Soonish（2017年）は、宇宙探査からブレイン・コンピューター・インターフェースまで、将来現れるであろう変革的なテクノロジーと、それらを現実のものにするために現在進行中の取り組みを探求する一冊です。紹介される各技術について、ケリー・ワインスミスとザック・ワインスミス夫妻は、その現状、主な懸念点、そして私たちの知る世界にどのような影響を及ぼしうるかを考察しています。
この本の要点：最新テクノロジーが描き出す未来の姿をチェックしよう。
昔のSF映画が予言した空飛ぶ車はまだ実現していませんが、近年でもかなり驚くべき技術的ブレイクスルーが起きています。ただ、他のニュースに気を取られがちなため、バイオプリンティングやスペースプレーン、マイクロロボットといった分野が今どの段階にあるのか、ご存じない方も多いでしょう。
そこで、ケリーとザック・ワインスミスが最新の進展を紹介し、3Dプリンターで自分専用の家を安く建てられるのがいつ頃になるのか、教えてくれます。その答えはおそらく「もうすぐ（soonish）」――つまり、今日でも明日でもないけれど、もうすぐ、というわけです。
本書で学べること：
- 核分裂と核融合の違い
- 「材料入りバケツ」が素晴らしくもあり恐怖でもある理由
- 『ポケモンGO』が、これから訪れる驚異の仮想世界へのほんの小さな一歩にすぎない理由
宇宙開発の進展を妨げているのは、宇宙へ行くためのコストだ。
人類初の月面着陸がはるか昔の1969年だったことを思うと、その後の有人宇宙探査がなかなか進まなかったことにがっかりしている人もいるかもしれません。
しかし実際には、ロケットの製造と打ち上げは莫大な費用がかかる事業であり、そのため科学者たちはより安価な宇宙探査の方法を模索しています。
そのひとつが、巨大なエレベーターのようなものです。動く海上プラットフォームから軌道上の巨大な小惑星まで、巨大なケーブルを張り渡すことを想像してみてください。これで貨物や乗客、宇宙船を往復させれば、高価で爆発の危険もあるロケット燃料が不要になります。
いいアイデアに聞こえますよね。しかし現在のところ、宇宙エレベーターを実現できるほど強度と軽さを兼ね備えた素材は存在しません。それでも科学者たちはこの構想を熱心に研究し続けています。
もうひとつの、より安価になる可能性がある方法がスペースプレーンです。
スペースプレーンは2種類のエンジンを使い分けます。まず、空気と燃料の混合によって高圧の推力を生み出し、地球の大気圏外へ機体を押し出すエンジン。その後、宇宙空間に空気はないため、通常の推進剤を使う従来型のロケットエンジンに切り替える必要があります。これは、高価な酸化剤を宇宙まで運ぶ現在の方式より安上がりです。
さらに、宇宙旅行を手頃にする重要な要素として、小惑星での採掘が有望視されています。地球へ送り返せる安価な素材が手に入るだけでなく、他の惑星での居住地建設にも利用できる可能性があります。
米国の企業Tethers Unlimitedはすでに、小惑星を捕獲するシステムを提案しています。これは宇宙用ネットのような仕組みで、「ラングラー（Wrangler）」と名付けられました。
これを使えば、小惑星をネットで捕まえ、それを拠点として居住地を築くこともできます。理論上は、捕まえた小惑星を別の場所へ引っ張って宇宙コロニーを作ったり、資源を採掘したりすることも可能です。主な小惑星の種類からは、水や金属、酸素が抽出できるとわかっています。
核融合発電は長らく難題だったが、近い将来、状況が変わるかもしれない。
核分裂と核融合の間には重要な違いがあります。核分裂は原子が分裂するときに生じるエネルギーを指し、核融合は原子同士が融合するときに放出されるエネルギーを利用します。
これまでのところ、核融合エネルギーの制御は非効率で、ほとんど成功していません。それでも科学者たちは解決策を探し続けており、将来的に核融合が信頼できるクリーンなエネルギー源になるという期待は依然として大きいのです。
これまでで最も有力な解決策は「ブラスト方式」と呼ばれるもので、大量の核融合燃料にレーザーを照射して大規模な反応を起こす方法です。現在、米国のサンディア国立研究所で行われているMagLIFプロジェクトがまさにこれにあたります。
科学者たちは「Zマシン」と呼ばれる巨大な発電装置を使い、核融合燃料を満たしたシリンダーを崩壊させ、一瞬のうちに大量の核融合エネルギーを放出させます。Zマシンの運転に必要なエネルギーは、燃料から得られるエネルギーをまだ大きく上回っていますが、科学者たちは設計の改良を続けており、2020年までには少なくとも投入エネルギーと同等の出力を得ることを目指しています。
もし適切な解決策が見つかれば、最終的に核融合エネルギーは信頼できるクリーンなエネルギー源となるでしょう。
現在、最も有望な改良型とされるのが、国際熱核融合実験炉（ITER）と呼ばれる構成です。これは燃料を閉じ込めて加熱する、より優れた方法を実現します。
35カ国の科学者が協力するITER計画では、燃料であるプラズマをドーナツ型のチャンバーに入れ、磁場によって閉じ込める設計が検討されています。そしてプラズマを超高温に加熱し、原子同士を融合させるのです。
ITERの利点のひとつは、加熱プロセスによってプラズマ内で連続的な連鎖反応が起きることです。これまでの問題は、度重なる遅延と予算超過ですが、それでも2027年までには稼働可能な核融合炉が運転を開始するという期待があります。
プログラマブルマターは、医療や建設などの分野に応用できる。
天候に応じて構造を変えられる家に住むことを想像してみてください。まるで空想のように思えるかもしれませんが、プログラムに従って物理的特性を変えることができるプログラマブルマター（プログラム可能な物質）の研究は、すでに進められています。
ご想像のとおり、プログラマブルマターは建築材料だけでなく、人類にとって大きな財産となる可能性を秘めています。
マサチューセッツ工科大学のダニエラ・ルス博士は、折り紙ロボットという形で、すでにこの物質の実験を行っています。紙の折り紙と同じように、これらのロボットは、特定の折り線に沿って配置されたアクチュエータ（柔軟な機械部品）によって、さまざまな形に折り畳まれます。現在のところ、ルス博士がこれらのロボットに選んでいる素材は豚の腸です。
将来的には、プログラマブルマターのロボットがさまざまな形に変形することで体内を移動し、医師が狙った特定の部位に薬を届けられるようになると期待されています。そしてロボットが任務を終えれば、素材によっては体内で溶けてしまうことも可能です。
プログラム可能な家のプロジェクトとしては、「HygroScope」と呼ばれるものがあります。ここで使われているプログラム可能な素材は、湿度に反応して曲がる木材で、何百もの小さな孔を開閉させることで耐水性と耐久性を高めます。
しかし、プログラマブルマターが私たちを導く可能性がある方向を考えると、いくつかの倫理的な疑問も浮上してきます。
この技術を論理的な最終目標まで突き詰めると、やがて「材料入りバケツ」にたどり着きます。これは、プログラム次第で金槌やレンチ、ボウルなど、必要なものに姿を変えられる、グーのような物質が入った容器です。では、誰かが「材料入りバケツ」を買って銃や他の武器を作るのを、どうやって防げばいいのでしょうか？
実際のところ、3Dプリンティングはすでに同様の難しい問題を立法者に突きつけています。そしてプログラマブルマターが物体に自律性を与えるというアイデアは、さらに多くの疑問を生む可能性があります。たとえば、あなたの車のプログラム可能な部品が誤作動して死亡事故を引き起こした場合、責任は誰にあるのでしょうか？
技術が進歩するにつれて、私たちはこうした倫理的な懸念と格闘し続けなければなりません。
新技術により、ロボットが建物を建設する道が開かれた。
ロボットは以前から私たちのためにモノを生産してきましたが、いまだに浸透していない分野がひとつあります。それが「家」です。なぜなら家は大きく複雑な構造物で、考慮すべき異なる要素や配置が数多くあるため、ロボットは厳密に管理された工場環境により適しているからです。
しかし、こうした障害もまもなく過去のものになるかもしれません。
中国では、WinSunという企業が、家を3Dプリントするという大きなハードルを乗り越えました。同社はまず工場で壁やその他の部材を層ごとにプリントし、それを現場で組み立てます。
一方、米国のスティーブン・キーティング博士が率いるグループは、建設における3Dプリンティングに異なるアプローチを取っています。
キーティング博士は、巨大な3Dプリントアームを搭載したトラックを製作しました。このアームは、コンクリートを流し込める軽量の発泡型枠を素早く造形できます。これにより、迅速かつカスタマイズ可能で安価な建設が可能になり、しかもコンクリートを使う堅牢さも得られます。
それだけではありません。キーティング博士はさらに一歩進めて、このトラックの自動運転バージョンも開発しました。つまり、不安定な災害現場や水中、あるいは宇宙空間など、人間の労働には危険すぎる場所でも、自律建設機械が構造物を建設できるのです。
これは人間の仕事を奪うという脅威をもたらしますが、より安価で頑丈、かつ迅速な建設方法のメリットは無視できないほど大きいかもしれません。自動化された建設ロボットによっていくつかの仕事が失われるのは否定できませんが、一部の専門家は、本当の問題は賃金格差の拡大であり、コンピューターに精通したエンジニアの給与はさらに上がり、現場作業員の賃金はさらに下がるだろうと予測しています。
それでも、この種の3Dプリンティングは、難民やスラム街など命を脅かす環境に住む何百万人もの貧困層に対する住宅問題を解決できる可能性があります。
また建築家にとっては、3Dプリンティングによって、現在の工法では建設が極めて困難、あるいは不可能な構造物を設計・建設できるという美的な利点もあります。つまり、美しい家が手頃な価格で手に入るだけでなく、それはこれまで見たこともないようなものになるのです。
将来的にAR（拡張現実）は効率を高めるが、多くの懸念もはらむ。
実際の森を歩きながら、数歩先にバーチャルガイドが現れ、通り過ぎる木々の種類を詳しく教えてくれる。そんな未来を想像してみてください。これこそが拡張現実（AR）の提供する世界です。あなたを仮想世界に入れるバーチャルリアリティ（VR）とは異なり、ARは現実世界の上に仮想要素の層を重ね合わせます。
AR技術がもたらすメリットのひとつが効率性です。
例えば、企業DAQRIが開発した「スマートヘルメット」があります。このARデバイスはヘルメットのバイザーに仮想情報を重ねて表示するため、複雑な作業を安全な仮想環境で学ぶための優れたツールになり得ます。
航空機部品の組み立てに関するある研究では、スマートヘルメットを使って練習することで、訓練生の作業速度が以前より30％向上し、通常のエラー率がなんと94％も減少しました。
ARは外科手術や建設、戦闘の補助としても開発が進められています。インターネットと同じように、ARはいわば私たちの指先により多くの情報をもたらし、その情報を探すために作業を中断する必要がなくなるため、効率が向上するのです。
しかし、やはりインターネットと同様に、ARも管理とプライバシーに関する問題を引き起こします。
『ポケモンGO』は、現実の周囲の環境にバーチャルキャラクターの画像を重ねて表示し、人々が交流できるようにするというARの力を活用した良い例です。大ヒットしましたが、問題がなかったわけではありません。
ひとつの問題は、ワシントンD.C.のホロコースト記念博物館でポケモンが見つかり、博物館関係者がプレイヤーに敬意を払ってゲームをオフにするように要請したことでした。これは、一体誰がAR世界の監視責任を負うのかという疑問を投げかけました。
しかし、このテクノロジーはより大きな脅威ももたらします。その一部は、3D顔認識ソフトウェア「Recognizr」によってすでに提起されています。
理論的には、Recognizrを持ち歩き、それを使って周囲の人々に関する情報を、同意を得ることなく瞬時に、かつ秘密裏に入手することが可能になります。この種のテクノロジーが悪意ある者の手に渡れば、あらゆる問題を引き起こし得ることは明らかです。
合成生物学は、私たちの知る生命を変えるかもしれない。
2015年だけでも、マラリアは50万人以上の命を奪い、この病気を根絶しようとする試みは成功していません。しかし、高度なDNA操作を意味する合成生物学という成長分野が、ついに必要なツールを提供してくれるのではないかと期待されています。
科学者たちは、マラリアに耐性を持つ遺伝子を蚊のDNAに組み込むことができます。この遺伝子が広い個体群に導入されれば、急速に広がり、特定の地域からマラリアを一掃できると考えられています。これは奇跡のように聞こえ、一刻も早く実現すべきことに思えるかもしれませんが、科学者たちは合成生物を野生に放つ前に、さらなる試験を行いたいと考えています。
しかも蚊は、合成生物学という氷山の一角にすぎません。科学者たちは、医療移植用の臓器を大量に供給できるように、豚の臓器を「ヒト化」することも検討しています。
そして、オーダーメイド生物という分野も成長しています。
最近、科学者たちは細菌の免疫システムを操作する方法を発見し、DNAを特定の位置で切断し、ある生物のDNAの一部を取り除いて別の生物のDNAに加えることを可能にしました。
この技術はCRISPR-Cas9と呼ばれ、人間の胚から潜在的な病気を取り除いたり、将来生まれてくる子供の目の色や髪の色を変えたりすることを可能にするかもしれません。
ここまで来ると、完全な合成生命にあとどれくらい近づいているのか気になるかもしれません。これまでのところ、J・クレイグ・ベンター博士は、バクテリアの天然ゲノムを研究室で作られた合成ゲノムと置き換えることで、「Syn 3.0」と名付けられた生物を作り出しました。
Syn 3.0は合成生物と言えるかもしれませんが、生殖などの生命の最も基本的な機能しか持っていません。しかし、この単純化された生物をプログラムして、毒性のある流出物の浄化や廃棄物のリサイクルなど、最も有用なことに使える可能性があります。
もちろん、分子レベルで自然に手を加えることは様々な倫理的懸念を引き起こし、その多くはまだ対処されなければなりません。
未来の精密医療は、即座に正確な診断を下し、治療を処方できる。
現代医学は大きく進歩したにもかかわらず、今もなお毎日何千人もの患者が誤診されています。しかし将来的には、精密医療と呼ばれるものを利用できるようになるかもしれません。
精密医療の世界では、診療所に入れば瞬時に診断が下り、最善の治療法が処方されます。このシステムの鍵となるのがバイオマーカー、つまり生体指標です。血流に入り込む好ましくない分子や、癌性の増殖、さらにはうつ病に関連する症状さえも、ただちに検出します。
精密医療、そしてこの種のデータを分析できる医師や科学者のコミュニティが実現するまでには、まだ長い時間がかかりそうですが、すでにいくつかの大きな進歩がありました。
新しい分子の出現を認識できることがバイオマーカー開発の鍵となるため、マイクロRNAの発見は正しい方向への重要な一歩となりました。科学者たちはまだマイクロRNAの真の性質とその全容を完全には把握していませんが、人間の血流中に見られるこれらの小さな分子は、癌の存在を示すだけでなく、その進行段階まで教えてくれると考えられています。
さて、病気を治す以外にも、精密医療はすべての患者に自分自身のメタボロームを知らせることができるかもしれません。メタボロームとは、糖分やビタミンなど、身体の機能を助けるあなた固有の分子システムの名前です。これにより、どの食品や活動が自分に最適で、健康を保つために何を避けるべきかを患者が知ることができるようになります。
さらに、精神的な健康問題の進行を示す可能性のある行動バイオマーカーの可能性もあります。
バーモント大学のクリストファー・ダンフォース博士は、悩める心の兆候となりうるサインを察知できると、すでに考えています。たとえばダンフォース博士の研究では、うつ状態にある人は、前向きな見通しを持つ人に比べて、暗い写真をインスタグラムに投稿する傾向があることがわかっています。
科学者たちは3Dプリンターで人間の臓器を作る技術を開発している。
先述した3Dプリント住宅も間違いなく印象的ですが、このテクノロジーは一体どこまで進むのか、気になるかもしれません。その応用可能性のひとつは、毎年臓器移植を待ちながら亡くなる8,000人の人々にとって朗報となるかもしれません。バイオプリンティングです。
バイオプリンティングは、これらの人々が必要とする臓器を印刷可能にすることを目指しています。しかし、ご想像のとおり、これは極めて複雑な手順です。
臓器はたいてい十数種類以上の細胞で構成されています。したがって、臓器を印刷するには、これらの多様な細胞を再現するために、プリンターには十数種類以上のバイオインクが必要になります。さらに、細胞同士がどのように反応するかに応じて、印刷中にバイオインクを加熱したり紫外線にさらしたりといった様々な処理を施す必要があります。そして、移植が行われる前に細胞が死なないよう、十分な速さで印刷するという課題もあります！
バイオプリンティングにおける最大の課題はこれまで、臓器を機能させるために不可欠な微細な血管をどのように再現するか、ということでした。
とはいえ、多くの複雑さを伴うにもかかわらず、バイオプリンティングではかなりの進歩が見られます。
ライス大学では、ジョーダン・ミラー博士率いるチームが、溶解性の糖をゲルで包み、それが溶け去ることで細胞が血管壁に付着するのを助けるという方法で、血管の問題を解決しようと試みてきました。ミラー博士の研究はまだ進行中ですが、体内の太い血管の一部はすでにプリントできるようになっています。
一方で、Organovoのような企業は、バイオプリンティングを用いて人間の細胞を再現し、新薬の試験に利用しています。これは、薬物治験という潜在的に死の危険を伴うビジネスから人間を遠ざける、大きな進歩です。
さらに、軟骨や心臓弁など人体の薄い部分はすでにプリントに成功しており、プリンストン大学のグループは人間の耳の3Dプリントさえ行いました。
人間の脳をアップグレードするにはまだ遠いが、ブレイン・コンピューター・インターフェースでは科学者たちが目覚ましい進歩を遂げている。
SF映画では、登場人物が命を救う情報を素早くダウンロードするために、脳に何かを接続するシーンを目にします。しかし、脳について学べば学ぶほど、ブリタニカ百科事典を頭にダウンロードするためにUSBメモリを自分に接続する日が来るとは、どうも考えにくくなってきています。
そのため科学者たちが現在注力しているのは、能力を強化することではなく、失明や麻痺といった問題をブレイン・コンピューター・インターフェースで解決する方法です。
最近の進展のひとつに、皮質脳波記録法（ECoG）があります。これにより、麻痺のある患者が脳信号だけでロボットアームを操作したり、コンピューターのカーソルを動かしたりできるようになりました。
科学者たちはまた、神経情報を修復・再配線し、失明や難聴、さらには認知症の問題を矯正する方法も編み出しています。
たとえば、聴覚に障害のある患者は人工内耳を埋め込むことができます。これは、小さなマイクを使って患者の皮膚にあるレシーバーに音を届け、そのレシーバーが音を電気信号に変換して内耳に送る仕組みです。その結果の音質は「低品質のカセットテープの録音のように」と表現されていますが、それでも無音よりははるかに優れています。
その他の能力強化も、脳についての理解が深まるにつれて実現しそうです。
しかし、脳を理解し治療する現在の方法は侵襲性が非常に高いため、通常は他にすべての手立てを尽くした末の切迫したケース、たとえば自殺念慮のある患者や、絶え間なく発作が起きる患者などに限られます。
そのような処置のひとつが脳深部刺激療法と呼ばれるもので、外科的に埋め込んだ電極で脳と皮膚の下のバッテリーを接続し、ターゲットとなる領域に高周波電気を送ることで、てんかん発作やトゥレット症候群に伴うチックなど、神経系に起因する症状を軽減しようとします。
興味深いことに、その結果は高周波信号が患者の空間情報の記憶力も改善する可能性を示唆しています。
他の研究では、外部磁気刺激法のように、患者の頭部に磁場や電場を置く侵襲性の低い手技も、記憶力や認知能力を向上させるかもしれないと示唆しています。
これまでのデータは決定的ではありませんが、他の科学や医療のブレイクスルーと同様、時が経てばわかるでしょう。
最後に
本書の核心的メッセージ：
未来のテクノロジーに関する驚くべき研究が現在、世界中で行われていますが、それは普段私たちが目にするニュースではなかなか取り上げられません。未来のテクノロジーを探求することで、私たちは未来がどのような姿になるかを考え、そしてさらに重要なことに、人類に待ち受けるかもしれない倫理的ジレンマについて考察することができるのです。
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