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筋肉は最強のソリューション、世界初の筋肉コンピューティングが日本で発明される

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(著) (編集)

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image credit:Pixabay
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大阪大学大学院の研究者によって、世界初となる「筋肉コンピューティング」が考案されたそうだ。

 これは「物理リザバーコンピューティング」と呼ばれる機械学習アプローチに筋肉を利用したもので、人体の生体組織によって複雑な計算が可能であることを世界で初めて実証している。

 人体さえあれば高度な計算処理が可能になるというこの仕組みは、将来的にはハードウェアのないウェアラブルシステムなどへの応用が期待されるという。

 だが筋肉で計算するとは一体どういうことなのか? 以下では、”脳筋”という言葉がいずれ褒め言葉になるのではと予感させる筋肉コンピューティングについて説明しよう。

物理リザバーコンピューティングとは?

 現在のコンピュータの限界を克服する試みとしてよく知られているのは、量子コンピューティングだが、それだけではない。その1つが、今回のテーマである「リザバーコンピューティング」だ。

 リザバーコンピューティングとは、時間の流れを持つデータ(時系列データ)を扱うのが得意な機械学習の仕組みのこと。その最大の長所は、少量のデータできわめて高速な学習を行えるところだ。

 一般にリザバーとは液体を入れるタンクや貯水池のことだが、ここでは情報を蓄積したタンクのようなものだと思えばいい。

 たとえば、水を入れたタンクに石を投げ込んだとする。すると水面には波紋が広がるだろう。この波紋は、石の大きさや投げ込まれたスピード・角度といった、石そのものの情報を反映したものだ。

 さらに石を投げ込み続ければ、それぞれの石の情報を反映した波紋が複雑なパターンを形成することだろう。

 このとき、波紋は投げ込まれた石(入力)を時間的・空間的なパターンに変換したものとみなすことができる。リザバーコンピューティングは、こうしたパターンから入力を読み取り、計算に利用する。

 この波紋のリザバー(リザバー層や中間層という)はあくまで比喩だが、光学系・力学系・量子系をはじめとする物理系が実際に利用されることはあり、これを「物理リザバーコンピューティング」という。

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人の組織変形を利用した計算 大阪大学プレスリリース

筋肉で複雑な計算処理を行えることを証明

 だが今回、大阪大学大学院基礎工学研究科の小林洋准教授らは、もっと身近にある意外なものをリザバー層に利用している。すなわち人体の筋肉である。

 具体的には、手首を曲げ伸ばしし(手首の角度が入力となる)、そのときの筋肉をエコーで撮影。その画像から筋組織の”変形場”を取得し、これをリザバー層として利用する。

 この筋肉のリザバー層から得られた出力で機械学習を行い、AIに入力から出力を予測させる。すると正しい予測値が得られたのである。

 このことは人体の筋肉で複雑な計算を行えることを実証しているのだそうだ。

 つまりは人間がいる場所なら、どこでも高度な計算を行える可能性があるということ。将来的には、ハードウェアのないウェアラブルシステムのような応用が考えられるそうだ。

 この研究は、『IEEE Access』(2025年3月20日付)に掲載された。

編集長パルモのコメント

パルモの表情、普通

長年の腰痛に悩まされ、医師から筋肉をつけないと良くならないと言われたため半年以上ピクミンとともに徒歩活したり、マシンピラティスに通って体幹を鍛えていたパルモだが、横着してキャスター付きの椅子に立って猫棚の猫毛だまりをふき取ろうとした結果見事転落、肋骨にヒビが入ってしまい、しばらく動かないよう言い渡されてしまった。自分のバカさ加減にあきれ返る始末なのだが、確かにウォーキングで腰が良くなり始めていたのは実感できたので、改めて筋肉は大事なんだなってことを思ったわけなんだ。ということでみんなも気を付けてねって普通に考えてそんな不安定な椅子に立ち上がって掃除をしようなんて人はいないよね...

References: Information Processing via Human Soft Tissue: Soft Tissue Reservoir Computing / 人の筋肉を使って複雑な計算ができる! / Osaka-u.ac.jp

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この記事へのコメント 37件

コメントを書く

  1. タイトル見て「何言ってんだ?」
    本文読んで「何言ってんだ?」
    パルモさんコメ読んで「何やってんだアンタ!?」

    • +70
  2. あぁ、肉体言語を科学的に変換しているのか
    科学もだいぶ我々に追いついてきたな

    • +17
    1. 真っ先にそれ浮かんでもう話の内容がわからなくなった

      パワーーーー!!

      • +7
  3. 脳味噌筋肉よばわりされていた貴方も今日から筋肉脳味噌だ ! !

    • +12
  4. ボディビルダーがポージングする事で様々な計算が行える人間コンピューター(物理)。未来のサーバー室の扉を開けるとそこには無数のボディビルダーが!

    • +36
    1. \イヨッ!マッチョGPT!/
      \いい計算結果出てるよ!/
      \肩にデータセンター乗ってんのかい!/

      • +22
    1. 元々マイニング(採掘)は筋肉でやるものだったし、原点回帰とも言える

      • +26
  5. 一休さんが木魚に合わせてボディビルをしていると、チーン ! ととんちがひらめく

    • +2
  6. 筋肉の状態の変化を機械学習させることで
    体の動きをコンピューターの入力、つまりキーボードやマウス代わりに使えるって認識で良いのかな?
    筋肉に計算させるとかそういう話ではないんだよね?

    • +2
    1. 筋肉に対してある入力(文字通り力を入れる)をすると一定のパターンに従って出力(この場合は形の変化)が起きるので、つまり「入力値xに対してyの出力を返す関数f」の役割を筋肉が果たしてることになるわけよ
      これは関数の処理が違うだけでそろばんとか半導体の計算機がやってることと同じ、今回の話はxを入力すればyが返ってくるというのがちゃんと決まった法則に基づいていて同じxには同じyが返ってくると分かった、っていうことだね
      筋肉をマウスとかの入力をするなら筋肉で手を動かしてマウス動かした方が良いと思うw

      • +11
  7. キャスター付きの椅子は論外にしても
    脚立を屈強な労働者が使っても事故は起きていますから注意してくださいね
    1メートルは一命取るなのです

    • +21
  8. とりあえずスポーツすれか踊るかすれば良いのかな
    インド人IT最強神話がまた1ページ

    • +4
  9. やはり筋肉……!!筋肉は全てを解決する……!!

    • +17
  10. 量子の話以上に何言ってるか分からないけどとりあえず筋肉は正義なのか

    • +12
  11. 肋骨にヒビで済んで良かった
    テーブルなどに頭打ってたらと思うと怖いよ

    • +5
  12. aiには「同じ入力に同じ出力を返す」「複雑な出力(非線形性)を持った」関数が必要。
    今回は「曲げ伸ばし」に「エコー写真」を返せる筋肉に関数の代わりを任せたら、上手く行ったぜという話。
    元の関数分の計算コストを筋肉で補えるので、実質筋肉が計算していることになる。つまり脳筋。

    • +6
  13. 真面目な話なのは解ってるのに
    どうしても字面でわろてまう

    • +4
  14. 大量の計算で、筋肉痛になったりしないんだろうか?

    • +2
  15. 今週末は日本整形外科学会、物理の先生が発表した説だそうですが、
    ぜひ東京国際フォーラムにおこしやす

    • +1
  16. 運動した後は割とすぐプロテイン飲みましょう。
    ちなみにそんな簡単に筋肉デカくならないよ?あれはそんな虫のいいもんじゃないです。
    回復目的で飲むんだよ。筋肉痛の発生とかかなり抑えられるから運動がしんどい人こそ飲んだほうがいい。最近コンビニでタンパク質20gとかのお手軽に買えるしね。

    あと日頃からちゃんと炭水化物食いましょう。あくまで適量ね。

    • +4
    1. プロテインは身体が消費しきれないと脂肪肝になるから注意ね
      身内が肝臓の数値に悩んでたけど悪化し始めた時期から考えてプロテインをやめてみたら戻った
      筋トレ命みたいな生活で分量守ってたけど、夜に飲んでたのが良くなかったみたい

      • 評価
      1. それはシンプルに飲むタイミングも量も知識も間違ってるだけなのでは?
        まず夜にって書き方と、筋トレ命って言葉ですでに「..?」って思いました。

        もっと言うと、消費しきれない量なんか飲まなければいいじゃんって話ですし
        それ言い出したら全ての食品そうなりますよ。

        • 評価
  17. ウォーキングするなら肩甲骨周りも大きく動かしながら歩いたほうがいいですよ。
    肩甲骨周りの筋肉が柔軟になると下半身の動きも柔軟になります。
    ついでに猫の真似してハイハイしたり、伸びをしたり、床でゴロゴロ転がったり、箱座りすると柔軟しながら上半身の筋肉が付きますよ。

    • 評価
  18. お大事に;;
    長いハンディモップおすすめです
    エアコンの上のとことか、シーリングファンの羽とか拭くのに重宝してます

    • 評価

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