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『ハードウェアハッカー:新しいモノをつくる破壊と創造の冒険』☆4

中国深センに造詣の深いアメリカ人ハードウェアエンジニアによる「オープンなハードウェア」の設計・製造指南書。ハードをハック(解体・再構築)する話だけかと思いきや、最後に「コンピューターと生命科学の共通性」の話が唐突に出てきて、これが抜群に面白かったです。

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この本を読むとわかること

メイド・イン・チャイナ

  • 昔の秋葉原電気街の何倍もの規模を持つ深センの電子部品マーケット
    • 必要な部品を必要なだけすぐに手に入れることができるのが深センイノベーション・山塞(コピー品)の原動力
    • 中には中古機器の基盤から抜き取られた部品も
  • よい工場の見抜き方
    • 現場に足を運び品質評価基準を確認することの重要性
  • 機械化できるのは生産数の多い部品、少量で単価の安い部品は基本手作業
  • 工場の生産状況をアメリカで確認し解決するための「自家製リモート監視システム」

3つの全く違った工場の中身

  • コンピュータの基盤工場
    • 銅板に化学の力で回路を描き、力業でくりぬきカットしていく一連の流れ
    • オープンハードArduinoの基盤の裏に描かれる高解像度なイタリア国旗の秘密
  • USBメモリ工場
    • 案外自動化されていないUSBメモリの製造プロセス
  • 洋服のジッパー工場
    • 金属・おがくず・「米」から作られるジッパー

工場に発注するためのHow to

  • プロトタイプ用の部品表と量産用の部品表の違い
  • 部品の最小注文数量とリードタイムの重要性
  • 工場への設計変更の伝え方
  • 量産のための設計最適化を行う「量産設計」
    • 電子的な許容差と機械的な許容差を調整することによる歩留まりのコントロール
  • 「製品の裏にある製品」と呼ばれる工場用のテストプログラムや治具
    • リモート修正可能なテストプログラムが理想
  • 工業デザインにおけるコンセプトと製造のバランスのとり方
    • 絵餅にせず、凡庸なデザインにもしないための流儀
  • 設計プロセス初期に工場を訪れることの重要性
  • 見積もりを取るコツと、製造で失敗するよくある例

中国の「公開」イノベーション

  • パチモン製造業者と思われがちな「山塞」とガレージ起業家だったころのスティーブ・ジョブズとの類似点
  • ただの猿真似とは呼べない最新の山塞
    • コピーし機能を加えて改変するという創造性
    • APIでマッシュアップした機能だけでWEBサイトを作るようにハードウェアをデザイン
  • 部品表や設計図を公開・共有する山塞特有のエコシステム
    • 欧米とは異なる知財のとらえ方
    • 知財が守られ最新技術を知ることが困難なハードウェアの欧米のスタートアップとは別次元のスピード感
  • 深センで売られているわずか12ドルの山塞スマホ

様々なニセモノたち

  • 深センで売られる怪しげなチップ
    • 外見だけの模倣・再生品・質の悪い互換品・品質検査ではじかれ廃棄されているはずの不良品
    • 本物を作る工場の設備でこっそり作られた「ゴーストシフト」
    • 「エンジニアリングサンプル」と呼ばれる量産前の試作品
  • 再生品のもととなる廃棄された電化製品は「e-waste」と呼ばれる貴重な資源
  • 工場の利益水増しのために正規品に一定の割合で混ぜこまれる不良品

chumbyの物語

  • iPhoneよりも前に売り出されたWi-Fi付きコンテンツ配信サービス「chumby」
    • 一般的な部品を使い設計図を公開する「オープンハードウェア」として制作
    • 「隠し事のないハードウェア」というのがメインコンセプト
  • 中国でサプライチェーンを構築することの難しさ
    • 工場との交渉事あるある
  • クリスマス商戦に出荷が間に合わずプロジェクトは停止
  • ハードウェアの値段を原価ぎりぎりにしてはいけないという教訓
  • ハードウェアスタートアップにとっての中国の魅力と、乗り越えなければならない初期の課題とリスク
  • 設計図や回路図が公開・同梱されえていたかつての電化製品
    • ハード内部が公開されていた真空管ラジオやApple2
  • ムーアの法則の減速によって実現される「プラットフォームの標準化」
    • 部品単体の性能アップが減速することではじまるコンポーネントの標準化と互換性

Novena:自分自身のためのラップトップを作る

  • だれでも自由にハックできるような部品・回路図を公開したノートPC
    • 回路図をもとに自作することも可能
  • 特注品になりやすいディスプレイについてもサプライヤーを探しサプライチェーンを整備
  • PCのケースを作るためのプラスチックの射出成型の難しさと中国企業の技術力
  • リチウムイオンバッテリーの輸送規定にまつわる問題
    • 大容量バッテリーの輸送・輸入禁止規定とそれを解決したラジコンに使われる電池

Chibitoronics:サーキットステッカーを作る

  • 曲げることのできるポリマー基盤を使ったフレキシブル海路の可能性
  • 絵・紙細工と電子回路を組み合わせるという新しい試み
  • 「シールのように剥がしてくっつけられる電子回路」というコンセプトではじまったChibitoronics
  • 期日通りに出荷することがクラウドファンディングにおけるあるべき姿
    • 掛け声倒れのクラウドファンディングへの懸念

ハードウェアハッキング

  • 徹底したハードウェアハッキングには同じハードが3台必要
  • ハックの基本はデバイスの挙動を調べるために検査用の「プローブ」を差し込めるポイントを探すこと
  • チップの中に実装されるハードのセキュリティシステム
    • エポキシにパックされたチップをこじ開ける故障解析サービスという専門業者
  • 実際には欠陥だらけのフラッシュメモリのハードを補うソフトウェア
    • エラー訂正機能と不良ブロックの管理機能によってハードの不具合を見えないように
    • 見えないところでフラッシュメモリ上で実行されるコードの危険性
    • ハードの集積度を上げ小さくするたびに価格は下がるが信頼性も下がる

生物学とインフォマティクス

  • コンピュータで使われる「ビット」とみなすことのできるDNAとRNA
    • DNAはディスクに保存されたプログラム
    • RNAはメモリに呼び出されたプログラム
    • DNAをロードするとタンパク質合成指示がRNAに転写されタンパク質が生成される
    • タンパク質を形成するアミノ酸をピクセルとすると、合成されたたんぱく質は画像
  • ゲノムをビットとみなすと、人に害を及ぼす新型インフルのデータ量は約3.2キロバイト
    • コンピュータウイルスは22キロバイトなので生物ウイルスのほうが効率的
    • 人のゲノムは800メガバイトでありサイズ的にウイルスが入り込むせきゅり的ホールがあると言える
  • DNA複製におけるエラー訂正メカニズム
    • エラー訂正機能のないRNAを使って増殖するインフルエンザウイルス
  • DNAと生成されるタンパク質の関係をまとめたビッグデータと、それを使ったリバースエンジニアリング
  • コンピュータを使った生物学の問題の解き方
  • Windows Updateのようにゲノムに「パッチ」を当てるCRISPR/Casシステム
    • 生物の生存能力を損なわずに遺伝子をパッチできる信頼性の高い手法

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ベストビュー(過去1カ月)

『動物たちのすごいワザを物理で解く』☆4

生物×物理という着眼点の面白い本。なぜヤモリは天井にへばりつけるのかや、百発百中のテッポウウオの視界、温かい生き物の血を吸う蚊の驚きの排熱メカニズムなど、生き物の不思議を物理の視点で解説してくれます。子どもにドヤ顔で話せるようになると思います。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編) 【Day2:晩餐会】

UMASS Lowellの卒業式@Boston。 2日目は午前中はボストン観光、夕方から Hooding ceremonyという卒業生(大学院生)向けの晩餐会です。卒業式で被るHoodをもらいました。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編)【Day 4:卒業式】

UMASS Lowellの卒業式@Boston。4 日目は卒業式本番です。とても賑やかでアメリカンな式典でした。ただしあいにくの雨、僕曇り男なのに。。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編) 【Day5:帰国】

UMASS Lowellの卒業式@Boston。5 日目にして帰国なのです。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編) 【Day3:終日観光】

UMASS Lowellの卒業式@Boston。3 日目は終日フリーなので、ゆっくりボストンを観光しました。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編) 【Day0:渡米前にやっておくこと】

UMASS Lowellの卒業式@Bostonについて、計画の立て方やら行く前にやっておくことやらをまとめておきます。

【番外編】ボストン旅行記(UMASS Lowell卒業式編) 【Day1:ボストンへ】

UMASS Lowellの卒業式@Boston。 1日目は移動だけで終わりました。

【番外編】AI(機械学習)やってみた。【第3回】ソムリAI ~ニューラルネットワーク編~

AI(機械学習)やってみた、第3弾です。「ニューラルネットワーク(Neural Network)」を使ったソムリAIを作ってみようと思います。”ニューラルネットワーク”、見るからにAIっぽい名前ですよね。

【番外編】AI(機械学習)やってみた。【第6回】乳がん診断AI その1

ソムリAI(ワインソムリエAI)で使った手法で乳がん診断AIを作ってみます。まずは決定木とニューラルネットワークの2つのモデルを試してみます。かなり高性能なモデルができました。名医誕生かもしれません 笑

【番外編】AI(機械学習)やってみた。【第4回】ソムリAIの改良(正規化)

ソムリAI(ワインの評価を機械学習で当てる「ソムリエ+AI」)はもういいかなと思っていたのですが、機械学習の教科書的な本を読んでいるといくつか改良ポイントが見えてきたので、実際に適用してみようと思います。 まずは データの正規化 という手法を試してみました。結論から言うと、 あまり効果はなかった のです。。 ソムリAIの振り返り ワインの成分とランクのデータに対して、決定木・ロジスティック回帰・ニューラルネットワークの3通りのモデルを使って機械学習 を行い、モデルの精度を検証してきました。それぞれのソムリAIの性能はこんな感じでした。 どのモデルも概ね60%程度の精度 でした。 改良その1:正規化 正規化とは まずは 正規化 という手法を試してみます。標準化とも呼ばれます。正規化を行うことで 尺度の異なるデータを比べやすくする とともに、 はずれ値の影響を小さくする ことができます。正規化には 各データを平均0・標準偏差1に成形する手法 と、各データを 0から1の範囲に成形する手法 の2つがあります。 前者は標準偏差が出てくることからも分かるように、 データが正規分布に従うことを前提にした正規化手法 です。 元のデータが釣鐘型の分布になっている場合に有効 です。後者は単純に データの範囲を0から1の範囲に狭める手法 であり、 元のデータが一様分布の場合 (規則性が無くランダムなように見える場合) に有効 です。 どちらの手法でもデータの範囲を一定のレンジに狭めており、そうすることで異なる尺度のデータを比べやすくしつつ、はずれ値の影響を下げるのです。 正規化してみる 元データの分布を確認 前回同様のワインのデータを使って正規化してみます。まずはワインのデータを読み込んで表示してみます。ついでに機械学習で使うワインの成分と、ワインの評価にデータを分割しておきます。 【オリジナルのワインデータ】 UCI(University of California, Irvine:カリフォルニア大学アーバイン校) http://archive.ics.uci.edu/ml/machine-learning-databases/wine-quality/winequality-red.csv #入力データセットを読み込み i...

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Malaysia Quarantine Premium Package 【番外編】Malaysia赴任記 隔離ホテル情報

Once entering Malaysia, we need to be quarantined for 14days. At the beginning of COVID-19 spread, the hotel for quarantine have been determined randomly. In these days, we can choose "premium quarantine stay package" in advance . This article is summary of premium packages which I asked each hotel. Note: Information in this article might be old. It's better to confirm the latest plan to the hotel. Note: Only Hotel Istana can be booked via its homepage so far. As the other hotels don't show their premium package plans on their homepage, you need to contact them through their reservation E-mail address or "Contact us". マレーシア入国とともに14日間ホテルで隔離されます。当初は滞在ホテルがランダムに割り振られていたようですが、より快適なプレミアムプランが追加されました。各ホテルにどんなプランがあるのか聞いてみたので、聞いた内容をまとめます。 ※情報が古い可能性があるので、念のため最新情報を各ホテルに確認したほうがよいかもしれません。

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