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  • Do you know

    知っていますか

  • that we have 1.4 million cellular radio masts

    140万本のセルラー方式の電波塔が

  • deployed worldwide?

    この世界にあります

  • And these are base stations.

    これは基地局となっています

  • And we also have

    また この世界には

  • more than five billion

    このような機器がなんと

  • of these devices here.

    50億個以上もあります

  • These are cellular mobile phones.

    つまり セルラー方式の携帯電話です

  • And with these mobile phones,

    我々は携帯電話で 毎月

  • we transmit more than 600 terabytes of data

    600テラバイトものデータを

  • every month.

    送信しています

  • This is a 6 with 14 zeroes --

    0がなんと14個もある

  • a very large number.

    膨大な数値となっています

  • And wireless communications

    今日では 電気や水のように

  • has become a utility

    無線通信も生活必需品と

  • like electricity and water.

    なっています

  • We use it everyday. We use it in our everyday lives now --

    職場でもプライベートでも

  • in our private lives, in our business lives.

    毎日のように使っています

  • And we even have to be asked sometimes, very kindly,

    さらに時折 このようなイベントでは当たり前のように

  • to switch off the mobile phone at events like this

    携帯電話の電源を切るよう

  • for good reasons.

    丁寧にお願いされます

  • And it's this importance

    重要度の高さが まさに

  • why I decided to look into the issues

    この技術の抱える問題を

  • that this technology has,

    研究しようと思った理由です

  • because it's so fundamental to our lives.

    つまり無線通信は生活に不可欠なのです

  • And one of the issues is capacity.

    その問題の1つが容量です

  • The way we transmit wireless data is by using electromagnetic waves --

    データを送る方法として電磁波 --

  • in particular, radio waves.

    特に電波を使っています

  • And radio waves are limited.

    電波には制限があります

  • They are scarce; they are expensive;

    量は乏しく 値段は高く

  • and we only have a certain range of it.

    一定の範囲の波長しか使えません

  • And it's this limitation

    この制限のせいで

  • that doesn't cope

    毎月送られる膨大なバイト数や

  • with the demand of wireless data transmissions

    莫大なデータを処理できず

  • and the number of bytes and data which are transmitted every month.

    無線通信の需要が満たされていないのです

  • And we are simply running out of spectrum.

    スペクトルを使い果すためです

  • There's another problem.

    2つ目の問題は

  • That is efficiency.

    効率の悪さです

  • These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

    基地局である140万本の電波塔は

  • consume a lot of energy.

    大量のエネルギーを消費します

  • And mind you, most of the energy

    なんとエネルギーのほとんどは

  • is not used to transmit the radio waves,

    電波を送るためではなく

  • it is used to cool the base stations.

    塔を冷却するために使われています

  • Then the efficiency of such a base station

    それらの電波塔の効率性は

  • is only at about five percent.

    たったの5%なのです

  • And that creates a big problem.

    この効率の悪さは大きな問題です

  • Then there's another issue that you're all aware of.

    3つ目の問題は皆さんもお気づきでしょう

  • You have to switch off your mobile phone

    飛行機で携帯電話を使えない

  • during flights.

    という実用性の問題です

  • In hospitals, they are security issues.

    病院では安全面の問題がでてきます

  • And security is another issue.

    安全性が4つ目の問題です

  • These radio waves penetrate through walls.

    電波は壁を通過します

  • They can be intercepted,

    妨害されることもありますし

  • and somebody can make use of your network

    人によってはあなたのネットワークを

  • if he has bad intentions.

    利用しようとします

  • So these are the main four issues.

    この4つが主な問題です

  • But on the other hand,

    ところが その一方で

  • we have 14 billion of these:

    世界には140億個もの

  • light bulbs, light.

    電球があります つまり光です

  • And light is part of the electromagnetic spectrum.

    光は電磁スペクトルの一種です

  • So let's look at this in the context

    では他の電磁スペクトルも

  • of the entire electromagnetic spectrum, where we have gamma rays.

    見てみましょう ガンマ線は

  • You don't want to get close to gamma rays, it could be dangerous.

    危険なので近づかないで下さい

  • X-rays, useful when you go to hospitals.

    X線は医療の現場で役立ちます

  • Then there's ultraviolet light.

    次は紫外線です

  • it's good for a nice suntan,

    程良い日焼けにはいいですが

  • but otherwise dangerous for the human body.

    度を超すと危険です

  • Infrared --

    赤外線は

  • due to eye safety regulations,

    低出力でのみ使用できます

  • can be only used with low power.

    眼の保護規制がありますから

  • And then we have the radio waves, they have the issues I've just mentioned.

    次は電波です もう問題はお分かりですね

  • And in the middle there, we have this visible light spectrum.

    そして真ん中にあるのが光スペクトルです

  • It's light,

    そう 光です

  • and light has been around for many millions of years.

    光は何百万年も存在しています

  • And in fact, it has created us,

    実のところ 光は我々を創造し

  • has created life,

    生命を創り そして命における

  • has created all the stuff of life.

    全てのものを創りました

  • So it's inherently safe to use.

    つまり 光は本質的に安全なのです

  • And wouldn't it be great to use that for wireless communications?

    光を通信手段に使うことは素晴らしいと思いませんか

  • Not only that, I compared [it to] the entire spectrum.

    実は 光を他のスペクトルと比較しました

  • I compared the radio waves spectrum --

    電波の量と

  • the size of it --

    光スペクトルの量を

  • with the size of the visible light spectrum.

    比べてみました

  • And guess what?

    どうなったでしょうか

  • We have 10,000 times more of that spectrum,

    なんと 電波よりも光スペクトルの方が

  • which is there for us to use.

    1万倍も多く使用することができるのです

  • So not only do we have this huge amount of spectrum,

    量が多いだけではありません

  • let's compare that with a number I've just mentioned.

    先程述べた数字を使いましょう

  • We have 1.4 million

    この世界には 非効率的で

  • expensively deployed,

    高価なセルラー方式の基地局が

  • inefficient radio cellular base stations.

    140万本あります

  • And multiply that by 10,000,

    それを1万倍にしてみると

  • then you end up at 14 billion.

    140億となります

  • 14 billion is the number of light bulbs installed already.

    140億という数字は既にある電球の数です

  • So we have the infrastructure there.

    つまりインフラは整っています

  • Look at the ceiling, you see all these light bulbs.

    天井を見上げると電球がたくさんあります

  • Go to the main floor, you see these light bulbs.

    メインフロアでも同じです

  • Can we use them for communications?

    これを通信に使えるか --

  • Yes.

    使えます

  • What do we need to do?

    何が必要になるでしょうか

  • The one thing we need to do

    まず必要な事は

  • is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

    効率も悪く 高熱を発する

  • florescent lights,

    蛍光灯を取り除いて 代わりに

  • with this new technology of LED,

    新しい技術である

  • LED light bulbs.

    LED電球を設置することです

  • An LED is a semiconductor. It's an electronic device.

    LEDは半導体の電子機器です

  • And it has a very nice acute property.

    そして LED電球は反応がとても早いです

  • Its intensity can be modulated

    とても速いスピードで

  • at very high speeds,

    明るさの調節が可能で

  • and it can be switched off at very high speeds.

    電源を消すことも瞬時に行えます

  • And this is a fundamental basic property

    この性質は不可欠です

  • that we exploit

    独自の技術を使って

  • with our technology.

    研究しました

  • So let's show how we do that.

    ではお見せしましょう

  • Let's go to the closest neighbor to the visible light spectrum --

    まずは身近な物で説明しましょう

  • go to remote controls.

    そう リモコンです

  • You all know remote controls have an infrared LED --

    リモコンには赤外線LEDが

  • basically you switch on the LED, and if it's off, you switch it off.

    付いていて それをOn/Offするのです

  • And it creates a simple, low-speed data stream

    これは単調なデータが 遅いスピード --

  • in 10,000 bits per second,

    毎秒1万~2万ビット

  • 20,000 bits per second.

    流れる仕組みですが

  • Not usable for a YouTube video.

    Youtube には遅すぎます

  • What we have done

    それについて

  • is we have developed a technology

    我々は ある技術を開発し

  • with which we can furthermore

    リモコン内の電球をさらに改良して

  • replace the remote control of our light bulb.

    取り替えました

  • We transmit with our technology,

    我々の技術を使えば

  • not only a single data stream,

    単一のデータ流だけでなく

  • we transmit thousands of data streams

    数千ものデータ流を

  • in parallel,

    同時に送ることができます

  • at even higher speeds.

    スピードも増しています

  • And the technology we have developed --

    我々は この技術を

  • it's called SIM OFDM.

    SIM OFDM と呼んでいます

  • And it's spacial modulation --

    これは空間変調技術ですが

  • these are the only technical terms, I'm not going into details --

    専門用語なので ここでは詳細を割愛します

  • but this is how we enabled

    ですが このようにして

  • that light source

    光源でのデータ発信が

  • to transmit data.

    できるようになります

  • You will say, "Okay, this is nice --

    「素敵なスライドショーですね」と

  • a slide created in 10 minutes."

    思っているでしょうが

  • But not only that.

    それだけではないのです

  • What we've done

    実を言うと

  • is we have also developed a demonstrator.

    デモ用モデルを作ったのです

  • And I'm showing for the first time in public

    ここで この技術の初めての

  • this visible light demonstrator.

    デモンストレーションを行います

  • And what we have here

    ここにあるのは

  • is no ordinary desk lamp.

    普通のデスクスタンドです

  • We fit in an LED light bulb,

    これに3米ドルくらいの

  • worth three U.S. dollars,

    LED電球を装着して

  • put in our signal processing technology.

    信号処理技術を組み込みました

  • And then what we have here is a little hole.

    ここには小さな穴があります

  • And the light goes through that hole.

    光の通り道です

  • There's a receiver.

    これが受信機です

  • The receiver will convert these little, subtle changes in the amplitude

    この受信機が振幅の微かな変動を

  • that we create there

    変換して

  • into an electrical signal.

    電子信号に変えます

  • And that signal is then converted back

    さらに電子信号を変換して

  • to a high-speed data stream.

    高速のデータ流を生みだします

  • In the future we hope

    将来的には

  • that we can integrate this little hole

    この小さい穴の役割を

  • into these smart phones.

    スマートフォンが担うことでしょう

  • And not only integrate a photo detector here,

    光センサーをつけるだけではなく

  • but maybe use the camera inside.

    内部カメラも利用できそうです

  • So what happens

    このスイッチをつけると

  • when I switch on that light?

    いったい何が起こるか

  • As you would expect,

    お察しの通り

  • it's a light, a desk lamp.

    これはデスクスタンドです

  • Put your book beneath it and you can read.

    スイッチをつければ本が読めるでしょう

  • It's illuminating the space.

    光は空間を照らします

  • But at the same time, you see this video coming up here.

    しかし同時に動画が映っていますね

  • And that's a video, a high-definition video

    これは高画質の映像ですが

  • that is transmitted through that light beam.

    光によって発信されています

  • You're critical.

    批評家である皆さんは

  • You think, "Ha, ha, ha.

    こう思われているでしょう

  • This is a smart academic doing a little bit of tricks here."

    「これには何か種があるはずだ」

  • But let me do this.

    しかし こうしてみると --

  • (Applause)

    (拍手)

  • Once again.

    ではもう一度

  • Still don't believe?

    まだ信じられませんか

  • It is this light

    正真正銘 この光が

  • that transmits this high-definition video in a split stream.

    高画質映像を分割して発信しています

  • And if you look at the light,

    デスクスタンドを見てみると

  • it is illuminating as you would expect.

    やはり光っています

  • You don't notice with your human eye.

    人間の眼では認識できません

  • You don't notice the subtle changes in the amplitude

    電圧の振幅の微かな違いを

  • that we impress onto this light bulb.

    我々は認識できないのです

  • It's serving the purpose of illumination,

    本来の目的は照明ですが

  • but at the same time, we are able to transmit this data.

    同時に データ発信も可能なのです

  • And you see,

    もちろん天井からの光も

  • even light from the ceiling comes down here to the receiver.

    受信機を照らしていますが

  • It can ignore that constant light,

    影響を与えないようにする事ができます

  • because all the receiver's interested in

    その理由は 受信機が

  • are subtle changes.

    微かな変動だけを察知するからです

  • You also have a critical question now, and

    こんな疑問をおもちでは?

  • you say, "Okay,

    「結局のところ

  • do I have to have the light on all the time

    データを発信している間は

  • to have this working?"

    ずっと光が必要なのか」

  • And the answer is yes.

    答えはYESです

  • But, you can dim down the light

    ですが 照明をまるで電源がオフの時のようにまで

  • to a level that it appears to be off.

    暗くすることができます

  • And you are still able to transmit data -- that's possible.

    そんな状態でもデータ発信はできます

  • So I've mentioned to you the four challenges.

    先程 4つの課題を述べました

  • Capacity:

    まずは容量 --

  • We have 10,000 times more spectrum,

    電波より1万倍も多い

  • 10,000 times more LEDs

    光スペクトルがあります

  • installed already in the infrastructure there.

    その数のLEDが既にあります

  • You would agree with me, hopefully,

    つまり容量は問題ないです

  • there's no issue of capacity anymore.

    賛成してくれますよね

  • Efficiency:

    次に効率 --

  • This is data through illumination --

    データは光を通ります

  • it's first of all an illumination device.

    元々は照明機器です

  • And if you do the energy budget,

    エネルギー予算を計上してみると

  • the data transmission comes for free --

    データ発信は無料で行えます

  • highly energy efficient.

    つまり効率はよくなります

  • I don't mention the high energy efficiency

    LED電球自体の効率性には

  • of these LED light bulbs.

    ここでは触れません

  • If the whole world would deploy them,

    世界全体にLEDを設置すれば

  • you would save hundreds of power plants.

    何百もの発電所が必要なくなります

  • That's aside.

    この話は置いておきましょう

  • And then I've mentioned the availability.

    そして実用性 --

  • You will agree with me that we have lights in the hospital.

    光はもちろん病院の中にありますよね

  • You need to see what to do.

    見えないといけませんから

  • You have lights in an aircraft.

    光は飛行機の中にもあります

  • So it's everywhere in a day there is light.

    つまり どこにでもあるのです

  • Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

    そう スマートフォンだってそうですよ

  • It has a flashlight, an LED flashlight.

    LEDライトが付いています

  • These are potential sources for high-speed data transmission.

    これらを使って 高速データ発信が可能なのです

  • And then there's security.

    最後に安全性 --

  • You would agree with me

    光は壁を通過しません

  • that light doesn't penetrate through walls.

    これには賛成してくれますよね

  • So no one, if I have a light here,

    機密データであろうが

  • if I have secure data,

    光がここにある場合

  • no one on the other side of this room through that wall

    壁の向こう側にいる人たちは

  • would be able to read that data.

    誰も読むことができません

  • And there's only data where there is light.

    光のある所にのみデータが存在するのです

  • So if I don't want that receiver to receive the data,

    つまり この受信機にデータを与えたくない場合

  • then what I could do,

    私がやることは

  • turn it away.

    ただ光をそらせばいいのです

  • So the data goes in that direction, not there anymore.

    そこにはもう送られません

  • Now we can in fact see where the data is going to.

    データの行き先が実際に分かります

  • So for me,

    私にとって

  • the applications of it,

    この技術の実用化は

  • to me, are beyond imagination at the moment.

    発明当時の予想を遥かに超えています

  • We have had a century of very nice, smart application developers.

    この10年で 素晴らしいアプリ開発者が何人も出ています

  • And you only have to notice, where we have light,

    気づいてみれば 光がある所では

  • there is a potential way to transmit data.

    データ発信技術の使い道があるのです

  • But I can give you a few examples.

    少し例をあげてみましょう

  • Well you may see the impact already now.

    事の大きさに既にお気づきかもしれませんが

  • This is a remote operated vehicle

    これは海底探査車で

  • beneath the ocean.

    遠隔操作ができます

  • And they use light to illuminate space down there.

    海底を照らすために光を使っています

  • And this light can be used to transmit wireless data

    この光もデータ発信に利用でき

  • that these things [use] to communicate with each other.

    探査車同士での通信も可能となります

  • Intrinsically safe environments

    安全第一の環境である