知泉

高速電力線通信（ＰＬＣ）、解禁真近！！

★ＰＬＣは電力線を間借りする通信技術
掲載元：http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060214/229269/

ＰＬＣとは、宅内の電線上に高周波を流すことでデータ通信を可能にするもの。
コンセントにモデムを差し込むことで、パソコンや家電とのデータ通信が可能になる。
総務相の諮問機関である電波監理審議会は9月13日，高速電力線通信（PLC）の規制緩和について適当とする答申を出した。電監審の答申を受け，総務省は情報通信審議会が取りまとめた報告書案を基に関係省令を改正する。改正後，メーカーはPLC対応ルーターなどを販売できるようになる。



この技術はすごいと思う。コンセントがあればどこでもネットに接続できるのだから・・・。
どの家庭、どの店舗、どのビルでもコンセントのない建物はないのだから
カバー率１００％、なんてすばらしいんだ！
問題なのはＰＬＣ用モデムの価格なのだが、松下では米国ですでに２台セットを200ドル程度で
販売されているので日本でも手頃な値段で販売されるだろう。
試してみたい事がいろいろと浮かび、待ち遠しいかぎりである。



PLCって何だろう？

　家の中でネットワークを構築しようと思ったとき，LANケーブルを使うか無線LANにするか迷うケースがあるだろう。LANケーブルを使えば安定して高速のデータ伝送を利用できるが，ケーブルを引き回すのが面倒だ。一方，無線LANは手軽だけれど，速度が出ないかもしれないという不安が残る。

　どちらにしようか悩んだとき，別の通信方式を検討してみるのはどうだろうか。家の電気配線（電力線）を使う「電力線通信」という方法だ。英語の「power line communication」を略して「PLC」と呼ぶことも多い。

　PLCはこれまで使える帯域が10k〜450kHzに限られており，10kビット/秒程度の低速な通信しかできなかった。それが2006年秋をめどに規制が緩和され，2M〜30MHzという広い帯域で使えるようになる＊1。実効速度は最大で数十Mビット/秒になる見込みだ。

PLCには五つの用途がある
　PLCのメリットは，すでに引いてある電気配線を通信用に使えるという手軽さである。新たにケーブルを配線しなくても家の隅々までネットワークを構築でき，電源プラグをコンセントに挿すだけでそのネットワークにつながる。

　このメリットから，PLCには五つの用途が考えられている
　一つめがホーム・ネットワークだ。複数のパソコンをつなぐ家庭内LANとして使うだけでなく，テレビとハードディスク・レコーダの間で高品質な画像をやりとりするといった場面で使える。

　二つめの使い方は部屋間をつなぐ伝送路。各部屋では無線LANを使い，電波が届きにくい部屋間はPLCを使うことで無線LANを補完する。

　三つめの使い方は電気製品や住宅設備のコントロール。センサーと組み合わせて照明やエアコンなどの設備機器を制御するために使う。

　これまでも，10k〜450kHzの帯域を使うPLCは設備のコントロール用として利用できた＊2。しかし速度の遅さがネックになり，あまり使われていないのが実情だ。

　四つめの使い方は，建物までの通信回線である。近くの電柱から建物の中に引き込むブロードバンドのアクセス回線として使う。光ファイバを建物に引き込むには工事が必要だが，電力線を使えば引き込みの工事はいらない。ただし，国内ではPLCの利用が屋内限定なので，この使い方はできない。

　五つめは，建物内の通信回線。集合住宅やオフィスの電気室から，各戸/各フロアまでの通信回線として電力線を使う。


※参照記事：ITPro　http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060915/248214/

Eliica（エリーカ）の実力

★スーパーエコカー"Ｅｌｉｉｃａ"



最高時速370km。加速度0.68G（ポルシェ911 ターボを超える）。　超高性能の電気自動車が誕生した。
ガソリン不要のこのリチウムイオン電池自動車「Eliica」は、排気ガスを出さない。
エンジンの騒音もない。　使うエネルギーはガソリン車の４分の１という、究極のエコ・カーだ。

Eliicaは、大型のリチウムイオン電池で走る。　リチウム電池とは携帯電話で使われている充電池。
だから自宅のコンセントで充電できる。　一回５時間のフル充電で３００km走れるというから、東京から名古屋近くまで行ける計算だ。　夜間に充電すればわずか３００円、１km＝１円となんとも驚くべきローコスト車である。


掲載元：World Explorer
http://japan.discovery.com/we/we003/

動画：Eliicaの紹介
http://japan.discovery.com/we/we003/we00001.wvx




なんかすごい車が出てきたね〜。
最終日の東京モーターショー2005には行ってきたんだけど
見ることが出来なかった。
というより知らなかった。事前に情報を入れていなかったので見逃した。

でも１００円で１００キロも走れるなんて、驚きだね！
もしこれが大衆車になったら・・・ガソリン暴落だ！ってホントか。
技術の進歩ってもうすごいの一言。
先日、ニュースでやっていた１キロの人工衛星を大学生が作って
いま地球を周っている事実にも驚かされたけど。。。




東京モーターショー2005特設サイト：　http://www.eliica.com/

　● Eliica Image Movie　http://www.eliica.com/movie/image.wmv

　● Technology Movie　http://www.eliica.com/movie/tech.wmv

「はやぶさ」の優れた技術

探査機「はやぶさ」ってすごい代物だね。

最近、「ITOKAWA（イトカワ）」という５００メートルくらいしかない小惑星に
着陸して惑星表面の小石をサンプリングするなんてアンビリーバブル！
2003（平成15）年5月9日に地球から打ち上げられたのだから
約２年半かかって到達した事になる。

あんな小さな小惑星まで辿り着いたことだけでも快挙なのに
小惑星上空から撮影、さらに着陸してサンプリングと
次々に世界でも例が無いことをやってのけている。

しかし採取したサンプリングを地球に持ち帰る事に苦労しているようだ。
地球への帰還に必要な姿勢制御を担うエンジンにトラブルがあり
エンジンの推力が足りなくなったという。

エンジンは現在も復旧していなく、もし復旧に時間がかかるようなら、
地球とイトカワの位置関係から、約四年後に帰還を延期させる選択もありうるという。
気の長い話だが、ま〜ここまでよくやったと思うよ。

日本は宇宙開発にはかなり遅れているので、このミッションの成功により
一挙に挽回してほしい。

帰って来い、はやぶさよ！！！





「はやぶさ（MUSES-C）」とは：

小惑星探査を目的に開発された探査機です。小惑星とは、太陽系の太陽および9つの惑星とそれぞれの衛星以外に存在している小さな星を指します。「はやぶさ」が探査するのは、地球の軌道と似た軌道を持ち、日本のロケット開発の父である故糸川英夫博士にちなんで「ITOKAWA（イトカワ）」と名付けられた小惑星です。小惑星までイオンエンジンを使った飛行を行い、自律的に小惑星に近づき、その表面から、物質のサンプルを持ち帰ることを目的にしています。
　これまで人類がサンプルを持ち帰った天体は月だけですが、月は変成してしまったため、太陽系初期のころの物質について知ることができません。小惑星は惑星が誕生するころの記録を比較的よくとどめている化石のような天体で、この小惑星からサンプルを持ち帰る技術（サンプル・リターン）が確立されれば、「惑星を作るもとになった材料がどんなものか」「惑星が誕生するころの太陽系星雲内の様子はどうか」についての手がかりが得られるのです。また地球上でサンプルの分析が行えるため、回収される量が少量であってもその科学的意義は極めて大きいといえます。
　2003（平成15）年5月9日に打ち上げられた「はやぶさ」は現在、目標の「ITOKAWA」に到着し、科学観測を実行しています。



高性能のイオンエンジンと聞くと，F1マシンさながらに，あるいは宇宙戦艦ヤマトのようにぐいと加速するイメージを持たれる方が多いのですが，それはかなり違っています。　「はやぶさ」のイオンエンジンの推力は，１円玉で２枚分ほどの力でしかありません。これで軽自動車くらいの「はやぶさ」を加速するわけです。　これでも１年間駆動すると，時速で4500kmまでの加速することができます。　これに必要な「燃料」(燃やすわけではありませんが)は，20kgほどです。ちょうど軽自動車を満タンにして加速させる場合と同じようなものですが，これだけで太平洋を２時間で横断するほどの速さまで加速することになります。　空気抵抗が無いから出来る技ですね。




はやぶさの飛行状況
http://www.hayabusa.isas.jaxa.jp/j/index.html

はやぶさの概略
http://www.hayabusa.isas.jaxa.jp/j/outline/picture.html

サンプル採集法
http://www.astro.mech.tohoku.ac.jp/sampling.html

動画：タッチダウン・サンプル採集
http://www.astro.mech.tohoku.ac.jp/~yoshida/simulation/Hayabusa-smooth.mpg
http://www.astro.mech.tohoku.ac.jp/~yoshida/simulation/sampling3.mpg


「はやぶさ」ミッションの打ち上げから地球帰還までのＣＧ
http://www.isas.jaxa.jp/j/enterp/missions/hayabusa/image/hayabusa_m.mp4
※ＣＧご覧になるにはQuickTimeのプラグインが必要です。
　　http://www.apple.com/jp/quicktime/download/mac.html

幻のスターリングエンジン

★スターリングエンジン（STIRLING ENGINE）

中部電力は５５ｋＷスターリングエンジンの運転開始した
http://www.chuden.co.jp/corpo/publicity/press2005/0920_1.html



一昨日、ＷＢＳで放送していたエンジンを見てびっくりでした。
熱膨張収縮だけの単純なメカニズムに感激！
これだったら燃料は何でもいいわけですね。
映画バックツザフューチャー２で未来カーの
燃料に生ごみを使っていたのを思い出しました。
これは早く実用化に向けて頑張って欲しいです。
いざこざの元となる化石燃料に頼らないようにしなければ。。。


ワールドビジネスサテライト
http://www.tv-tokyo.co.jp/wbs/
放送された動画：http://www.tv-tokyo.co.jp/wbs/2005/10/21/movie/n2.ram


スターリングエンジン(Stirling engine) は、シリンダー内のガス（もしくは空気等）を外部から加熱・冷却して仕事を得る外燃機関。スコットランドの牧師ロバート・スターリング（Robert Stirling） が1816年に発明した。カルノーサイクル（最高の熱効率を有する仮想の熱機関）に近い性質を持ち理論的熱効率が非常に高い。「幻のエンジン」とも評される。

潜水艦ではスウェーデンのゴトランドに最初に搭載。現在日本のはるしお型の練習艦あさしおに搭載し試験中。その運用結果をもって日本の次期型潜水艦に搭載予定であると発表されていた。

温度差から回転エネルギーを取り出すだけでなく、回転エネルギーから温度差を作り出すことも出来るという性質を持ち、その性質を利用した冷凍機が既に実用化されている。中には到達温度100Kを切るものもあり、液体窒素冷却や、赤外線設備の冷却などに利用されている。

近年 日本においても、電力会社や ベンチャー企業によって、その研究・開発が進められている。

*フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』より参照



1. スターリングエンジンはなぜ動く？

　1). 気体を加熱したり、冷却したり

　　　気体は温めれば膨張し、冷やせば収縮します。
　　　この膨張・収縮で物を動かすなどの仕事をさせれば熱機関になります。
　　　ところが、容器ごと素早く加熱したり冷却したりするのは、なかなか難しいことです。

　2). 素速く加熱・冷却する工夫

　　　そこで考え出されたのがディスプレーサです。
　　　容器の一端を熱し続け、反対側は冷やし続けることにします。
　　　容器の中には、ディスプレーサピストンというものを置きます。
　　　ピストンといっても容器とピストン壁の間には隙間があります。
　　　このピストンを右や左に動かすと、ピストンとケースとの隙間を通って気体は左や右に
　　　移動します。
　　　ディスプレーサピストンを右に動かした時、気体は左側の高温部に流れ込み、高温の壁で
　　　温められるので膨張。出力ピストンは伸びます。
　　　逆に、左に動かした時は、気体は右側の低温部に流れ込み、壁に冷やされて縮むわけです。
　　　このようにしてディスプレーサは、気体の素早い加熱・冷却によって、気体に膨張・収縮を
　　　素早く行わせます。

　3). 自力で動き続けるためのしくみ…スターリングエンジンの完成

　　　クランク機構を使って、出力ピストンの往復運動を、回転運動に変換しましょう。
　　　フライホィールとは「はずみ車」のことです。これがあると、回転の急な加速や減速を妨げ、
　　　回転をなめらかにします。
　　　手をタイミング良く動かすと、フライホィールは回りつづけます。
　　　ディスプレーサを手で動かすかわりに、フライホィールに取り付けたクランクで動かすように
　　　します。　そうすると、エンジンは自力で動き続けます。
　　　ディスプレーサと出力ピストンの動きにはタイミングのズレ（位相差）があります。

2. 古いけれど、未来のエンジン

　　１８１６年、スコットランドの牧師、ロバート・スターリングは当時、全盛であった蒸気機関に
　　対抗して、新しい熱機関を発明しました。
　　高圧の蒸気ボイラーが爆発する事故をしばしば引き起こしていた蒸気機関に対して、低圧空気を
　　使うスターリングエンジンは爆発の危険性がないことで、注目を集め、たくさん生産されました。
　　数十年後、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが発明されてからは、スターリングエンジンは
　　動力の主流でなくなりました。しかし、その後も、研究は続けられ、原理的に高い熱効率も実証
　　されました。
　　近年、省エネルギー、石油以外のエネルギー利用を目的とした研究の中で、スターリングエンジンの
　　研究はさらに発展しました。

3. 未来のエンジンと言われるわけ

　　静かなエンジン
　　車やバイクのエンジンは爆発音のために騒音が発生します。そのため、消音マフラーや遮音材などの
　　工夫をしていますが、完全に消すことは出来ません。
　　スターリングエンジンは爆発音が発生しないので、きわめて静かです。

　　原理的に高効率
　　熱エネルギーの何％を仕事に変えられるか、という値が熱効率です。スターリングエンジンは爆発を
　　行わずスムーズに気体を変化させるので、原理的に非常に熱効率の高いエンジンです。
　　企業が実際に試作した際のデータでも、ディーゼルエンジン並みの熱効率がすでに得られています。

　　排気ガスがクリーン
　　ガソリンやディーゼルの内燃機関は燃料と空気を混ぜて、密室で爆発させるため、高温高圧下で様々
　　な化合物が生じてしまい、窒素酸化物をはじめ有害な成分が排気ガスに含まれてしまいます。
　　スターリングエンジンでは、燃料を使う場合でも爆発によって発生する有害成分は出ません。
　　静かに燃焼させクリーンな排ガスを得ることが可能です。

　　熱源を選ばない
　　スターリングエンジンは温度差を作り出せば動くので、バイオマスなどのあらゆる可燃物、地熱、
　　太陽熱など、色々な熱源の利用が可能です。
　　また、設計によって数十度、あるいは数度の温度差でも動く低温度差型のエンジンを製作することが
　　出来ます。　温排水などの現在捨てられている熱を利用する方法の一つになります。

4. スターリングエンジンの技術的課題

　　重さ大きさ（比出力）
　　気体の熱膨張・熱収縮を利用するのですから、たくさんの仕事をさせるために必要な気体の量は
　　多くなります。　したがって、どうしても出力の割に大型なエンジンになってしまいます。
　　このことは初期のスターリングエンジンがガソリンエンジンなどの手軽な内燃機関に押されて
　　しまった原因の一つです。
　　現在では、中身の作動気体として大気圧の空気ではなく、ヘリウムガス等を高圧で詰め込み、
　　この問題を解決できる事が知られています。しかし、それに伴って、気体漏れなどの新たな問題点も
　　生まれます。

　　シーリングの難しさ
　　ヘリウムガスなどを使用する理由は、軽い分子（小さな分子）の方が熱の伝わる速度が速いため
　　です。　また、ピストンの力は気体の圧力に比例して大きくなるので、気体をたくさん詰め込み、
　　高圧（１０気圧〜１００気圧程度）にしています。こうして、小型でも出力の大きなスターリング
　　エンジンを作ることが出来ます。
　　しかし、スターリングエンジンは気体を気密に保ったままで膨張・収縮を行なわなければなりま
　　せん。　小さな分子の気体はせまい隙間を通過して漏れやすいのです。そういう気体を高圧に詰め
　　込んで高レベルな気密を保ちながら、ピストンや出力軸を摩擦なく動かすようにすることは、非常に
　　難しい技術になります。

掲載元：http://members.jcom.home.ne.jp/kobysh/stirling/stirlingIntro.html



スターリングエンジンを研究している大学
埼玉大学：http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/academic/kiriki/home-j.html

ビー玉を使ったスターリングエンジン
http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/stirling/testtube01/

スターリングエンジンの動作原理その１
http://www.takamatsu-nct.ac.jp/~kihara/522/genri.html

スターリングエンジンの動作原理その２
http://www.mech.ce.nihon-u.ac.jp/~hiroichi/kenkyu/se/se_01_01.htm

フリーピストン・スターリングエンジン
http://www.f-plan.co.jp/other-energy/stirling-engine-cp.html
マグカップ上でスターリングエンジンが駆動している動画
http://www.f-plan.co.jp/other-energy/images-cpse/stirlingengine.avi

進化している人型ロボット「ASIMO」

★実社会環境のなかで鍛えられた「ASIMO」
ASIMO＝Advanced　Step in　Innovative　Mobility



初めてアシモを目の前で見たのは幕張メッセのイベント会場だった。
とてもロボットとは思えないような動きで、まるで人間が中に
入っているような、、、入っていたら洒落にならないけど。。。
特に印象的だったのは歩行からいきなり走行に移ったときの驚き！
二足歩行だけでもすごい技術なのに「なんてこったい・・・！」と
叫んでしまった。(^^)
周りも一瞬静まり返って、その後「お〜！」という声でどよめいていた。
歩いて走って止まって観客に向かって手を振る、すばらしいの一言だった。
その優雅な動きにしばらく見とれてしまったぐらい。
川田工業のロボットは現場作業向きで、アシモは人間とのコミュニケーション向きかな。
今はロボット真っ盛りで開発している企業も多く多種多様なロボットが世に出ている。
ちょっと他社のロボットも調べてみるかな。



　歩行速度を従来の１.６km/hから約２倍の２.５km/hに向上させ、人に遅れない歩行を実現。また、従来の二足歩行制御技術に加え、新たに上半身のひねりや曲げ、回転を積極的に利用することで、移動時に発生するスリップやスピンをキャンセルすることに成功。センサー入力からモーターへの応答時間を従来の４倍に高速化して素早く着地衝撃を吸収する技術と合わせ、時速３kmの走行を実現した。

また、稼動時間も従来の30分から1時間に伸ばした。関節自由度は従来の２６から３４に増やし、より人間らしい動きを実現。手には親指軸と力センサーを追加、人間の手を握って、その力に合わせて握手したり、手を引かれたり押されたりするのに合わせて動くことができる。


※参照記事：PC Watch　http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda.htm



ＡＳＩＭＯホームページ　http://www.honda.co.jp/ASIMO/

次世代ＡＳＩＭＯの技術を発表　http://www.honda.co.jp/news/2004/c041215-asimo.html



人間と同様な自然な走りを実現する新姿勢制御技術や自律で連続移動する技術
動画：http://www.honda.co.jp/HDTV/ASIMO/200412-run/hdtvplayer640w.swf

時速2.5kmで歩行するASIMO。カーブでは自動的に速度を落とす。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0189.mov

自律的に障害物を認識してルートを変更して目的地まで歩く。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0199.mov

人間の力に合わせてスムーズに動く。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0213.mov

歩行から走行に移行するASIMO。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0221.mov

ひょこひょこと走るASIMO。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0222.mov

会場で公開されたASIMOが走る瞬間の高速映像(。
動画：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/1216/honda0218.mov