四元数とgimbal lock

セガのプログラマーがわざわざ四元数を勉強するのは理由があり、通常の空間回転を記述するには回転軸を3つ設定して3回続いて回転させる「オイラー角 Euler angle」を使いますが、制御のために計算を繰り返していくと、偶然、2つの回転軸が同一平面に載ってしまう「ジンバル・ロック(英語はgimbal lock でギンバる ろックと発音するようです)」が起こり、数値的に不安定になってしまいます。これは、宇宙船やドローンの制御、三次元ゲームにとっては重大な障害を引き起こすため、それを避けるために四元数が使われるようになったそうです。 https://qiita.com/taichi_itoh/item…

世界の研究所 セガ 開発本部

先週は任天堂の話を少し出しましたので、今週はセガから始めましょう。 研究所という名前ではないですが、「世界の研究所」の代わりです。セガは社員4000人弱で、ある種の研究者もいるはずですが内訳は不明です。最近開発子会社を本体に取り込みました(人員配置を流動化させるため?)。羽田にモーションキャプチャーの施設があります。 https://techblog.sega.jp/entry/2019/11/28/100000 開発本部のブログに面白い情報がいろいろ載っています。下記デバッグ法は役立ちました。開発者が1000人規模であるという記述あり。 https://techblog.sega.jp/en…

ベイズ主義と頻度主義 いつでも何度でも

数学・統計学の先生が奥深いことを書いていました。 http://watanabe-www.math.dis.titech.ac.jp/users/swatanab/nandodemo.html ・・・20世紀には存在しないものをめぐって不毛な論争が繰り広げられたそうですが、 お互いに深く傷つけあう以外には何も得られなかったと伝わっています。 (注)その争いは心の傷つけあいだけではなく、 論文の採録やヨーロッパやアメリカの統計学教室の人事にまで及んだそうです。 統計学のこの歴史は【存在しないものを探す】という課題に対するとき、 人間というものがどのような状態に陥りやすいかを表しています。今でも統…

最尤法

政府の「地震本部」に余震の確率計算法が出ていました。 https://www.jishin.go.jp/reports/research_report/aftershock/yoshin2_yoshin2/ Gutenberg-Richter則(大きな余震ほど数が少ない)や大森公式(時間とともに減る)が使われていて、パラメータの推定には「最尤法」が使われています。機械学習にも統計学用語をいろいろ使うので、7月末の講義のために英語を勉強しているところです。現代の統計学はちゃんと習った人は少ないかもしれませんが、知っておいた方がいいと思います。私が学生の時習ったものとはだいぶ違って面白くなっていま…

飢饉対策冊子「かてもの」、ジャガイモききん

天保の飢饉は大被害をもたらしましたが、明るい話題もあります。米沢藩では、1802年に、「かてもの(糅物)」というパンフレットが配布(1575部)されました。これは、飢饉のときに使える山野の代用食糧の解説書で、天明の飢饉の後、名君と呼ばれる上杉鷹山公(1751-1822)と有能な家老・莅戸善政(のぞき よしまさ1735-1804)により作成されたものです。備蓄を含めた事前の対策のおかげで、天保の飢饉(1833-39)では米沢藩では餓死者がでなかったとのことです。また、「かてもの」は後の屯田兵も活用したそうです。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%8B%E3…

生物選鉱

生物選鉱という技術があります。これは、特定の金属を代謝する細菌と鉱石を一緒にしておくと、特定の金属が溶解され溶液中に集められるというものです。プロセス速度は遅い(1年以上)ですが低濃度の鉱石では採算が取れるとのことで、フィンランドのニッケル鉱については実用化されています(Ni,Zn, Co, Cuを回収)。 https://en.wikipedia.org/wiki/Ahtium#Operations https://www.terrafame.com/production-methods.html ←写真があります youtubeは残念ながらフィンランド語しかありません。「terrafame…

数値化したデータの「距離」の計算法、band wagon effect

機械学習では、異なるデータ(例:異なる写真)を比較する必要があります。その際、写真等の元データを数値の組として扱いますが、どのくらい違うかを定量化する必要があります。2つの数値の組があったとき、その違いを1つの実数値で表す方法は複数あり、数学用語を使って「ノルム」と呼ばれます。数値の組A=(a1,a2,a3,…)とB=(b1,b2,b3,…)があったとき、通常の幾何学では各成分の差の2乗の和の平方根 √((a1-b1)^2+(a2-b2)^2+(a3-b3)^2+…)をノルムとします(L2ノルム)が、機械学習では各成分の絶対値の和|(a1-b1)|+|…

教師あり学習と教師無し学習

コンピュータが与えた情報を学習・咀嚼して人工知能(AI=artificial intelligence)になる機械学習(machine learning)は「教師あり学習」(supervised learning)と「教師無し学習」(unsupervised learning)に分けられます。教師あり学習は、花の写真とその名前の組を大量に与えて、新たな写真から花を識別できるようになるようなものです。教師無し学習は、大量に与えられたデータを近いもの同士に分類するもので、花の例で言えば、写真を似た花の組に分類するようなものです。 supervise 「スー」パヴァイズ 監督する a supervi…

無料ソフトの理由

昨年秋の量子化学の実習では、遠隔で行うためにAmazon Web Service(AWS) for Educationを使いました。これは講義であることをAmazonに証明書つきで申請することにより、、学生一人当たり最低限(10GBハードディスク)が無料になりました。が、OSその他に半分以上使われてしまって計算プログラムを入れるのに四苦八苦(しくはっく)しました。今回は機械学習なので、pythonライブラリを使うことになるため、Google Colaboratoryで行う予定です。これは、Jupyter Notebook(~ IPython)と同じように使えて、かなり便利で、Google Dr…

世界の研究所 Deepmind Technologies

今週の世界の研究所は、会社組織ですが英国のDeepMind Technologiesを取り上げます。囲碁で人間よりも強くなった人工知能 Alpha Goで有名です。2010年に設立、CEOは研究者のDemis Hassabis氏(1976年生まれ)です。Hassabis氏は13才でチェスの世界ランキングを取得し、15才で大学入学資格を得た神童で、Cambridge Universityがgap year取得を命じたときにゲーム会社でインターンをして傑作ゲームを作り、1年でPorscheを買うくらい儲けたそうです。学部卒業後に会社勤めをしてから大学院に入学して2009年に博士号取得、大学の仲間と…