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TEDGlobal>London

Harald Haas: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet

ハラルド・ハース: 無線インターネット通信の画期的な新手法

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Views 1,901,709

今ある技術を用いて、インフラが整っていない地域に住む40億人以上の人々がインタネットを使えたら? ハラルド・ハースらの研究チームは、簡単に入手できるLEDと太陽電池を使った、光によるデータ通信の新技術を発明しました。これはデジタル・デバイドを解消する鍵となることでしょう。未来のインターネットの様子をご覧ください。

- Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio

I would〜する like好きな to demonstrate実証する
forために theその first最初 time時間 in publicパブリック
公の場での初公開となりますが
00:12
thatそれ itそれ is possible可能 to transmit送信する aa videoビデオ
簡単に入手できる標準的なLEDから
00:16
fromから aa standard標準 off-the-shelf既製品 LEDLED lampランプ
パソコンに接続された太陽電池へと
00:20
to aa solar太陽 cell細胞 with〜と aa laptopラップトップ
acting演技 asとして aa receiver受信機.
動画を送信できるシステムを
ご紹介したいと思います
00:24
Thereそこ is noいいえ Wi-FiWi-Fi involved関係する,
it'sそれは justちょうど light.
Wi-Fi技術を用いず
光だけによる通信です
00:30
Andそして you君は mayかもしれない wonderワンダー, what's何ですか theその pointポイント?
それってどういうこと?
と思われるかもしれません
00:33
Andそして theその pointポイント is thisこの:
要点はこうです
00:35
Thereそこ will意志 be〜する aa massive大規模
extension拡張 of theその Internetインターネット
インターネット技術を広く普及させ
00:38
to close閉じる theその digitalデジタル divide分ける,
デジタルデバイドをなくし
00:41
andそして alsoまた、 to allow許す forために what we我々 callコール
"Theその Internetインターネット of Thingsもの" ---
しかも「モノのインターネット(IoT)」
つまり
00:43
tens数十 of billions何十億 of devicesデバイス
connected接続された to theその Internetインターネット.
何百億もの機器への
インタネット接続を広めようというものです
00:48
In myじぶんの view見る, suchそのような an extension拡張
of theその Internetインターネット canできる onlyのみ work作業
私の考えでは
このようなインターネットの拡大は
00:51
ifif it'sそれは almostほぼ energy-neutralエネルギーニュートラル.
エネルギー中立でなければ
成り立ちません
00:55
Thisこの means手段 we我々 need必要 to useつかいます existing既存の
infrastructureインフラ asとして muchたくさん asとして possible可能.
つまり 既存のインフラを
最大限に活用することです
00:58
Andそして thisこの is whereどこで theその solar太陽 cell細胞
andそして theその LEDLED come来る in.
ここに太陽電池とLEDの
活用の場が見出されます
01:03
I demonstrated実証済み forために theその first最初 time時間,
2011年のTEDの場で
01:08
at〜で TEDテッド in 2011,
初めてお見せしたのが
01:11
Li-Fiリファイア, orまたは Light Fidelity忠実.
Li-Fi つまり高性能光通信技術です
01:13
Li-Fiリファイア uses用途 off-the-shelf既製品 LEDsリード
to transmit送信する dataデータ incredibly信じられないほど fast速い,
Li-Fiは簡単に入手できるLEDを使い
驚異的な速度のデータ通信を
01:15
andそして alsoまた、 in aa safe安全 andそして secure安全な manner方法.
安全かつ確実に行うことができます
01:21
Dataデータ is transported運ばれた by〜によって theその light,
データは明るさの微妙な変化として
コード化することによって
01:25
encodedコードされた in subtle微妙 changes変更
of theその brightness輝度.
光によって伝えられます
01:28
Ifif we我々 look見える aroundまわり,
we我々 have持ってる manyたくさんの LEDsリード aroundまわり us米国,
周りを見渡してみると
多くのLEDがありますが
01:32
soそう there'sそこに aa richリッチ infrastructureインフラ
of Li-Fiリファイア transmittersトランスミッタ aroundまわり us米国.
これはLi-Fi通信の
インフラが豊富にあることを意味します
01:35
Butだけど soそう far遠い, we我々 have持ってる beenされている usingを使用して
special特別 devicesデバイス --- small小さい photo写真 detectors検出器,
今までは コード化された信号を
受信するのに
01:41
to receive受け取る theその information情報
encodedコードされた in theその dataデータ.
特別な装置である 小型の光受信機を
使ってきました
01:46
I wanted欲しい to find見つける aa way方法 to alsoまた、 useつかいます
existing既存の infrastructureインフラ
Li-Fiの光信号を受信するのに
01:50
to receive受け取る dataデータ fromから our我々の Li-Fiリファイア lightsライト.
既存のインフラを利用したいと
私は考えました
01:54
Andそして thisこの is whyなぜ I have持ってる beenされている looking探している into
solar太陽 cells細胞 andそして solar太陽 panelsパネル.
そこで 太陽電池やソーラーパネルに
注目したわけです
01:58
Aa solar太陽 cell細胞 absorbs吸収する light
andそして converts変換する itそれ into electrical電気 energyエネルギー.
太陽電池は光を吸収し
電気エネルギーへと変換します
02:03
Thisこの is whyなぜ we我々 canできる useつかいます aa solar太陽 cell細胞
to charge電荷 our我々の mobileモバイル phone電話.
こうやって太陽電池で
携帯電話の充電ができます
02:08
Butだけど now we我々 need必要 to remember思い出す
さて データはLEDの明るさの
02:13
thatそれ theその dataデータ is encodedコードされた in subtle微妙 changes変更
of theその brightness輝度 of theその LEDLED,
微妙な変化としてコード化されるので
02:14
soそう ifif theその incoming到着 light fluctuates変動する,
入射した光がわずかに変化すると
02:21
soそう doesする theその energyエネルギー harvested収穫した
fromから theその solar太陽 cell細胞.
太陽電池で生成されたエネルギーも
微妙に変化します
02:24
Thisこの means手段 we我々 have持ってる
aa principal主要な mechanism機構 in place場所
太陽電池を用いて
光に組み込まれたデータを受信する
02:28
to receive受け取る information情報 fromから theその light
andそして by〜によって theその solar太陽 cell細胞,
基本的な仕組みが
あるということです
02:32
becauseなぜなら theその fluctuations変動
of theその energyエネルギー harvested収穫した
生成されたエネルギーの変動が
送信されたデータに
02:38
correspond対応する to theその dataデータ transmitted送信された.
関連付けられているということです
02:41
Of courseコース theその question質問 is:
問題は
02:43
canできる we我々 receive受け取る very非常に fast速い andそして subtle微妙
changes変更 of theその brightness輝度,
LEDで送信されたような
極めて速く かつ微妙な光の変動を
02:46
suchそのような asとして theその onesもの transmitted送信された
by〜によって our我々の LEDLED lightsライト?
検知することが出来るのかということです
02:50
Andそして theその answer回答 to thatそれ is yesはい, we我々 canできる.
答えはイエス 可能です
02:54
We我々 have持ってる shown示された in theその lab研究室
実験室において
02:58
thatそれ we我々 canできる receive受け取る upアップ to 50
megabytesメガバイト per〜ごと second二番
標準的かつ簡単に手に入る太陽電池を用いて
03:00
fromから aa standard標準, off-the-shelf既製品 solar太陽 cell細胞.
毎秒50メガビットのデータが受信できました
03:03
Andそして thisこの is fasterもっと早く thanより most最も
broadbandブロードバンド connections接続 theseこれら days日々.
これは今どきのほとんどの
ブロードバンド通信よりも速い速度です
03:06
Now let〜する me showショー you君は in practice練習.
実際にお見せしましょう
03:11
In thisこの boxボックス is aa standard標準,
off-the-shelf既製品 LEDLED lampランプ.
この箱には標準的で簡単に手に入る
LEDランプが入っています
03:17
Thisこの is aa standard標準,
off-the-shelf既製品 solar太陽 cell細胞;
これが標準的で簡単に入手可能な
太陽電池で
03:23
itそれ is connected接続された to theその laptopラップトップ.
ラップトップコンピュータに接続されています
03:25
Andそして alsoまた、 we我々 have持ってる an instrument計器 hereここに
また太陽電池で生成されたエネルギーを
03:28
to visualize視覚化する theその energyエネルギー
we我々 harvest収穫 fromから theその solar太陽 cell細胞.
可視化する装置もあります
03:31
Andそして thisこの instrument計器 showsショー
something何か at〜で theその moment瞬間.
この装置は今も何らかの入力が
あることを示しています
03:35
Thisこの is becauseなぜなら theその solar太陽 cell細胞 already既に
harvests収穫 light fromから theその ambient周囲 light.
太陽電池が周囲の光をひろって
エネルギーを生み出しているからです
03:37
Now what I would〜する like好きな to do行う first最初
is switchスイッチ on theその light,
では はじめに
ランプのスイッチを入れてみましょう
03:43
andそして I'll私はよ simply単に, onlyのみ switchスイッチ on theその light,
しばらくの間
03:45
forために aa moment瞬間,
スイッチを入れてみるだけです
03:48
andそして what you'llあなたは notice通知 is thatそれ
theその instrument計器 jumpsジャンプする to theその right.
受信機の針が右に振れるのが
ご覧になれますね
03:50
Soそう theその solar太陽 cell細胞, forために aa moment瞬間,
太陽電池は
03:54
is harvesting収穫 energyエネルギー
fromから thisこの artificial人工的な light sourceソース.
人工的な光源から
エネルギーを生成しています
03:56
Ifif I turn順番 itそれ offオフ, we我々 see見る itそれ drops落ちる.
スイッチを切れば 針は元通り
04:00
I turn順番 itそれ on ...
またスイッチを入れれば…
04:03
Soそう we我々 harvest収穫 energyエネルギー with〜と theその solar太陽 cell細胞.
太陽電池でエネルギーを
生成することができました
04:05
Butだけど next I would〜する like好きな to activate活性化する
theその streamingストリーミング of theその videoビデオ.
次に動画を再生してみましょう
04:08
Andそして I've私は done完了 thisこの
by〜によって pressing押す thisこの buttonボタン.
再生ボタンを押しました
04:15
Soそう now thisこの LEDLED lampランプ hereここに
is streamingストリーミング aa videoビデオ
LEDランプは光の明るさを
ほんの僅かに変化させることで
04:17
by〜によって changing変化 theその brightness輝度 of theその LEDLED
in aa very非常に subtle微妙 way方法,
動画の信号を送っていますが
04:22
andそして in aa way方法 thatそれ you君は can'tできない
recognize認識する with〜と yourきみの eye,
人間の目ではこれを検知することはできません
04:26
becauseなぜなら theその changes変更
are tooあまりにも fast速い to recognize認識する.
変化の速度があまりにも速いからです
04:29
Butだけど in order注文 to prove証明する theその pointポイント,
この仕組みで通信が行なわれていることを
04:33
I canできる blockブロック theその light of theその solar太陽 cell細胞.
証明するために
太陽電池の光をさえぎってみましょう
04:35
Soそう first最初 you君は notice通知
theその energyエネルギー harvesting収穫 drops落ちる
するとエネルギーの生成が止まったことは
すぐに分ります
04:40
andそして theその videoビデオ stops停止 asとして wellよく.
動画の再生も止まりました
04:43
Ifif I remove除去する theその blockage閉塞,
theその videoビデオ will意志 restart再起動.
障害物を取り除くと
動画の再生も再開します
04:45
(Applause拍手)
(拍手)
04:49
Andそして I canできる repeat繰り返す thatそれ.
もう一度やってみましょう
04:55
Soそう we我々 stopやめる theその transmission送信 of theその videoビデオ
andそして energyエネルギー harvesting収穫 stops停止 asとして wellよく.
ビデオの再生もエネルギーの生成も
止まります
04:57
Soそう thatそれ is to showショー thatそれ theその solar太陽 cell細胞
acts行為 asとして aa receiver受信機.
これは太陽電池が受信機として
動作していることを示します
05:03
Butだけど now imagine想像する thatそれ thisこの LEDLED lampランプ
is aa street通り light, andそして there'sそこに fog.
次にLEDランプを街路灯とし
霧がかっている場面を想像しましょう
05:08
Andそして soそう I want欲しいです to simulateシミュレートする fog,
霧をシミュレートするために
05:14
andそして that'sそれは whyなぜ I brought持ってきた
aa handkerchiefハンカチ with〜と me.
ハンカチを持参しました
05:16
(Laughter笑い)
(笑)
05:19
Andそして let〜する me put置く theその handkerchiefハンカチ
over以上 theその solar太陽 cell細胞.
ハンカチで太陽電池を覆うと
05:20
First最初 you君は notice通知
ご覧の通り
05:25
theその energyエネルギー harvested収穫した drops落ちる, asとして expected期待される,
エネルギーは低下します
思ったとおりです
05:27
butだけど now theその videoビデオ stillまだ continues続ける.
しかし動画は止まることなく
再生しています
05:31
Thisこの means手段, despite何と theその blockage閉塞,
つまり 覆いがあっても
05:34
there'sそこに sufficient十分 light coming到来 throughを通して
theその handkerchiefハンカチ to theその solar太陽 cell細胞,
十分な光がハンカチを透過して
太陽電池に届き
05:37
soそう thatそれ theその solar太陽 cell細胞 is ableできる to decodeデコード
andそして streamストリーム thatそれ information情報,
太陽電池は情報を読み取って
動画を―
05:41
in thisこの case場合, aa high-definition高解像度 videoビデオ.
この場合 HD動画を再生できます
05:46
What's何ですか really本当に important重要 hereここに is thatそれ
aa solar太陽 cell細胞 has持っている become〜になる aa receiver受信機
大事な点は 太陽電池が
05:51
forために high-speed高速 wireless無線 signalsシグナル
encodedコードされた in light,
エネルギーを作りだすという
基本的な機能を果たしながら
05:56
whilewhile itそれ maintains維持する itsその primary一次 function関数
asとして an energy-harvestingエネルギー収穫 deviceデバイス.
光に埋め込まれた信号による
高速無線通信の受信器となっていることです
06:00
That'sそれは whyなぜ itそれ is possible可能
ですから
06:05
to useつかいます existing既存の solar太陽 cells細胞
on theその roofルーフ of aa hut小屋
小屋の屋根に設置されている
太陽電池を
06:08
to act行為 asとして aa broadbandブロードバンド receiver受信機
近くの丘にあるレーザー基地―
06:12
fromから aa laserレーザ station on aa close閉じる by〜によって hill,
orまたは indeed確かに, lampランプ post役職.
実際には街路灯からの信号を受け取る
ブロードバンド受信機として使うことができます
06:14
Andそして Itそれ really本当に doesn'tしない matter問題
whereどこで theその beamビーム hitsヒット theその solar太陽 cell細胞.
太陽電池の種類は問いません
06:19
Andそして theその same同じ is true真実
窓に埋め込まれた
06:23
forために translucent半透明 solar太陽 cells細胞
integrated統合された into windows,
透明な太陽電池でも構いませんし
06:24
solar太陽 cells細胞 integrated統合された
into street通り furniture家具,
街角にある器具に取り付けられた
太陽電池でもよく
06:28
orまたは indeed確かに, solar太陽 cells細胞 integrated統合された
into theseこれら billions何十億 of devicesデバイス
IoT をなす何十億もある
このような装置に取り付けられた
06:32
thatそれ will意志 form theその Internetインターネット of Thingsもの.
太陽電池でもいいのです
06:36
Becauseなぜなら simply単に,
端的に言えば
06:38
we我々 don'tしない want欲しいです to charge電荷
theseこれら devicesデバイス regularly定期的に,
このような装置を
定期的に充電するのは面倒ですし
06:40
orまたは worse悪化する, replace置き換える theその batteries電池
everyすべて few少数 months数ヶ月.
電池を数か月ごとに交換することは
もっと面倒です
06:42
Asとして I said前記 to you君は,
先に申し上げたように
06:46
thisこの is theその first最初 time時間
I've私は shown示された thisこの in publicパブリック.
これを公開するのは
今回が初めてです
06:48
It'sそれは very非常に muchたくさん aa lab研究室 demonstrationデモンストレーション,
まだ実験室での試みで
06:50
aa prototypeプロトタイプ.
プロトタイプですが
06:52
Butだけど myじぶんの teamチーム andそして I are confident自信を持って
thatそれ we我々 canできる take取る thisこの to market市場
我々のチームはきっと2~3年以内に
06:54
within以内 theその next two to three years.
市場に出すことができると考えています
06:57
Andそして we我々 hope希望 we我々 will意志 be〜する ableできる to contribute貢献する
to closing閉鎖 theその digitalデジタル divide分ける,
デジタルデバイドを無くし
何十億もの装置の
07:00
andそして alsoまた、 contribute貢献する
インターネット接続に
07:05
to connecting接続する allすべて theseこれら billions何十億
of devicesデバイス to theその Internetインターネット.
役立てることができたらと
願っています
07:06
Andそして allすべて of thisこの withoutなし causing原因
しかもエネルギー消費の
07:10
aa massive大規模 explosion爆発
of energyエネルギー consumption消費 ---
爆発的増加させることもありません
07:11
becauseなぜなら of theその solar太陽 cells細胞,
quiteかなり theその opposite反対の.
逆の効果をもった太陽電池のおかげです
07:14
Thank感謝 you君は.
有難うございました
07:16
(Applause拍手)
(拍手)
07:17
Translated by Tomoyuki Suzuki
Reviewed by Takafusa Kitazume

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About the speaker:

Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate.

Why you should listen

Imagine using your car headlights to transmit data ... or surfing the web safely on a plane, tethered only by a line of sight. Harald Haas is working on it. He currently holds the Chair of Mobile Communications at the University of Edinburgh, and is co-founder and Chief Scientific Officer of pureLiFi Ltd as well as the Director of the LiFi Research and Development Center at the University of Edinburgh. His main research interests are in optical wireless communications, hybrid optical wireless and RF communications, spatial modulation, and interference coordination in wireless networks.

Haas has long been studying ways to communicate electronic data signals, designing modulation techniques that pack more data onto existing networks. But his latest work leaps beyond wires and radio waves to transmit data via an LED bulb that glows and darkens faster than the human eye can see. His group published the first proof-of-concept results demonstrating that it is possible to to turn commercially available light emitting diode (LED) light bulbs into broadband wireless transmission systems. 

"It should be so cheap that it's everywhere," he says. "Using the visible light spectrum, which comes for free, you can piggy-back existing wireless services on the back of lighting equipment."

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