宇宙を活用したプランクトン研究
1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております、宇宙話。今回は、宇宙にいるメリットを最大限に活用する。
海洋プランクトンを人工衛星で見る、そんな研究を紹介していきたいと思います。 人工衛星の目を使って、地球上ではできない実験をする。
これこそが、宇宙開発をするメリットでもあると思います。 そんな中で、地球上での生物たち、そして僕たちが吸っている空気の基盤を作っている
プランクトンに関する研究が、人工衛星のおかげでガッと進みそう。 そんな研究内容を今回紹介していきたいと思います。
AIの話とか、いろいろ出てくるので、好きな人も多いんじゃないかなと思います。 ぜひ最後までお付き合いください。
3,2,1, Ignition!
Space to the Black Hole!
Japan to Mars!
笹木亮の宇宙話
2023年10月23日、始まりました笹木亮の宇宙話。
このチャンネルでは1日10分、宇宙時間をテーマに、天文学で白紙号を取得した専門家の梁が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。
本日でエピソードが1010話目を迎えております。 基本的には1話完結でお話ししておりますので、気になるトピック、気になるタイトルからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。
前回、前々回はスペシャルゲスト会というところで、準レギュラーのヒロに来てもらいました。 もう毎日毎日世界中飛び回って、宇宙ビジネスのカンファレンス出てっていうので、
日本国内で一番最先端の宇宙ビジネスの現場のところに立っている1人なんじゃないかなと、個人的には思っていたりするので、ぜひ彼の話している内容とかは、興味あったらぜひ聞いてみていただけたら嬉しいです。
その前とかもね、アメリカ版のハヤブサミッションのお話だったりとか、 あとはその前とかだと月特集がーってやってましたね。新しく特集どんどん始めていこうかなと思ってますので、ぜひそちらも楽しみにしておいていただけたら嬉しいです。
好きなところから聞いてもらって面白かったらぜひチャンネルのフォローもよろしくお願いします。 ということで、じゃあ一体今日はどんな話をしていくのかっていうところでは、
地球全体のプランクトンを宇宙から観測していく、 そんな研究の内容を紹介していきたいと思います。
僕こういう種類の研究内容めちゃめちゃ好きで、何かっていうと、 宇宙から見ることが地球上ではできなかったあることを解決してくれるっていうような、
宇宙ならではの研究ってやっぱりいいと思うんですよね。 そんな中で今回は、地球ってほとんど海が占めてるわけじゃないですか。
海がその全体を占めている中で、全体の大きな割合を占めている中で、 その中にいるプランクトンに注目して、
地球上いろんな海にいるいろんなプランクトンが一体どういう動きをしているのか、 これを衛星データを使って、そしてAIを使って明らかにしていく。
そんな手法が提案されていたので、今回はこちらを紹介していこうかなと思っております。 これはきっと僕たちの生活というか、
支えてくれる部分はかなり大きくあるし、 地球環境を考える上でも影響力ものすごく大きいなぁと思っている部分でもあるので、
結構楽しんでいただけるんじゃないかなと思うんですね。 で、海洋プランクトンって聞いて、みんな何かピンときますか?
ここ結構、プランクトン、僕も正直プランクトン、 まあ何か
海に漂ってるちっちゃい生物たちかな、ぐらいしかないんですよね。 まあでもこれって穴勝ちとらえ方としては間違いではなくて、
国立科学博物館のホームページから拝借する情報によるとですね、 水中に遊泳能力は比較的弱く漂っている生物たち
っていうところになってますね。 で、これがだいたい1,000分の1ミリメートルとかっていうような小さな
あのバクテリアみたいな大きさのものだったりとかっていうところになっていると。 で、なんかプランクトンはなんかフラフラ
わーって浮いている者たちのことを指すし、逆になんか遊泳能力が高かったりすると ネクトンって呼んだりするらしいんですよね。
ここは僕も初めて知りましたね。 ネクトンっているんだーみたいな。
プランクトン、こういう浮遊生物のことであり、 海洋の表面とかに結構存在していたりすると。
で、これによって実はこの海洋プランクトンたちっていうのは、 地球を支えているといっても過言ではない役割をかなり担っているらしいんですよ。
地球上の炭素の、炭素固定の大体半分になっていたりとか あとは
海洋植物たちの植物毛の基盤になっていたり。 なんかよくクジラとかがバーって大きく大きい網食べるとかあるじゃないですか。
地球上のプランクトンの動態調査
とか、プランクトンを摂取して体の栄養にしているっていうものを考えると、 海洋の中のその植物毛っていうところには結構
重要な役割を担っているんですよね。 さらに生物の炭素ポンプっていうところを通じて、
大気中の二酸化炭素の濃度っていうのを調整してくれているのも、 実は海洋プランクトンであるというところで、これだけ聞いても
海洋プランクトンが地球にとってかなり重要だっていうことは分かりますよね。 ただこのプランクトンがどういう種類が海洋の中の海の中のどういう場所にいて、
海流だったり、海の温度が上がったりっていうところをしながら、 どうやって動いているのか、群衆動態って言うんですけど、
群れとしてどうやって動いていくのかっていうところを調査することっていうのは、 なかなかできていなかった。
で、これ理由は簡単で、地球でかすぎる問題ですね。 地球全体をそうやって俯瞰してみるっていうことができずに、
学術的な研究でも、ある一部の地域のプランクトンたちをモニタリングするっていうことはやられてたけど、
じゃあ今地球の裏側でどうなっているのか、みたいなことは把握することができなかったってことなんですよね。
っていう課題があったと。で、そういう課題って結構宇宙っていうの相性いいんですよね。
宇宙上に人工衛星飛ばして、リモートセンシングで上から写真を撮ったり、 画像で情報を撮ったりする、そういったことをやっていくことで、
宇宙ってもう俯瞰して、そして地球の周りを定期的なペースで回っているから、 万變なく情報が取れていくっていう、そういう特徴があります。
そんな人工衛星のリモートセンシングの特徴をプランクトンの動態調査っていうところに活かせるんじゃないか。
そこが今回の研究の着目点だったんですよね。 現場観測に対して衛星のリモートセンシングの弱点っていうのは、得られるデータの種類だったりとか、
あとは海の色のデータだけですとか、環境の温度ですとか、それだけに限られていて、
プランクトンを直接観測するっていうことが今まではできなかったんですよね。 今言ったみたいに人工衛星って何か他の目的を持って打ち上げられているものだから、
リモートセンシングの衛星にとってプランクトンを見るっていうことはメインのミッションではないんですよね。
メインのミッションではないから、なかなか直接観測することができないっていう弱点を抱えていました。
プランクトンの群集タイプの予測モデル構築
なので、研究グループはまずそのプランクトンを見えるように衛星のデータを再分析するためのモデル、
AI のモデルっていうのを作って、それを作った上で、地球上のプランクトンがどうやって動いているのかっていうところまでアプローチしていった。
まさにこれ、ソリューションから提案して、最後結果までしっかり持っていくっていう、ちょっと単なる天文の研究とかっていうよりは、もうちょっと何かビジネス
like な雰囲気もあるというか、そういう雰囲気で進んだ研究だったんですよね。
今回どういうふうにやったかっていうと、研究グループはNASAが持っている観測のデータ、リモートセンシングのデータですね。
テラとかアクアって呼ばれる衛星の情報から、まず海の色のデータと環境のパラメーターっていうのを使いました。
で、これを使いながら、あとはリモートセンシングのデータと、地上で把握できているプランクトンに対するラベリングのデータ。
この地域にはこのプランクトンがたくさんいて、この地域にはこのプランクトンがたくさんいてっていうような、一種なんて言うんでしょうね。
これAIの業界では正解データって言うんですけど、そういうここにはこの種類がいる、ここにはこの種類がいるっていうので、
6種類のプランクトンの群集データっていうのを覚えさせてあげて、
で、それに対してそいつらを判断するための海の色のデータだったりとか、環境のパラメーター、温度とかみたいなのをプラスしたところから、
そいつらの群集を判断できるようにしようっていう、そういう研究が行われました。
で、ここで使われたアルゴリズムは、なんか機械学習とか詳しい人のために説明しておくと、
機械学習の手法の一つであるサポートベクターマシンっていうのを使って、衛星のデータからプランクトンの群集タイプの予測モデルっていうのが構築されました。
で、その結果ですね、これはもうちょっとどうにかならなかったのかなと思う結果なんですけど、
その結果、67%の正解率で観測地点の海洋プランクトンの群集タイプを衛星データから予測することに成功したという研究結果が出てるんですよね。
67%、なんか結構もうちょっと良い精度が出てもいいんじゃないかなと思うんですけど、
まあ、プランクトンを直接観測できる衛星ではないっていうところを、他のデータを代替手法として使って、67%を見えれば、
業界的にはすごく良いっていう判断になったんだと思いますね。 じゃなかったら多分モデルの磨き込みっていうのをここからガンガンすると思うんですよ。
まあそんな感じで、67%の正解率を持っているその衛星の紐付けみたいなところ、
プランクトンの季節変動と流れの変化
まあそういったのをやった結果ですね、地球全体で2021年とかのデータもそうだし、もっと前のデータもそうだしっていうので、
20年間にわたるプランクトンの地球全体での海の中での動きっていうのが分類され始めたんですよね。
そうすると、これ面白いのがやっぱり季節変動だったり、黒潮とかメキシコ湾海流とかあるじゃないですか。
そういった流れに沿って季節によってその流れが変わるから、プランクトンの群集タイプっていうのは大きく変化して、
毎年秋にはこの形になるみたいな季節のパターンっていうのを見つけることができたと。
それに加えて、そもそも今の結果っていうのが現場で観測していたよく知られている現象と一致するっていうところがあるので、
これは67%の精度しか持っていないにもかかわらず、それだけ当てることができているのはやっぱり重要なポイントなんじゃないかなと思うわけですね。
加えて、過去20年間の中で中緯度とか低緯度の領域の海水って、だいたい平均で0.4度上昇しているらしいんですよ。
この0.4度が結構大きいみたいな話で、かなり地球温暖化とかそういった面で語られることが多いんですけど、
その平均温度が上昇したことによって群集タイプが変わるところもあるし、変わらないところもあるしっていうような、
いろんなパターンを見つけることができたっていう研究結果が出てきたのが、かなり面白いポイントだとして今回語られていますね。
こんな感じでAIを使うことによって、宇宙から直接は見ることができない海洋プランクトンを観測することができる技術が蓄えられていったと。
そして海洋プランクトンは地球上の二酸化炭素の濃度だったり、炭素の量だったり、あとは海洋生物たちの食物網、食物連鎖みたいなところの重要なキーになっているというところなので、
これからそこがバランスを崩したときに、地球全体でどうなっていくかっていう研究、どんどんされてくるんだろうなぁと思っていて、
なんなら、宇宙からプランクトンを見るためだけの衛星とかが上がってきても面白いんじゃないかなぁと思わせてくれる、そんな研究でした。
まあ今後はね、海洋には植物プランクトン以外にもたくさんの生物というかウイルスとか、そういったのもいるらしいので、そこに適応していけたら面白いなぁみたいなことを
最後、マツビに書いてあって終わっていた、そんな研究になってましたね。 いや、これなんか面白いですよね。
ビジネス応用とかもどんどんされそうな、そんな匂いのする研究だったので、これからのちょっと宇宙開発、また楽しみな点が1個増えたなという、そんな感じでした。
ということで今回は、見えないプランクトンを宇宙から観察する、そんな研究紹介させていただきました。
ということで本題は以上にさせていただいて、今日はですね、そうだ、いただいたお便りとか読ませていただこうかなと思います。
こちら、スポティファイのQ&Aコーナーからいただきましたコメントですね。リスナーネーム、あきらさんからいただきました。
最近こちらのポッドキャストと出会いました。もっと早く知りたかった。とっても面白いです。 自分は建築、都市デザインなどが専門なのですが、
宇宙にどう人類が居住活動領域を広げていくのかに、今ものすごく興味があります。 自分でも佐々木さんの放送を遡ってたくさん聞いてみようと思いますが、もしおすすめ回あれば教えてほしいです。
これからも放送を楽しみにしています。 ということで、あきらさんありがとうございます。
そうですね、人類がどう 居住活動領域を広げていくかっていうところは
やっぱアルテミス計画に沿った話が面白いかなと思っていて、 最近の月特集とかのところを聞いていただくのが一番いいんじゃないかなと
そうですね、思いますね。 あとは
生活の活動領域が広げていくためにっていうよりは、行った後の心配事みたいな話も結構昔にしたことがあって、
宇宙での法律とかの話ですね。 きっと建築とか都市デザインするときって、そういう法規制とかも関わると思うんですよ。
そんな中で、宇宙の法律を専門にやっている大島ひなたさんっていう方をゲストに呼んで、今まで4回ぐらい出てもらったのかな。
例えば、本当僕の妄想とか、これいいんじゃないかなと思ったのは、 宇宙ステーションで殺人事件あったらどうやって裁くんですかとか、
あとはその活動領域広げていって、獲得した土地とか、 資源とか、そういったところは一体誰のものになるのかとか、
そういうのって今どんどん整備されていっている段階なので、 結構変わってもいくし、意外と地球とは勝手違うから面白いよなと思う部分もあるし、
っていうところでしたね。 なので、そういったところ聞いてみたりとかしていただけたらいいんじゃないかなと思います。
あとはなんか、もしチラッとなんか聞いて、これ気になるなぁと思ったら、 ぜひリクエストとか飛ばしていただけたら嬉しいです。
ぜひね、一緒にそういう居住空間とか活動領域が広がっていくところを妄想してみましょう。 はい、ということで秋田さんコメントいただいてありがとうございました。
今回の放送は以上にしていきたいと思います。 明日は1111話、1111ということで、ちょっと最近のポッドキャストを振り返ってみつつ、
次の特集どんなことやるかとか、そんなお話もいろいろしていこうと思っておりますので、 ぜひ楽しみにしておいてください。
今回の話も面白いなぁと思ったら、お手元のポッドキャストアプリでフォロー、 フォローボタンの近くにある星マーク、こちらからレビューいただけたら嬉しいです。
番組の感想や宇宙に関する質問については、ツイッターのハッシュタグ宇宙話、 またはSpotifyのQ&Aコーナーだったり、概要欄のお便りフォームからじゃんじゃんお寄せください。
それではまた明日お会いしましょう。さようなら。
