2022.8.10   日経産業新聞の記事「TechnoSalon：サイバー空間とデータの代表性」から

サイバー空間の唯一かつ本質的な基本制約がデータの代表性の確保

　コラムの著者 山﨑 弘郎氏（東京大学名誉教授）は、情報の世界をサイバー空間とリアル空間に分けて、２つの空間の特徴をIoTやセンサー技術と関連して解説している。

◯サイバー空間とリアル空間を結合し対応させるための制約

　山﨑教授によれば、情報を扱う空間はリアル空間とサイバー空間に分けられるという。リアル空間は我々が生活している現実の空間で五感やセンサーを使って情報収集している。時間の流れは過去から未来への一方向で空間と時間は連続的に変化する。

一方、サイバー空間は、コンピューターやインターネットが構築する仮想的世界で、データで構成されている。空間と時間は離散値で扱われ、0と1の2進数で符号化され、物理的には存在しないが情報の世界にのみ存在する。またアルゴリズムに従って情報処理が速やかに行われ実行される。リアル空間の時間の流れの一方向性や因果律の制約などは必ずしも存在しない。時間の流れはサイバー空間では符号の配列であるので逆転もできる。

リアル空間での情報処理よりもサイバー空間で変換して処理する方が圧倒的に正確で速い。したがって、リアル空間でのセンサーで収集されたデータはサイバー空間で高速に処理される。ただ、サイバー空間では人間がデータの意味を理解するのは困難であるので、必要ならデータをリアル空間に再変換してデータの意味を理解することになる。

ここで大きな前提条件がある。サイバー空間のデータがすべて空間的あるいは時間的にサンプリングされた値であることである。サンプリングの正当性すなわち空間的代表性と時間的代表性が保証されていることが前提である。この前提が崩れると、リアルの空間に再変換したときに状態が再現されず情報が失われるから致命的である。

データの代表性を確保するには、センサーの空間的な配置とデータ処理のサンプリング周期をサンプリング定理に従って定める必要がある。センサー信号の時間的変化が速い場合はサンプリングの周期を短くし、空間的な変化が急激であれば、設置するセンサーの密度を高めなければならない。センサー数やデータ量が増えればコストはかかるが、データの代表性の有無がサイバー空間とリアル空間を結合したシステムでは基本的特性を支配するために増加は止む得ない。これが、自由なサイバー空間の唯一の制約で、「データの代表性を確保」と呼ばれている。📊⚡️💡😷🌍🤖💻🧠🍞🎓✏️🏙🌾🍓😅🏃‍♀️🏠😷🦠❄️🍅📖🔎⚡🌍