デジタルツインと生成AIが繋がった世界を構築する

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2023/2/17 (Fri) 高知県工業技術センター【技術者養成講座】「デジタルツイン」と「生成AI」が繋がった世界を構築する Feb. 05, 2024 ver 0.7 created. Feb. 08, 2024 ver 0.8 updated Feb. 09, 2024 ver 1.0 updated 株式会社DigiDockConsulting 常務取締役CTO Elixirコミュニティ「fukuoka.ex」「ElixirImp」「LiveView JP」オーガナイザ国際カンファレンス「ElixirConf JP」ファウンダー AIスクール「AIジョブカレ」福岡校開校講師北九州市立大学「プログラミング論」教授級非常勤講師北九州高等専門学校特命教授 / コンピュータ研究部指導員 piacere / 森正和

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はじめに ● 本講義は、2023年に飛躍的な進化を遂げた生成AIの現在を把握した上で、今後、現実のビジネスや生活だけに限らず、近年デバイスが充実するVRやAR、MR等の領域においても大きく変革を遂げていく未来を学べるセッションです ※10ページ程加筆していますのでスライドをアップします ● 現在は、人のように振る舞うチャットや文章解析、お絵描き AI、動画生成等が生成AIの中心に見えますが、ここからはバーチャル空間や「現実のデジタル化」、デジタルツインといった領域での活用が大きく発展していくと予想されます ● プログラミングや数学の知識は不要です未来の接近を大いに楽しんでください

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目次 02 03 04 01 05 06 自己紹介＆自社紹介 AI・MLの10年の変化と生成AI 「デジタルツイン」とは？現在は既にデジタルが現実と融合デジタルツインとAIの融合こうした世界を創る上での課題 07 質疑応答タイム

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4 自己紹介＆自社紹介 02 4

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my favotite technologies & implements == == Real Online VR / AR my favotite technologies & implements Twitter / NeosVR / Discord @piacere_ex Github / YouTube / Qiita @piacerex 41年前からプログラマ（職業のそれは28年） PM／PdM／PO歴：26年／18年／7年アジャイル歴：25年 (eXtreme Programming) 書けるプログラミング言語：158言語小学4年生でゲームプログラミングを始め、現在もプロダクトとOSSを開発し、事業やコミュニティの優位性へと転用するエンジニア／3社の経営者／PO 大手企業をメイン顧客として、IT事業／データ分析／VR・AR／分散・並行技術／UX・D2C指導を提供技術コミュニティも複数発足・主催しており、毎月イベント開催とLT、ライブコーディングをこなす piacere / 森正和 “piacere” is an Italian word, means “Joy” メタバースの影響を受け、デジタルじゃ無いツインにｗ

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活動 ≒ 事業＋コミュニティ＋育成（エンジニア、学生） ● 北九州市立大学教授級非常勤講師「プログラミング論」 ● 北九州高等専門学校特命教授コンピュータ研究部指導員 ● ラジオFM KITAQ「Technology Cruising Night」パーソナリティ ● 株式会社DigiDockConsulting 常務取締役CTO ● ほかIT企業2社経営、技術顧問3社担当 ● Elixirコミュニティ「fukuoka.ex」創始者 ● Elixir国際カンファレンス「ElixirConf JP」創始者 ● 「ElixirImp」「LiveView JP」ファウンダー ● AIスクール「AIジョブカレ」福岡校開校者 ● Elixirスクール「Elixir |> College」創始者 ● 高知県工業技術センター AI・機械学習研修講師 ● 上級AI開発コミュニティ「IAIFukuoka」発足人 ● 独立行政法人中小企業基盤整備機構コンサルタント

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Elixirで会員制Webアプリを20分で構築・改造するライブ「ElixirConf Mori」で検索してください (YouTube検索でも) 海外ElixirConfでライブコーディング登壇 (YouTubeも) https://www.youtube.com/watch?v=t5TT0-mI2O4

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DigiDockConsulting: 先端技術で世界を改変する企業 SaaS a Box / IoT Distributed System Concurrent System Elixir Data Science Machine Learning Edge Computing VR / AR D2C Digital Marketing Huge Connections Space Data Utilize Low Latency Micro Service Insourcing IT Material Creation Business Optimize Data Analysis HRD Elixir-Prod. Support DX Diagnostic Tool DX / Digitalization

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DD.デジマパック：AI・MLがWeb最適化し、D2C実現 All in one デジタルマーケティングプラットフォーム DD.デジマパック Web／SNS行動解析 Web／SNS課題抽出 AIによる改善提案改善施策実施改善効果検証 ECサイト制作支援掲載商品撮影支援受注管理支援商品保管、管理支援商品配送支援 ①WebサイトとSNSのファン行動分析から改善施策をAIが自動で提案、効果検証も可 ②ファンとの交流起点となるEC構築と、受注／商品保管／配送の実業務まで全カバー顧客データ分析・管理営業活動支援顧客アプローチ D2C／ファンコミュニティ ③D2Cを立上げ、ファンと共に成長していく世界標準の事業 DD.デジマパック D2Cアドバンストエディション

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AR測量レス（同左）起工測量光波 GIS (RTK測位) 丁張設置 AR丁張レス ICT丁張レス起工測量光波従来施行中小企業約1週間以上（5～20倍） ※丁張運搬の負荷や資材不足、天候不良等で長引く ICT施行大手企業 1日以内（数時間） AR施行企業規模問わずに利用可能 2cm精度のCADを現場で見ながら測量・丁張不要の即日施行で20倍速＋費用10倍低下丁張重機施行 ICT重機施行図面検証図面検証レス図面検証レス GNSS搭載重機月レンタル100万 GNSS搭載重機と同等以上の快適な体験を月数万円で AR重機施行内業CAD帰社帰社レスCAD A B C 内業CAD 内業CAD修正内業CAD帰社内業CAD修正 Nonfi①…CADデータを現実上に位置情報で合成

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VRに取り込んだ都市や山林の点群データ上に、VR内で建物を建てて「VR建築」し、それをARで現実上に投影する「AR建築」により、現実空間で歩き回りながら実在の建物同様に見渡したり、建物内に入って内見できます AR建築により、建設業や土木業のプロトタイピングを VRとARで可能とし、まるでソフトウェア開発のように建築や都市計画を気軽にシミュレーションできます他にも、アバターやアーティストのフォトグラメトリを AR建築すれば、音楽アーティストやアニメ等の聖地巡礼イベントや、地方創生などの領域にも応用が可能です NrealLightやApple Glass等のARグラスや、MojoVisionと Innovegaが開発しているARコンタクト、もしくはQuest ProのようなMRデバイスを使えば、現実と地続きでこの世界に没入できます VR空間に建てた建物や都市、モニュメントを現実上に「AR建築」し、内見も可能 Nonfi②…VR空間を現実に投影する（現実改変）

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Bright: エンジニアやPM、デザイナーを評価/採用/育成

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13 AI・MLの10年の変化と生成AI 02 13

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AIの歴史はコンピュータが生まれたのと同じ70年前からこの2度目の冬にニューラルネットワークとマイクロカーネルOS の研究・開発を並行していましたそれらが今の活動に繋がってますここの内訳を解説します 2023年～高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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2012～2017年：ディープラーニング誕生、過剰な期待 ● 2度に渡る「AIの冬」の間もAI研究を続けた「AIの父」、ジェフ・ヒントン博士 (75歳！) が所属するGoogle AI研究チーム (現在は「Google Brain」と呼ばれています) が、猫の画像だけを見て、まるで人のように「これは猫だ」「これは猫では無い」と識別できるデモをしたことで、ディープラーニングは脚光を浴びました ○ 人が猫の概念を一切教えなかった点が革新的で、AIがデータ (ここでは大量のYouTube動画の猫) から勝手に学習したことで、知識に関するプログラミングが不要となった点が、当時のAI研究を覆す衝撃でした ● ここから、人のように物事を認識できるAIを生み出すことができると期待が募った訳ですが…それは過剰な期待でした高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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2018～2020年：失望期 (しかし水面下では革命前夜) ● 鮮烈なディープラーニングの誕生から6年経過した頃には、当初AIに抱いた期待が叶わなかったり、入門しても仕事があまり無い等のハードルにより、ブームに翳りが見えました ○ 本AIセミナー講義が始まったのも、この時期でしたｗ ● しかし水面下では、下記を代表とするモデルが生まれ、これが現在の桁違いなAI発展に寄与しています ○ 自然言語モデルのブレイクスルー ■ Transformer、BERT (Attention) ○ 自然言語モデルから他タスクのモデルへの転用 ■ ViT (Vision Transformer)…画像解析 ○ AIがAIを生み出す (人は学習させたいデータ提供のみ) ■ AutoML、AutoML Zero 高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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2021年～現在：人に近いAI出現＋コロナでデジタル浸透 ● 前述したモデル群およびその進化系モデルが生み出す出力が「人にとって違和感を感じないレベル」へと洗練され、実務での利用や、テック企業での採用が一気に進み、一般層にも急速にAIの有用性が浸透していきました ● このブレイクスルーには、以下2点の発見が大きく影響 ○ 膨大なデータからの学習 ≒「事前学習」 ○ 事前学習済みモデルの高速な再学習 ≒「転移学習」 ● また社会的背景として、コロナ到来により仕事観や生活観が大きく変わったことで価値観が変容し、対面や口頭の交流が絶対的なもので無くなったことで、デジタル活用が当たり前となった点も、AI浸透に大きく影響したと考えます高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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70年に渡りAIに抱いた夢がとうとう叶い始めた10年間 2023年 ● 人と同等の知的処理を「強いAI」と呼びそのレベルに至らない知的処理を「弱い AI」と呼びますが、近年のAIは、膨大なデータが、Attentionにて人に近い処理がされ、前者に近づきつつあります ● 自我を持つレベルは至っていないものの人に近いかソレ以上の振る舞いの始まり高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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人の平均以上を数年前に超えているのが現在のAI・ML ● GLUEという自然言語処理の評価によると、2019年にはAI・ML が人の能力を実は超えていることが発表されています ● そんなAIが、今後、どのような世界を創造していくのかを、一緒に見ていきましょう高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～最近トレンドの生成AI～より

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お絵描きAI…現実に無い人や物体を文字や画像から生成 ● 複数の文字列や元画像から、膨大な知識を使って画像生成します ● 人では不可能な速度で高いクオリティの画像を簡単に生み出すことができます (後で実際に開発してみます) ● なお実物の人間写真から架空のアバターを生成することも可能高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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ChatGPT…人と同じかソレ以上の知識で対話できるAI ● テキストで質問すると、膨大な知識から適切な回答を行います ● 文脈も解釈してくれることで、物知りを相手に会話してる感覚 ● 企業(Google) の採用試験で上級を合格し、執筆した論文が査読で見抜けない… ● プログラミングもできてしまう高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～AIの基本から最近トレンドAI手法まで～より

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● 下記のように指示するとスケジュール表を作成できます ● 表をコピーしてスプレッドシートに貼り、日付を上部に入れて、下記式を全日に入れると、ガントチャートが簡単に作成できます ● なお、指示を細かくして、各タスク毎のスケジュール調整などを AI上で行うこともできますが、人が調整した方が早いですｗ AIにスケジュールの草案をまとめてもらう一般的なAIでは無く、「生成AI」をはじめて学ぶセミナーを9/15に主催する（本日は9/1）準備タスクを提案し、スケジュールを立てて、表形式で提示して各タスクの内容と、調査すべき情報、開始日、終了日も表に組み込んで生成AIは、ChatGPTとBingを使った活用例を盛り込んで =if(and(F$1>=$D2,F$1<=$E2),"■","") 高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～最近トレンドの生成AI～より

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1クリックで動画を要約すればダラダラ見なくて済む ● 「YoutubeDigest」プラグインをインストールすれば、YouTube 動画を要約してくれます ● インストール後、「Summary Language」を設定し「Save」ボタンをクリックします ● YouTubeを開くと、右上に「Summary」と出てくるようになるのでクリックすると動画の要約が生成され、要約に沿ったタイムラインのリンクも生成されます https://www.youtube.com/watch?v=h_wwbSje48I 高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～最近トレンドの生成AI～より

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弊社：Webサイトをユーザー行動に合わせてAIが最適化 All in one デジタルマーケティングプラットフォーム DD.デジマパック Web／SNS行動解析 Web／SNS課題抽出 AIによる改善提案改善施策実施改善効果検証 ECサイト制作支援掲載商品撮影支援受注管理支援商品保管、管理支援商品配送支援 ①WebサイトとSNSのファン行動分析から改善施策をAIが自動で提案、効果検証も可 ②ファンとの交流起点となるEC構築と、受注／商品保管／配送の実業務まで全カバー顧客データ分析・管理営業活動支援顧客アプローチ D2C／ファンコミュニティ ③D2Cを立上げ、ファンと共に成長していく世界標準の事業 DD.デジマパック D2Cアドバンストエディション

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弊社：今年、エンジニア等の評価やPM支援をAIで可能に

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26 「デジタルツイン」とは？ 03 26

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● Teslaの車は人を認識し、運転手の代わりにブレーキします私達の現実の一部は、すでにデジタル空間と融合済み ● どこの駐車場に停めたか忘れたとしてもスマホが車の場所まで道案内 ● Teslaオーナー同士の繋がりも従来の親近感に加え、SNS時代の繋がりも加味されている総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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現実空間がデジタル空間で処理され、現実に反映される ● Teslaが現実の車をAIで処理する際、車の挙動という現実が「データ化」され、デジタル空間内で再現され成立します ● このような、「現実」と「デジタル空間」で全く同じ情報を持つことを「デジタルツイン」と呼びます総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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● Quest Proは現実とバーチャル（AR、VR）を地続きで融合コロナ以降、現実は本格的に「オマケ」「サブ」に ● つい先日、発売されたApple Vision Proや、昨年発売された Quest 3等でも同様の体験可能 ● 現実の作業場所とバーチャル上の会議ルームを切り替え可能 ≒時間と場所を超越している総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より流用

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AR測量レス（同左）起工測量光波 GIS (RTK測位) 丁張設置 AR丁張レス ICT丁張レス起工測量光波従来施行中小企業約1週間以上（5～20倍） ※丁張運搬の負荷や資材不足、天候不良等で長引く ICT施行大手企業 1日以内（数時間） AR施行企業規模問わずに利用可能 2cm精度のCADを現場で見ながら測量・丁張不要の即日施行で20倍速＋費用10倍低下丁張重機施行 ICT重機施行図面検証図面検証レス図面検証レス GNSS搭載重機月レンタル100万 GNSS搭載重機と同等以上の快適な体験を月数万円で AR重機施行内業CAD帰社帰社レスCAD A B C 内業CAD 内業CAD修正内業CAD帰社内業CAD修正弊社：Nonfi①…時間と場所を超越することで業務高速化

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31 現在は既にデジタルが現実と融合 04 31

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Socirty 5.0：デジタル空間と現実が「1つの世界」に ● これまでインターネットやクラウド、そしてそれらの中で動くソフトウェアやWeb、AI・ML等は、私達の住む現実とは異なる世界のものでした ● そうしたデジタルへの意識的なアクセスによる活用社会を「Society 4.0」と呼びます (内閣府HPより) ● 一方、デジタルの世界を現実と融合し、意識せずともデジタルの恩恵が受けられるようにした社会を「Society 5.0」と呼び、現実で起こった事象をデジタル化し、処理結果を現実に反映します総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より流用

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現実→メタバース：ポケモンGo、モンハンNow

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メタバース→現実：メタバース上の活動が現実を改変 AR／MRで可視化 ※Meta Quest 3、 Apple Vision Pro 発売で盛り上がる 3DP／IoTで物理化

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VRに取り込んだ都市や山林の点群データ上に、VR内で建物を建てて「VR建築」し、それをARで現実上に投影する「AR建築」により、現実空間で歩き回りながら実在の建物同様に見渡したり、建物内に入って内見できます AR建築により、建設業や土木業のプロトタイピングを VRとARで可能とし、まるでソフトウェア開発のように建築や都市計画を気軽にシミュレーションできます他にも、アバターやアーティストのフォトグラメトリを AR建築すれば、音楽アーティストやアニメ等の聖地巡礼イベントや、地方創生などの領域にも応用が可能です NrealLightやApple Glass等のARグラスや、MojoVisionと Innovegaが開発しているARコンタクト、もしくはQuest ProのようなMRデバイスを使えば、現実と地続きでこの世界に没入できます VR空間に建てた建物や都市、モニュメントを現実上に「AR建築」し、内見も可能弊社：Nonfi②…VR空間を現実に投影する（現実改変）

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36 デジタルツインとAIの融合 05 36

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データ化された現実から未来予測し、現実側に影響・改変 ● デジタルツインにて、現実で起きることをカメラやマイク、センサーで拾うことでデータ化すれば、現実で起こった事象をソフトウェアがデータ分析し、AIで未来予測できます ● 未来予測から、現実上に対する自動制御や表示等を行うことで、「現実での未来予測」を叶えられる (ChatGPTで確認) ○ エッジデバイス：スマホ／タブレット／IoT ○ 移動体：車／電車／ドローン／人工衛星など ○ 表示機器：サイネージ／ディスプレイデバイス ○ 音声機器：スマートスピーカー／館内放送 ○ 広域環境：高速道路／公園／展示場 ○ 人間：上記デバイスを通じて、提案や警告を受け取る ○ 3Dプリンタ：デジタルデータを物理世界に出力し、改変総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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現実→メタバース→現実：現実がAIで処理され、現実改変 AR／MRで可視化 3DP／IoTで物理化 AIが現実の未来を予測 AIエージェントがニーズに答える

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今後の世界は現実の方が「オマケ」「サブ」になっていく ● デジタルツインで現実がデータ化されていくと、「データ」がもはや「現実」と同じものであると扱われる ○ このとき、現実とは「情報源」の1つに過ぎなくなる ● つまり、現実を表現するには、「デジタルオブジェクト」で充分で、それは現実よりも取り扱いやすいものとなる ● ここから更に一歩先に進むと、「デジタル側の変更により現実が改変される」といった世界が構築されていく ● 現実がメタバースのようになる総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～意思決定のためのAI・機械学習講座～より

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メタバース→現実→メタバース：現実はデータに過ぎない同一メタバースを改変異なるメタバースを改変

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● この頃から土台となるアプリをすでに作り、コラム化していた ● 「Qiita AR投影」でググってください弊社：こうした時代の到来を未来予測し、4年前に先回り

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現実とメタバースがループするSocirty 5.0世界へようこそ ● 現実は、これまでの現実の在り方と全く異なってきており、メタバースやAIと相互影響を及ぼし合う寸前になってます

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未来予測：お絵描きAIアバター同士でAIに補助され会話 ● 性能向上した技術によりリアルの人同士の会話がガラッと変わる ● リアルタイムにお互いアバター化された姿に ● リアルタイムで翻訳され、言語が壁で無くなる ● 会話内容も曖昧な内容から自動的に詳細化 ● 容姿や頭の良さは全て無意味に高知県工業技術センター【技術者養成講座】AIセミナー～最近トレンドの生成AI～より

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弊社：これらを叶える技術を今年から事業開始します会場のみのデモ

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補足：Z／α世代はこれら2つの世界に生まれてすぐ同居 ● Z世代とα世代は、生まれたときからSNSとスマホがあったことで、私たちの世代とは、明らかに異なる世界の住人です ● 同じ「現実」に住んでいるものの、彼ら／彼女らの居所は、決して現実だけが唯一の場所では無くなっています ● この特性で、本日お話したような世界観をナチュラルに受け止める土台がそれなりに出来あがっています ○ 私のVR友達の多くもこの世代で、VR世界に生きてます ● 「スマホを取り上げて、自然に触れさせる」と言った私たち世代の正解観を強制するようなことは絶対に止めてください ○ それは、「生きる場所を奪う」ようなものです…

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人の意思決定や組織もデータに過ぎない：DAO+AI・ML ● 経営者やリーダーといった人すらシステムで置き換えできる ○ DAO (自律分散組織) は投票での意思決定／資金調達／分配が、ネット上に配置されたルール (≒スマートコントラクト) によって実現できる仕組み ○ AI・MLは、ルールを規定せずとも利用者の行動データからの学習により意思決定を行えるので、DAOとの組み合わせにより、資金調達／分配 (と業務) を自動化できる経営者やリーダーが必要株式会社経営者やリーダーは不要 DAO システム/ロボットで運用される企業 AI・MLで意思決定 /運用される企業働く人が必要働く人は不要 ● 人類はすでに上記のテクノロジーを手に入れており、企画と技術、UXがあれば、働く人が不要になる総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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現代はとっくに未来でサイバーパンクな地点まで来てる ● これらの例は、現実が単なるデータでしか無い世界、つまり「アフターデジタル」に移行したことを意味します ○ 「メタバース総生産」を導入検討中のドバイは移行済み ○ 全国民、デジタル生活が当たり前の中国も移行済み ○ 日本でも、Z世代 (25歳以下) やミレニアル世代 (26～ 41歳) は、現実とスマホ／SNSの世界の両方に同居する住人と化しており、ドバイ／中国には劣るが移行済み ● 「②世界は、現実世界の方が『オマケ』『サブ』になる」というのはやや寂しい展開に聞こえるかも知れませんが、逆に「自分がどこの世界で生きるかを選べる」こと自体は、より平等な社会の到来とも言えます ○ 「メタバース」の本質は、生きる世界を選択できること総務省主催「自分ごとにするDX」「本当のDXはSF的で未来志向、そしてサイバーパンク」より引用

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49 こうした世界を創る上での課題 06 49

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デジタルツインと生成AIの世界を創る上での課題と解決策 ● 課題 a. 事業性が見えにくい b. 現在の生成AIはオープン型のため、社内や工場での利用困難 c. 「AIエージェント」が未成熟 d. デジタルツインを実現するための高性能コンピュータが必要 ● 解決策 ※ｂとｃは今後の勉強会 (後述) で共有していきます a. これまでのIT化やDXの延長上であり、製造・物流のOTが鍵 b. フェデレーテッドラーニング…企業内でAI利用を可能とする c. MicrosoftやApple、Meta (国内だとNTT docomo、NEC等) が昨年から開発に乗り出したので、今後整備されていく想定 d. 現在のアーキテクチャに縛られないコンピュータの発明 (非ノイマン型コンピュータ、量子コンピュータ)

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ａ．企業の活動もデジタルツインが今後メインになる ● 営業／マーケティング／経理のデジタル化の次は、製造・物流のデジタル化で、鍵はOT (Operational Technology：制御技術)

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● 現在のコンピュータは、70 年前に構想され、デジタルツインや生成AIを構築するのに最適とは言えない ● フォン・ノイマン・ボトルネックを打破することで、解消できると2年前に着想 ● 共同研究やニーズ／シーズ特定を経て、来年4月から本格開発に入ります ● 「Elixir Chip 宇宙」で検索ｄ．現在アーキテクチャに縛られないコンピュータの発明