これまで多くの自然災害に見舞われてきた日本。
東日本大震災や熊本地震などの経験を経て、
近年では災害対策の重要性がますます
高まっています。
災害時の避難経路支援システムなどのアプリや
ソフトウェアの開発を通じて、
災害対策を
はじめとする私たちの暮らしを支える
システム開発に挑む研究室を紹介します。
「もっと早くこの研究に取り組んでいたら、多くの人々の助けとなることができたかもしれない。東日本大震災の際、悔しさとともに研究への情熱が今まで以上に湧き上がったことをよく覚えています」そう語るのは、大同大学情報学部情報システム学科の朝倉 宏一先生。これまでネットワークを利用したさまざまな情報システムの研究に取り組んできた朝倉先生が、近年特に力を入れているのが、災害発生時の避難支援システムの開発です。昨今では高精度な地図アプリや、渋滞情報などを考慮して道案内をしてくれるナビアプリが実用化されており、私たちは日ごろからカーナビやスマートフォンのナビアプリをあたりまえに使うようになってきました。しかし、これらのアプリは、災害時の避難経路選択に活用するにはまだ不十分だと朝倉先生は言います。
「災害時には、普段は通ることができる道が通行不能になっていたり、情報が錯綜するなどの事態が想定されます。さらには基地局に被害が出てインターネットにつながらないなど、ナビアプリを利用できる保証もありません」そこで朝倉先生は、現在どこにどれくらい避難者がいて、どの道路を使用して避難しているのかをなるべくシンプルな方法で共有し、安全な避難経路を計算するシステムの開発に取り組んでいます。
システム開発では、アルゴリズムと呼ばれる「問題を解決するための手順や計算処理方法」の設計が重要です。どんなに正確なプログラムが作れても、アルゴリズムが正しくなければ、システムは上手く作動しません。また、システムのスピードや精度はアルゴリズムに大きく左右されるため、いかに単純で高性能なアルゴリズムを考えられるかがポイントになってくると朝倉先生は言います。そんななか、朝倉研究室で開発している避難支援システムのベースとなっているのが、アリの採餌行動に着想を得た「アント・コロニー・アルゴリズム」。
「最初は一匹ずつランダムに餌を探し回っていたアリたちは、餌を見つけると最短経路で行列を作って餌を巣穴に持ち帰るようになります。アリたちは互いにコミュニケーションを取ることができませんが、地面にフェロモンを置きながら移動することで、最短経路を効率よく発見しているのです。このアリの習性をモデル化したアルゴリズムを、GPSなどで取得した避難者の位置情報から最適な避難経路を計算することに応用できないか改良を重ねています」
朝倉研究室では、避難支援システムのほかにも、プログラミングの学習支援システムなど、さまざまなシステムの開発に取り組んでいます。学生たちは各システムに最適なアルゴリズムの考案だけでなく、実際に自分でプログラミングしてシステムを試作。シミュレーションにより期待した性能が出ているか評価しながらシステムの改良を重ねていきます。こうしてシステム開発の流れを実践的に体験することで、課題を解決するための手順を論理立てて考える力や、プログラミングのスキルなどを高めていくことができます。「AI（人工知能）ブームにより、『いずれプログラムを勉強しなくても全部AIが書いてくれる時代が来る』と言う人がいます。確かに近年のAIの発達は著しいものがあり、AIに自動生成させたプログラムも十分活用できるものになってきています。しかし、AIも元々は私たちが作り出した情報システムのひとつであることを忘れてはいけません」と朝倉先生。プログラムをAIが書いてくれるようになっても、その「プログラムを書くAI」を制御するプログラムを書くのは私たちであり、そのシステムを設計、整備していくのは人なのです。朝倉研究室で学ぶ、システム開発のノウハウやプログラミングスキルは、どれだけAIが発達してもこれからも必ず必要とされる知識や技術です。
