人工衛星とデータ処理 - Advent Calendar を書いています -
こんにちは，みっくんです．いよいよ寒くなってきましたね．今日は所属している学科のアドベントカレンダーを書くということで，最近興味があることを軽くまとめてみました．
この記事は東京大学航空宇宙工学科/専攻 Advent Calendar 2018の12/20の記事です．
はじめに
まず記事を書くにあたって，内容はせっかくだし航空宇宙感の高い記事を書こうと思い，研究室で取り扱っている”人工衛星”と，近年流行り（と個人的に関心のある）の”機械学習”の観点から少しまとめています．前半で衛星データビジネスの概観や最近検討されている人工衛星上でのオンボードデータ処理についての動向，後半におまけとしてかる〜〜い実験を行なっています．
人工衛星上での機械学習処理
近年，いわゆる”超小型衛星”と呼ばれる100kg以下程度の従来の衛星と比べてかなり軽量で安価な人工衛星の打ち上げ機会が増加していて，観測機器（地球観測衛星だとカメラなど）の性能の向上とともに衛星側で作り出すデータの量が増大しつつあり，また低軌道などにおいて複数衛星を用いて観測を行うことで，即時性の高いデータを取得することが可能になっています．これを元にして様々なサービスが展開されていて，最近特にキャッチーなものとしては合成開口レーダー（SAR）の画像を用いて駐車場の車の数をカウントしてWalmartの混雑度とか収益とかを予測できるサービスなどがありますね．
このようなデータビジネスが台頭している一方で，現在の地上局ー衛星間の通信速度はそこまで大きくありません．そこで現在検討が進んでいるのが，衛星側でもう機械学習による予測処理を行ってしまって地上にダウンリンクするデータ量を減らすオンボードデータ処理です．例えば，それまで都市だったところが水地になっている場合（洪水，津波被害などが考えられますね）のみを選択してダウンリンクするなどが考えられますね．もちろん機械学習用にGPUを超小型衛星に乗っけて打ち上げるのには電力やサイズなどで困難が伴うので軌道上の推論処理のコンピューティングにはやや厳しめの制約があったり，民生の機械学習用の小型チップを載せて推論処理を加速させたりなどの検討がされています．
１例として，ESA（欧州宇宙機関）ではIntelに買収されたMyriadという会社の画像処理専用のハードウェアアクセラレータであるNeural Compute Stickを用いた衛星の開発を進めており，来年の打ち上げが予定されているようです．このチップはだいたいUSBメモリくらいのサイズで消費電力も小さいし，RasPiにぶっさしたら使えて開発しやすい*1ので超小型向きであると言えます．
spacenews.com
ちょっとコーディングしてみた
MobileNetを用いたオンボード画像処理に関する研究
今回このようなオンボード処理を取り扱っている論文として，ISSモジュールのフライトコンピュータで実行可能な機械学習を用いた画像処理モデルについての研究*2について検討をしてみたいと思います．MobileNetとは，Googleがエッジ端末上での機械学習を迅速に行うことができるように作成したネットワークで，最大の特徴としてハイパーパラメータ（width multiplier）によって学習するモデルのデータサイズを調節することができ，実行速度と識別性能に関してトレードオフが出てきている点が挙げられます．
この研究においてはまず複数の機械学習モデルの性能を比較した上で，一番識別性能が嬉しいモデルについてモデルの軽量化を行いオンボードで処理できるようにしています．一方で軽量化したモデルでオンボードで識別した際の識別性能については定量的に評価されていません．どれくらいのスコアになるのか興味があったので追試を行ってみようと思います．
実装
tf.kerasを用いて軽く実装を行いました．流石に生の軌道上データは入手できなかったので使用したデータは４波長で撮影したSAR画像のデータセット（SAT-4 and SAT-6 airborne datasets）です．Google Colaboratory上で実行しているため，メモリ節約のために学習にあたってテストデータを使用して交差検証してます．DataGenerator何それおいしいの？？まだまだ拙いところばかりですので，改善点があれば指摘していただけるとありがたいです．
import numpy as np import tensorflow as tf tfk = tf.keras class mobn_sar6(): """docstring for mobn_sar6.""" def __init__(self, alpha=0.5, depth_multiplier=1): self.mobn = tfk.applications.MobileNet(include_top=False, weights=None, alpha=alpha, depth_multiplier=depth_multiplier, input_shape=(32,32,4)) def build(self): dsimg = tfk.layers.Input(shape=(28,28,4)) x = tfk.layers.ZeroPadding2D(padding=2)(dsimg) # MobileNet対応サイズまでデータを拡大 x = self.mobn(x) x = tfk.layers.Flatten()(x) x = tfk.layers.Dense(256, activation='relu')(x) x = tfk.layers.Dropout(0.6)(x) x = tfk.layers.Dense(6, activation='softmax')(x) self.model = tfk.Model(inputs=dsimg, outputs=x) return model if __name__ == '__main__': # DeepSat SAT6 Datasetの読み込み x_test = sar6['test_x'] y_test = sar6['test_y'] x_test = x_test.T / 255 x_test = x_test.transpose(0,2,3,1) y_test = y_test.T mobn = mobn_sar6() model = mobn.build() model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=tf.train.AdamOptimizer(), metrics=['accuracy'] ) model.summary() early_stopping = tfk.callbacks.EarlyStopping(patience=5) model.fit(x_test, y_test, validation_split=0.2, batch_size=128, epochs=100, callbacks=[early_stopping], verbose=1 )
結果
結果については，皆様の手元でコードを走らせてみれば比較的すぐに出てくると思います．時間が足りない時間が欲しい！！！！！！僕の方でも適宜結果が出次第こちらの記事でもアップデートをかけていくのでまた暇なときにでも覗きにきてください．
深い河を読んでいます
こんにちは，みっくんです．9月最初の連休はいっぱい運動をして筋肉痛がすごいです．
今回は，
そもそも，なぜこの本を読もうと思ったかというと，宇多田ヒカルの”Deep River”が本作品にインスパイアされて作成されたことを知ったからです．
素晴らしい曲だし，本の方も気になる〜〜と思っていたところに片道電車で２時間の遠出の機会があったのでどんどん読んでいきました
あらすじ
舞台は1980年代のインドのヴァラナシ（ヒンズー教の聖地）．何かしらのものを求めにツアーに参加した人（１〜４）と住み着いている人（５）の以下の５人の主人公を中心に展開します．
- 亡くした妻の生れ変りを探している男性（磯辺）
- 愛というものを抱けないことを自覚し，「愛の真似事」を続けている女性（成瀬）
- 動物との深い繋がりを信じて疑わない男性（沼田）
- インパール作戦から生還してかつての戦場で戦友の法要を行いたい男性（木口）
- 日本人的価値観をキリスト教的価値観と融和させようとするあまり教会から異端視される神父（大津）
ちなみに作者はキリスト教徒ですが，登場する日本人のほとんど（主人公５以外）は”典型的”な日本人（無宗教）です．この五人のそれまでの人生が中盤まででそれぞれ描写されて，ヴァラナシで五人の主人公が一つに交差します．果たしてそれぞれの失くしているものを見つけ出すことができるのでしょうか？？
タイトルの意味
タイトルの「深い河」，これには複数の意味が込められていると考えられます．
遠藤周作氏はこの作品を黒人霊歌「深き河（Deep River）」をもとに執筆しており，本文冒頭にも登場しています．
- 個々人の人生
人生は旅だ，などとよく言われますが，今作の中では人生はより受動的な（目には見えない力によってそうさせられている）ものとして描写されています．
また，本文中で全ての人が河につつまれ，それがキリストの博愛と同質のものであることが言及されています．
主人公たちはガンジス川に惹かれます．作中ではインド人にとってそこで死ぬことによって輪廻から解脱することができる転生の河，あるいは醜悪で苦痛に喘ぎながらも人々に恵みを与えているインド（アジア）的な聖母の象徴として清純な欧米のキリスト教聖母に対する対比として描写されています．一方で，この醜悪さや苦痛に満ちたさまはキリストとの共通点として強調されていて，後に述べる「宗教の相対化」の主張を補強しているものであると考えられます．
また，ガンジス川は個々人の人生としての河の合流点であるとも解釈できます．第一に，五人の主人公たちがヴァラナシの地に一同に集っていること．第二に，ヒンドゥー教の聖地として死者を次の世に運ぶという役割（貴賎にかかわらずヒンドゥー教徒は死の間際にガンジス川にきて死ぬことを切望すると描写されている）．これをさらに一般化させて，人種、宗教問わずあらゆる人間を包み運んで行く河であることが描写されています．
上を踏まえると，このガンジス川が「どんな人間であろうと受け入れる」作者のキリスト教観と合致しており，河とキリスト教的な愛の同質性を補強しています．
-
宗教
本作品の最大のテーマであると考えられます．個人に対する宗教（あるいはガンジス川）と同様のものが宗教にも存在しているはずであるということが主張されています．
主人公５が作者のキリスト教観の代弁者・実践者なのですが，彼は「キリスト教の中にのみ神はあるのではなく，他の宗教の中にも神はいるはずだ」と主張します．その後たどり着いたインドでガンジーの「様々な宗教は同じ神から発しており，同一の地点に収束する道であるゆえに，異なる道であろうと構わない」という思想と共鳴することで，宗教は（現在はそれぞれが自身を絶対視しているが実は）相対化し、対話することができるはずのものであると主張していることがわかります．
この主張は上２項と主人公５の行為によって補強されますが，最終的にそのように相対化された宗教が現在において無力である（相対化という考えが布教され広められる必要がある）という結論に至るところで本作品は終了しています．
その点で本作品は価値観の相対化や多様性に対する祈りなのかもしれませんね．
最後に
文章の構成がめちゃめちゃ練られていて精読がめちゃめちゃ楽しかった．．．
↓宇多田ヒカルが本作からインスパイアを受けて作成したアルバム．名盤です．
初音ミクを聞いています（B面）
こんにちは，みっくんです．こちらの記事はB面になります．ぜひ聴いてみてください！
蛍 （Penguins Project）
抽象的な動画とスペーシーなミクの声の裏側には強烈な死の気配が漂っています．最近似たようなコンセプトの曲をどこかで聴いたことあるなぁと考えていたんですが，宇多田ヒカルの「Fantome」でした．
アンスポークンガール（suho）
ころころと変化して行くメロディラインやミクの声が楽しい曲です．地味にコーラスワークも素晴らしい．
サルベージ（osu）
オルタナティブロックでA面の曲とどっち出すか迷った曲．乾いたアルペジオと意味深な歌詞，エモーショナルなサビが素晴らしいです．
スーパーカー（Rework） （七五三）
テクノポップ界隈より．個人的にただただただただ好きな曲なので是非．
アネモネ（uzP）
エモーショナルロック界隈から選びました．エモーショナル＋三拍子＝超エモーショナル，って感じです．激しいギターサウンドの中の儚げなミクの声がすごくいいです．
ストラテリウム（ねこぼーろ）
ササノマリイとして商業で活躍しているねこぼーろ氏が去年の初音ミク10周年に寄せて投稿した作品です．初音ミクにたいして，よりは初音ミクのクリエイターに当てた作品になっています．
思慮するゾンビ -takamatt Remix- （takamatt）
「哲学的ゾンビ」を扱った奇作をEDMチックにリミックスした本作．涅槃が見える．
Drain （ELECTROCUTICA）
A面でも紹介したTreow氏らによるクリエイターユニットの作品．すごく前衛的な作品でなかなか言語化できないです．．．
なないろの朝（Wato）
B面のラストはピアノジャズな１曲．なかなか変拍子なのにさらりと聞かせてくれます．題の通り朝目覚めた時に聞きたい曲ですね．
A面はこちら
初音ミクを聞いています（A面）
こんにちは，みっくんです．8月ももう終わりですね．．みなさんこの夏はいかがお過ごしでしたか？（僕は院試勉強でヒーヒー言っていました）
唐突ですが，今日は8月31日，
そう，初音ミクの発売11周年記念日です！！
ここ8年ほど初音ミクの曲を聴いているので，今回はその中から分野を絞って（ロック，エレクトロ，ポップ），いくつか曲を紹介していきたいと思います ．
ロック系
morning haze（keeno）
まず１曲目はポストロック界隈からロックバラードの名手，keeno氏（代表曲：glow, crack）の曲を選びました．静かに入ってる鐘のような音とコーラス，それに抽象性の高い動画が色々な想像を掻き立ててくれる素敵な動画です．
Fireworks（whoo）
オルタナティブロック界隈からは，whoo氏の曲を選びました．夏の終わりに聞きたくなる，どこか哀愁を漂わせたギターの鳴り響くAメロの後の（題名の通り）パッと花火が開くようなサビ，それに円をテーマにした動画がとても印象的です．
エコー（絵師じゃないKEI）
ロック系のトリはKEI氏（代表作：「Hello, Worker」，「ピエロ」）の初期の活動の集大成であるこの曲です． ロックの王道を行くような作品ですが，抜けるような透明感のあるメロディとメッセージ性の強い歌詞はいつ聴いても色あせることがありません．
エレクトロ系
夏に去りし君を想フ（baker）
ダンスミュージック界隈からは「踊ってみた」の人気曲を選びました．作者は「celluloid」「サウンド」などで知られるbaker氏．ハウスミュージックに乗りながら，「アルパカが冬毛と夏毛を行き来するのはなぜか？」という大いなる謎に挑戦する曲です．
Chaining Intention（MV）（Treow，MV：まさたかP）
テクノポップ界隈からは有名曲，有名MVですがこちらを選びました．MVはMMDというフリーソフトで作成されており，そのソフトを用いた動画コンペで大賞を獲った作品です．一人の人間が無償で発表された楽曲を用いてフリーソフトを用いて創作の輪を広げていく，いかにも初音ミクを象徴する動画です．
We are friends, aren't we? （宮沢もよよ）
エレクトロニカ界隈からは尊敬してやまない自称・女子高生（2012年当時）ボカロP，宮沢もよよさんの作品を選びました．浮遊感の強い，エレクトロニカ！！な作品をいっぱい発表しています．この曲は特に楽曲の構成が好きで，間奏からラストサビへ向かう部分が音構成の極致で，まさにそのまま昇天してしまいそうなほどです．
ポップ系
トリコロール・エア・ライン -tropical resort remix-（OSTER Project）
ブログのそこかしこに航空要素を挟んでいくスタイル．飛行機に乗ってどこかにいくときに必ず聞く曲を選びました．あつぞうくん氏のボサノヴァの原曲を大胆にサンバ風のラテン音楽に再構成した一曲．聞いていると全てを放り出してバカンスに行きたくなります．リミックスを担当したOSTER Project氏は「ミラクルペイント」「マージナル」「Alice in Musicland」などの代表曲がよく知られており，最近はaikoの編曲などにも参画していて活動の場を広げている実力派です．
Tomur（におP）
R&B界隈からはにおPのバラードを選びました．題名はアイスランド語で「空白，空虚」の意味だそうです（アクセント付き'o'の出し方わからなかった）．流れるようなピアノの音と豊かなコーラスワークで大切な人を失った時の心情を歌っています．寝る前に聞きたい曲です．
Leucocoryne（ryuryu）
A面のトリは民族音楽（？）部門からryuryu氏の曲をチョイス．まっさらな雪原で踊りまわっているようなワクワクする曲調に乗せて，移ろいゆく世界の中で変わらないものがあることをエモーショナルなミクの声が歌い上げます．余談ですが，動画に使用されている絵は全てボールペンで書いているそうです．
以上になります．結構各分野３曲ずつに絞るの大変だった（なんならジャズやブラックミュージックは全く入っていないわけだし）のですが，間違いなくオススメの９曲になっているはずです！
もう少し聞いてみたいという人がいましたらさらに趣味に突っ走ったB面の方も作成しましたのでぜひ見てみてください．
ゲリラ豪雨を聞いています
こんにちは，みっくんです．いよいよ夏本番ですが，なぜ僕は院試勉強しかしていないのでしょうか．．．？（吐血）
さて，勉強の合間のエントリーなので最近勉強のBGMに聞いている楽曲を紹介しようと思います．
こちらの曲は spotifyのお正月のCMでタイアップしていたので覚えている人も多いのではないでしょうか．ゲリラ豪雨〜♪と繰り返すパートはとってもキャッチーで何度も聞いてしまう不思議な中毒性があります．「ゲリラ，get it out」とか「ミルフィーユ，feel」など，様々な韻を踏んでいて聞いていて飽きません．
２番のあたりからゲストボーカルの向井太一も参加してウェットな歌声もあいまって１番に比べさらにメロウになって展開していきます．聞いててとても楽しい気分になる曲ですよ．
あと，この前学科の友人と勉強していた時に同じタイミングで聞いてて笑ってしまったのでこの曲も紹介します（あまりに有名なので紹介とは．．という感じですが）
Chainsmokersの出世作です．発表当時クラブに行くときにいついってもかかってて笑ってしまった記憶があります笑
サビ後（？）のメロディラインはいまでも全然色褪せませんね．
紹介した楽曲のspotifyリンクになります↓
（向井太一絡みで好きな曲．この前初めて歌詞を見たのですが，どうやら韓国の歌手の方とのコラボのようです）
伊藤計劃トリビュートを読んでいます
こんにちは、みっくんです。台風に院試とか諸々を洗い流して欲しい心持ちです。
今日は勉強が捗らないのでちょっと気分転換に「伊藤計劃トリビュート」（ハヤカワ書房）を読み返していました。全8編収録（文庫本で800ページ（！））のうち2編を読んだので、ネタバレしない範囲でちょっと感想を書き溜めておこうかなぁと思います。
伊藤計劃氏は00年代に活躍して34歳で夭折したSF作家です。近年、長編作品の「虐殺器官」と「ハーモニー」がアニメ映画化されたので知っている方も結構いそうですね。
さて、今回読んだ第１編「公正的戦闘規範」（藤井太洋）と第７編「フランケンシュタイン３原則、あるいは屍者の簒奪」（伴名練）について読んだ感想を簡単に書いていこうと思います。それぞれの作品は「虐殺器官」、「屍者の帝国」（円城塔が伊藤氏の死後に書き継いだ長編）を意識して書かれていることがわかります。こういう原作者へのリスペクトを随所に感じられるのがトリビュートの良さですね。
「公正的戦闘規範」について、舞台はドローンが安価な自律無人戦闘機として無差別テロに拡散・使用されるようになった中国です。主人公の公正は幼少時に配布されていたゲームアプリの特殊な仕様に気づいてチベットの紛争に巻き込まれて行きます。曲がりなりにも航空宇宙工学徒の端くれなので、ドローンの最近の隆盛とその行き着く先について色々考えさせられました。
展開としてはだいたい虐殺器官に対するオマージュなのであまり掘り下げても無粋かなぁという感じですね（これを面白いと思った人はぜひ虐殺器官も読もう）。この作品集全体の（というか伊藤計劃作品の）雰囲気を掴むにはとてもオススメです。
「フランケンシュタイン〜〜」について、タイトルの通り人造人間フランケンシュタインとバイオテクノロジーの隆盛による人間性の変化についてを扱った短編となっています。主人公の切り裂きジャック、ライバルのナイチンゲールの他、様々な歴史上の人物が色々な形で登場していて独立した冒険譚としてもとても面白いです。個人的にはトリビュート８作品の中で一番好きですね。
物語は「人間の生は何を持って定義されるのか」をつきつめていく形で展開して行きます。また、「The Indifference Engine」の小ネタや”『虐殺器官』終盤の決定的な嘘”、”『ハーモニー』終盤の致命的な嘘”（作者あとがきより）を用いた読者サービスもあって思わずにやりとしたり，
物語の終盤、ある生者が死者に対して言葉を投げかける場面では、これ実質作者の計劃氏へのラブレターでは‥‥とか思ったりしてエモみの波状攻撃を食らったりなどしました。そういう意味では伊藤計劃作品を一通り読んだ人にはすごくおすすめできる作品だと思います。
長々と書いてしまいましたが以上です。院試やめてぇ‥‥
