そして11月のハーバード大でのジャンボリーで最終発表を行い、投票でもって優劣を競うという内容だ。

　なお、ジャンボリーでの評価軸とその採点方法については、分子ロボティクス研究会の提案がほぼ全面的に採用され、分子ロボコン部門も日本側が企画と運営を行うということになった。これはただ参加するだけでなく、枠組みの提案や独自企画立てで主体的に関与することで、日本が蚊帳の外となってしまわないようにする狙いがある。

　そして、なぜ今こうしたコンテストを実施するかという点については、分子で作るシステムはまさに萌芽期であり、性能向上やシステム設計の多様性など、どうやって実世界で使えるレベルに持っていくかという課題を解決していく手段の1つとして活用しようというものとしている。コンテストは、それらを加速させることができるので、非常に有効だという。なお、分子ロボコンは日本が伝統的に非常に強い2つの分野、化学とロボティクスが融合する分野であることから、とても日本向きであるということもある。日本が世界をリードできる可能性のある分野なのだ。なお、今のところ分子ロボコンに参加するデンマーク以外では、海外で分子ロボットを作っているチームは見当たらないそうである。

　分子ロボットの定義については、「機械のロボットの4要素を”分子”で実現したシステム」というもの。4要素とは、「構造・形状」、「センサ」、「制御」、「アクチュエータ」のことである。構造や形状はまだしも、センサ、制御、アクチュエータなどの分子での実現はとても無理と思われる方もいるだろうが、実はすでにそれぞれのデバイスは存在しているのだ。人工リポソームによるDNAナノ構造、人工膜たんぱくの分子センサ、人工たんぱく質発現系のDNA分子演算回路、人工モーターたんぱくによる分子アクチュエータを組み合わせれば、分子ロボットの完成である(画像3)。実際に「DNAスパイダー」と呼ばれる目的地に向かって移動できる分子ロボットのプロトタイプはすでに存在しているのだ。

　画像3。分子ロボットの想像図。現状では、まだここまですべてがそろった分子ロボットは存在していないが、ロボットの4要素である構造・形状、センサ、制御、アクチュエータのそれぞれのデバイスはあり、分子ロボットのプロトタイプである「DNAスパイダー」もすでに存在している

　分子ロボコンの今年のルールは、まずテーマが「障害物競走」(島を渡る)というもの。スタート地点からゴール地点までのタイムでの勝負で、また正確にコースをたどることも重要となる。フィールドは、「沼地のような障害」とコースで構成され、コの字型をしている(画像4)。サイズは、長辺が約200nm、スタート地点とゴールがあるそれぞれの短辺が50nmだ。障害物はマイカ(雲母)で作り、コースは「DNAオリガミ」で作成。DNAオリガミとは、DNAを織物のように折りたたんだ構造をしており、任意の2次元・3次元構造を設計できるという特徴を持つ。DNAスパイダーもDNAオリガミ上で移動できる仕組みになっている。

　画像4。第1回分子ロボコンのコースレイアウト。ルール的には、沼地のような障害物の上をショートカットしてもいい模様。タイムの計測装置などは、デンマークのチームが作成中

　各チームのロボットは、まず関西チームはフィールドの設計も担当している。そして開発中の分子ロボットは、沼地のような障害をあえて克服しようという(通常のコースを通らず、ショートカットして最短距離を行こうという作戦らしい)「Molecular Pac-Man」と名付けたロボットを開発中だ(画像5)。

　画像5。Molecular Pac-ManはDNAスパイダーの改良型。DNAスパイダーは三角錐の各頂点から足が1本ずつ生えているという構造をしている

　同じく分子ロボコンに参加する仙台チームは、スピーディに転がれるという六角柱型の分子ロボットを製作中だ(画像6)。六角柱型は足を最大で72本まで生やすことができ、足の種類も3種類用意でき、フィールドの足場に合わせて移動しやすくなっているという。サイズは直径が15～20nm、全長が30～35nm。DNAスパイダーは底辺からその頂点までが6～8nmなので、大きめである。

　画像6。仙台チームが開発中の、移動速度に優れる六角中型分子ロボットのイメージ。一般的なDNAスパイダーと比べると大型となっている

　そして分子ロボコンには参加しないが、東京チームも分子ロボットを開発中だ。ただし、マイクロスケールの巨大サイズである点が特徴の「DNAゾウリムシ」を作る(画像7)。ナノサイズのDNAの繊毛DNA(足)を多数生やして、マイクロサイズの身体を動かしてコントロールするというものだ。足は10ナノメートル、身体全体のサイズは約1～10μm。「餌DNA」の道に沿って移動させることが狙いだ。

　画像7。関西と仙台の2チームがナノスケールのロボットなのに対し、東京チームのロボット「DNAゾウリムシ」はマイクロスケール。ガラズビーズにナノスケールの繊毛DNAの足を無数に生やした構造で、DNAオリガミ上に設けられた道の上を、その道に用意された「餌DNA」を「食べながら」前進していく仕組みだ

　なお、11月21～23日の計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会「SSI 2011」の中で、BIOMOD 2011の報告会が分子ロボティクス研究会11月定例会として行われる予定。3チームの凱旋報告を期待したい。