旅する医用工学者

医用工学に関するトピックを中心に,臨床工学技士国家試験,第1種ME技術実力検定試験,第2種ME技術実力検定試験に関係する内容についても取り扱います.日々の技術開発や受験勉強や学校の授業の予習・復習にお役立てください.内容の正確性には留意していますが,これを保証するものではありません.

地方発着 4万円未満で行く格安週末台湾旅行

9月に思いがけず3連休がとれたので、ふと国際線航空券を調べてみたら思いのほか安かったので衝動買いしてしまい、海外に弾丸旅行することになってしまった。ここまでの顛末は、以前の記事にまとめてある。

 

medicalengineer.hatenablog.jp

0日目

さて、待ちに待った出発の日だ。勤務終了後、夜行バスで東京に向かう。自宅最寄り駅22時近くの電車に乗って、市内中心部のバス乗り場へ。23時少し前に東京行きの夜行バスに乗車、翌日の台湾に思いを馳せながら仮眠。

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ピンクのバスでお馴染み、WILLER EXPRESS のリラックスシート。カノピー付きだから、アイマスクなしでも眠れる。

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1日目

翌朝5時過ぎにはバスタ新宿に到着、そのまま中央線に乗って東京駅へ。東京駅近くで軽く朝食を済ませ、東京シャトルで成田空港へ。事前予約していたので900円で東京駅から成田空港まで移動できる。

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1時間程度で成田空港に到着。第2ターミナル(北)バス停でバスを降りてすぐの入口からターミナルビルに入ると、目の前がこれから搭乗するSCOOTのチェックインカウンターだった。チェックイン開始時刻には早々とチェックインを済ませる。パスポートを提示して、荷物の確認。預入荷物はなく、キャビンバゲージのみ。キャビンバゲージの重量チェックは楽々とクリアし、バックパックにチェック済の証明タグをつけてもらう。そして、搭乗便のボーディングパスを受け取る。

 

ボーディングパスを受け取ったら、IASS EXECUTIVE LOUNGE 2で休憩。本来は有料なのだが、ゴールドカード保有者かつ当日のフライト搭乗者なら無料で使える。利用航空会社に制限はないので、LCC利用者にとっては結構ありがたい。ラウンジ内ではアルコール飲料1ドリンク(ビールorハイボール)とおつまみ(柿ピー)、ソフトドリンクバーを無料でいただける。航空会社のラウンジのような豪華さはないが、LCC利用の格安弾丸旅行でそこまで求める必要もなかろう。空港で旅立ち前のひと時を優雅に過ごせるのは、なかなか心地よいものだ。うん、ラウンジは旅のセーブポイントなんだよ。

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ここでスマートフォンのSIMを入れ替える。これから先は、シンガポールで利用したSTARHUB PREPAID SIMを使うのだ。Wi-Fi環境下で専用プロファイルをインストールすれば、面倒なAPN設定も自動で済ませることができる。台湾に行くのにシンガポールのSIMを使うのは不思議に思われるかもしれないが、STARHUB PREPAID SIMのHAPPY ROAMサービスを使えば、シンガポール国内と同じ料金でアメリカ、イギリス、オーストラリア、中国、香港、台湾など、日本人旅行者がよく行くであろう国々でローミングができてしまうのだ。しかも、データ料金は割安なのだ。今回は3日でSGD 5(約400円)のプランを利用した。

 

いつまでもラウンジでゆっくりしている訳にもいかないので、荷物の最終確認を済ませて、ラウンジを出発した。そして、フライトインフォメーションを確認してから、パスポートコントロールへ。すいていれば5~10分程度でクリアできるが、混んでいるとかなり時間がかかるので、パスポートコントロールは早めに通過しておいたほうがよい。

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TR899便台北経由シンガポール行きに搭乗。陽気なボーディングミュージックが機内に流れ、旅立ちへの期待感が高まる。ANAのAnother Skyも上品で好きだけど、こういった陽気な感じがLCCらしくて好感が持てる。シートのカバーにはシンガポールF1グランプリのデザインが施されていた。

 

タキシング中は、英語、日本語、中国語による機内アナウンスやセーフティインストラクションが流れ、国際線の雰囲気が漂う。12時32分、TR899便は成田空港を離陸。運航機材はB787-9だから、機内はけっこう快適。機体そのものが大きいため、シートピッチも広く、そこまで乾燥しているわけでもない。日系LCCpeachと比べ、機内の清掃は甘いようだが、そもそもLCCにそこまで期待してはいけない。

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LCCだからといって安全性に問題があるわけではない。むしろ、LCCだからこそ、一度でも重大事故をやらかそうものなら即座に経営危機に陥ってしまうため、安全に関する部分の妥協は許されない。大手航空会社同様に、航空当局の規制に則った運航および整備が行われる。

 

SCOOTは離着陸時には小さなサブバッグすら前席の下もしくはオーバーヘッドビンへの収納を指示されるうえ、イヤフォンやヘッドフォンの使用も禁止されている。日系の大手航空会社でさえ、ここまで厳しい安全対策は行っていない。

 

無事に桃園空港に着陸。シンガポールまで乗り通す乗客を含め、全員がいったん降機する。シンガポールまで乗り通す場合は、トランジットゲートを通過し、再度搭乗口に向かう必要があるのだ。著者は台北が最終目的地なので、そのままCIQへ。

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毎度のことであるが、イミグレーションが長蛇の列。でも、意外と列の進みは早いので、すんなりと入国できるはずだ。イミグレーションとバゲージクレームを通過したら、非制限区域に出る直前に両替所がある。2泊3日の弾丸旅行で、クレジットカードを利用する前提であれば、5000円くらい両替しておけば十分だ。

 

非制限区域に出たら、さっそく台湾をエンジョイしよう。桃園空港から台北までは桃園メトロで35分程度だ。國光客運(Kuo Kuang Bus)が運行する1819路(1819系統空港バス)でも、1時間程度だ。だが、いつもそればかりでは面白くない。たまにはどっぷりとローカルにまみれてやろうじゃないか。桃園市内を軽く楽しめるうえ、運賃は桃園メトロや國光客運1819路よりも安くつく。

 

<参考:桃園空港~台北駅 運賃一覧>

桃園メトロ:桃園空港~台北駅 NTD150

國光客運1819路:桃園空港~台北駅 NTD 140

U bus 706路+台鉄 計:NTD 82~114

 U bus 706路:桃園空港第1ターミナル~台鉄桃園駅 NTD 48

 U bus 706路:桃園空港第2ターミナル~台鉄桃園駅 NTD 44

 台鉄:桃園駅~台北駅(Easy Card利用) NTD 38

 台鉄:桃園駅~台北駅(区間車利用) NTD 42

 台鉄:桃園駅~台北駅(莒光号指定席利用) NTD 51

 台鉄:桃園駅~台北駅(自強号指定席利用) NTD 66

 

統聯客運(U bus)が運行する706路(706系統)の 桃園火車站(台鉄桃園駅)行きに乗る。第1ターミナルから乗るよりも、第2ターミナルから乗ったほうが若干安い。桃園空港のターミナル間は、Skytrainもしくは桃園MRTで無料で移動できる(ただし桃園MRTはEasyCardによる乗車に限り無料)。今回は桃園MRTで第2ターミナルへ移動してからU bus706系統に乗車した。

 

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U bus 706系統は普通の路線バスのような車両で運行されるが、空港を出るとすぐに高速道路に入り、桃園市街地を目指す。日本の感覚からすると驚くかもしれないが、座席にはシートベルトが装備されており、高速道路を走行する前提で車両が設計されているのがわかる。
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高速道路を降りて桃園市街へ入ると、こまめにバス停に止まりながら客扱い。夕刻だったため、渋滞に巻き込まれ、予定よりも遅れて台鉄桃園駅に到着。

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乗る予定だった列車がディレイ食らってた。旅に遅延はつきものさ。
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莒光号(Chu Kuang Express)516次列車が桃園駅に入線。この列車の指定席を取っている。
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車内は日本の国鉄時代の列車を彷彿とさせる雰囲気。4アブレストのリクライニングシートでシートピッチも広く、機関車牽引列車独特の静かさも相まって、乗り心地はなかなかのもの。

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40分ほどで台北駅(台北車站)に到着。台北駅は台鉄も高鉄もすべて地下に線路がある。
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台北メトロに乗って西門駅に移動。西門(Ximen)は台湾随一の繁華街で、東京でいうところの渋谷や原宿に相当する若者の街でもある。今晩の宿、卡楽町旅店(Colormix Hotel & Hostel)へ。 

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リーズナブルなシングルルームをチョイス。ロフトベッドとTVだけのシンプルなお部屋で、清掃も行き届いていて、宿全体が清潔に保たれている。
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部屋にあるTVはCNNの英語放送が入るので、中国語がわからなくても退屈することはなかった。

 

荷物を整理したら、さっそく西門の街へ繰り出そう。西門エリアは海外からの観光客も多く、英語や日本語が通じる店が多い。

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日本ではまずお目にかかれない、Superdry Store.もある。
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極度乾燥(しなさい) なんていう怪しげな日本語のブランド名なのだが、もとはといえばアサヒビールのSUPERDRYにインスパイアされて立ち上げたんだとか。そのせいで日本には店舗が存在せず、ブランドwebサイトにすら日本国内からはアクセスできない。

 

せっかく西門に来たのだから、台湾グルメを満喫しよう。まずは阿宗麺線(Ay Chung Flour Rice Noodle)へ。温かい米粉入りそうめんみたいなもので、優しい味わいで美味しかった。
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阿宗麺線をエンジョイしたあとは、フライドチキンで有名な豪大大鶏排(HOT-STAR Large Fried Chicken)へ。
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ここの名物は巨大フライドチキン。人の顔よりも大きなフライドチキンを、注文が入ってから揚げてくれるスタイル。出来上がりまで10~20分ほど待つが、揚げたては熱々でなかなか美味しい。
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この特大フライドチキンを食べ終えるのに15分近くかかった。食後のドリンクとして、清心福全(Ching Shin Fu Chuan)でウーロン茶を購入。台湾のドリンクスタンドでは、甘さと氷の量を選択できる。砂糖抜き、氷は少なめでオーダー。食後に最適な、さっぱりとした味わいだった。
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美味しいウーロン茶を堪能した後は、宿でゆったりと寝ることにしよう。

 

2日目

台湾旅行2日目は、早朝からメトロに乗る。台湾に来たからには是非とも食べたい、名物朝食のためだ。

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MRT板南線の善導寺駅で降りて、華山市場へ。凄く並んでるが、臆せずにこの待機列につく。これが台湾で有名な朝食屋さん、阜杭豆漿(Fu Hang Dou Jiang)への列なのだ。
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この時間帯の華山市場2階のフードコートは、阜杭豆漿のお客さんばかり。ほかのお店はまだ開店すらしていない。
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豆漿をはじめとした、台湾の朝食をエンジョイ。
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お手頃なお値段にもかかわらず、一品一品のボリュームがあり、大満足。

 

朝食を堪能した後は、フランス資本の巨大スーパーマーケット、Carrefourでショッピング。職場へのお土産を購入。
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Carrefourでのショッピングの後は、西門の歴史ある喫茶店、蜂大珈琲(Fong Da Coffee)にて軽くコーヒーブレイク。

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蜂大珈琲店内でLonely Planetを片手に台湾産のコーヒーをいただきながら、お昼をどうするか考える。どうも、老山東牛肉家常麵店(Lao Shan Dong Homemade Noodles)が美味しいらしい。西門にお店があるとのことで、徒歩圏内だ。よし、そこに決定だ。
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看板メニューの牛肉家常麵をオーダー。さっぱりとしたスープに、モチモチとしたきしめんのような平麺、そして柔らかく煮こまれた牛肉がマッチしていて、すこぶる美味しかった。Lonely Planetよ、ありがとう。

 

牛肉家常麵をエンジョイした後は、MRT市政府駅からすぐの貢茶(Gong Cha)台北信義(Taipei Xinyi)店にてタピオカドリンクをいただく。
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新宿やそこらの貢茶に並ぶのとはわけが違う、本気のタピ活だ。パスポートが必要な本気のタピ活、是非ともおすすめしたい。
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台北はエネルギッシュな街だ。特に夕暮れ時、雑然とした街並みに車とバイクが走り回る様子を眺めると、それを実感する。

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MRT中山國小駅近くの小品雅厨で晩御飯。しゃれた内装のごはん屋さんだ。

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ちょっと高めだけど、けっこう美味しい。特に、トマト入りスクランブルエッグが絶品だった。そして、野菜を使ったメニューが豊富なのが嬉しい。
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美味しい晩御飯を堪能した後は、MRTで台北駅に戻って、台北駅周辺で最後のショッピングとしよう。

 

台北駅で有名な鳥人間。

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そして目玉焼き……
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……っていうか、この目玉焼きって……まさかお前の卵なのか?!
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そんな目で卵を見られても……というか、目玉焼き美味しそうだなおい。

 

台北駅のすぐそばにある新光三越(Shin Kong Mitsukoshi)へ。

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夜空にはためく台湾の旗とライトアップされた荘厳な姿の台北駅。
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台北駅のホールは吹き抜けで素敵な雰囲気。
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代官山のTSUTAYAのモデルになったともいわれる、オシャレ書店の代名詞、誠品書店(eslite)へ。
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これから台北を後にして、明日早朝には帰国するというのに、台北のガイドブックを購入してしまった。

www.victionary.comさて、早いものでもう明日は帰国だ。台北駅前のMain innでシャワーを浴びて仮眠だ。真夜中の2時20分発の空港バスで桃園空港に向かうのだ。フロントのスタッフに、1時半に起こしてくれるようにお願いした。こういうバックパッカー向けの宿泊施設のスタッフは、ほぼ英語に対応できるので、中国語がほとんど理解できない著者にとっては大変ありがたい。

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ベッドまわりはスタイリッシュに出来ていて、しかも使いやすい。

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3日目

1時半過ぎ、宿のスタッフさんが起こしに来てくれた。2時過ぎの空港行きのバスに乗るため、荷物をまとめて出発だ。

 

この日は台湾に台風が接近しており、台北市内は凄まじい雨だった。宿から台北駅まで、たかだか10分もかからない距離だが、足元どころか下半身がずぶ濡れになってしまった。帰りのTR898便、フラキャンにならなければよいのだが……

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國光客運1819路の車内は4アブレストのリクライニングシート。
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重陽駅で客扱いを済ませたのち、短時間ながら仮眠をとれるようにという配慮だろうか、車内が消灯された。

 

台北駅を出発して約1時間で桃園空港に到着、TR898便にチェックイン。台風は近づいているものの、どうやら飛ぶらしい。

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チェックイン後、速やかにパスポートコントロールを通過し、制限区域へ。

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制限区域にあるAirport Experience Zoneでは、ゆったりとしたソファやシャワーを使えるので、弾丸旅行にはありがたい。

 

Airport Experience Zoneでゆっくりとした後は、TR898便に搭乗だ。さらば台湾!

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窓側のシートアサインだった。
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機窓には種子島屋久島が見えた。

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11時前に成田空港に到着、日本に戻ってきた。CIQを通過し、再びIASS EXECUTIVE LOUNGE2へ。実はアライバルラウンジとしても使えるので、到着後に荷物整理をしながら、フリードリンクを楽しむことができるのだ。その後、16時半頃に東京駅を発車するバスに乗って帰宅した。

 

この弾丸旅行では、往復の航空券、諸税・手数料、成田空港までの往復交通費、現地交通費、宿泊費、食費、お土産など、全て含めても4万円を切っている。旅の価値は値段では決まらない。格安の弾丸旅行でも、十分に満足度の高い旅行に仕上げることも可能なのだ。この旅行にかかった費用を参考までに。

 

<旅費>

TR899 成田~桃園:JPY 3890

TR898 桃園~成田:JPY 3890

諸税:JPY 5341 (2090 SW, 520OI, 1000TK, 1731 TW)

支払手数料:JPY 1600 (JPY 800×2)

Colormix Hotel & Hostel:JPY 2919 (Include tax)

Main inn:JPY 1655 (Include tax)

WILLER EXPRESS 往路:JPY 2500

WILLER EXPRESS 復路:JPY 3300

JR中央線 新宿~東京:JPY 194(ICカード運賃)

東京シャトル 東京駅~成田空港:JPY 900(事前予約運賃)

THEアクセス成田 成田空港~東京駅:JPY 1000

U bus 桃園空港第2ターミナル~台鉄桃園駅:NTD 44

台鉄莒光号 桃園~台北:NTD 51

國光客運 台北駅~桃園空港:NTD 140

 

 

国際線航空券を衝動買いした話

あれはシンガポール出張から帰ってきたばかりの、7月上旬のことだった。旅好きの私は、当然のことながら、こう思うのだった。

 

ああ……仕事とはいえ、海外出張楽しかったなぁ……また行きたいなぁ……

 

もちろん、行きたいと思えば、時間とお金があれば行ってしまうのが私の常。思い立ったが吉日とばかりに、LCCのサイトを探す。LCCなら、うまく予約できれば、近隣のアジア諸国まで片道1万円程度で買えてしまう。

 

んっ……?シンガポールまで片道2万円程度?!これって安くないか?!

 

ただ、シンガポールはついこの間、仕事で行ってきたばかりだ。でも、このお値段だったら破格だ。どれどれ、詳細を見てみよう。このフライト、成田から台北を経由してシンガポールに向かうのか。ならば、成田~台北間のお値段はどうなんだろう?きっと、シンガポールまで行くより安いはずだから……

 

えっ、往復14,721円?!

 

……ポチっとな。

 

こら、そこ!「国際線の航空券を衝動買いしたぞコイツは?!」とか言わない!

 

だってほら、安かったんだもん。

 

そして、判明する新たな事実。

 

どうやら、租税やら空港施設利用料込みで往復14,721円らしい。

 

……安すぎるでしょ、常識的に考えて。

 

旅程票の運賃明細を見てみると、成田~台北の片道運賃は、3,890円とのこと。なんだよこれ、地方在住の私が東京出るのに使ってる新幹線の運賃よりはるかに安いじゃないか。というか、三鷹とか横浜あたりから成田エクスプレスに乗って成田空港に出るよりも安いってこれ。

 

だったら新幹線に乗るのさえも憚られる。よし、高速バスで移動してやろうじゃないか!

 

えっ、東京に向かう夜行バスが2,500円、東京から帰ってくる昼行バスが3,300円で手配できたんですけど?!

 

もうこうなったら、とことん激安で旅行してやろうじゃないか。

Let's travel on a shoestring budget!!

もう現地の宿泊は格安ホテルでいいや。

 

早速台北の格安ホテルを予約。2か月半前だから、西門町の格安ホテル ColorMix Hotel & Hostel のシングルルームを2,919円で予約できた。

 

帰国便は6時40分発、チェックインは3時40分から5時40分までだから、深夜バスで台北市内から桃園空港に向かわなければいけないわけだ。ならば、2時台の國光客運の空港連絡バスで空港に向かえばよさそうだ。

 

2時までは台北市内のカフェや誠品書店なんかで時間を潰してもよさそうだし、思い切って桃園空港で夜明かししてもよさそうだ。過去には空港泊をはさんで弾丸海外旅行だってしたものだ。

 

しかし、この旅は帰国して終わりではない。帰国フライトより、帰国フライト後の陸路移動のほうがはるかに所要時間が長いのだ。しかも、帰国翌日は通常勤務日だ。

 

誰だよこんなアホなスケジュール組んだヤツは?!自分だよ!!

 

さすがに翌日から通常勤務では、無茶はできない。最低でも、ベッドで仮眠をとる必要がありそうだ。1時半頃までは仮眠をとって、それから帰国の途に就くことにしよう。どうせ仮眠だから、わざわざ個室をとる必要なんてない。適当に台北駅前のドミトリー Main inn を1,655円で予約した。

 

これでだいたいの旅程が固まってきたぞ。まとめるとこんな感じだ。

 

0日目

勤務終了後 自宅出発

23時頃 夜行バスで新宿へ

 

1日目

5時頃 バスタ新宿

7時半頃 東京シャトルで東京駅発

8時半頃 成田空港着

12時頃 成田空港発

15時頃 桃園空港着

16時頃 桃園空港発、台鉄桃園駅経由で台北

18時半頃 台北駅到着

以後、自由観光

(Colormix Hotel & Hostel 泊)

 

2日目

終日自由観光

(Main inn 泊)

 

3日目

2時頃 國光客運で台北駅発

3時頃 桃園空港着

6時頃 桃園空港発

11時頃 成田空港着

12時頃 THEアクセス成田にて成田空港発

13時頃 東京駅着

16時半頃 高速バスで東京駅発

22時半頃 帰宅

 

この旅程で、成田~桃園の往復航空券、諸税・手数料、成田までの往復交通費、桃園~台北の往復交通費、2泊分の宿泊費を全て含めても、約3万円。現地での観光費用や食費を含めても、4万円程度で十分に事足りるだろう。よし、せっかくの格安弾丸台湾旅行、思いっきり堪能してきてやろうじゃないか!

iPadで機械学習を学ぶ

ちょっと仕事絡みで機械学習の基礎を身に付けねばならなくなった。

当然、機械学習を学ぶためには、自分でコードを書いて原理を覚えねばならない。

コードを書くには、パソコンもしくはそれに類するマシンが必要である。

自宅にはデスクトップのWindowsマシンもあるし、ラップトップならMacbook Proも自宅と職場の間を行き来している。

機械学習といえばPythonでコーディングするのが流行りで、WindowsでもMacでもPythonの開発環境を整えるのは簡単だ。

しかし、ちょっとした空き時間に勉強するならば、どこでも使える環境が大切だ。

どこでも使えるようにするならば、Macbook Proを使えばよさそうだが、Macbook Proはちょっと重い。

そんな私が、普段出先で使っているツールといえばiPhoneiPadだ。

所詮スマートフォンタブレットなのだが、iPhoneiPadのようなiOSバイスには、Pythonista3 という素晴らしいAppがある。

Pythonista 3

Pythonista 3

  • omz:software
  • 仕事効率化
  • ¥1,200

これはiOS上でPythonのコードを書いて実行できるAppで、なかなか便利な代物だ。

1,200円とちょっと躊躇してしまいそうな値段設定だが、これで機械学習の能力が身につくのなら安いものだ。

ちなみに、コードを書くときはソフトウェアキーボードよりは外付けキーボードのほうが圧倒的に作業効率が良い。

著者はiPadLogicool製のキーボードケースを装着して使っており、作業しやすいうえに軽量でそこそこカッコよく、結構気に入っている。

 

Pythonista3をインストールしたら、軽くPythonで遊んでみよう。

一般的な環境でいうところのinteractive shellは、Pythonista3ではConsoleというものになっている。

Pythonista3のConsoleを出すには、適当なファイルを開いた画面から、右から左に一度スワイプしてやればよい。

早速、Pythonista3のConsole上に、

print("Hello, World!")

と打ってみよう。

これがPythonにおける『Hello, World!』だ。

 

さて、ここまで来たら、本格的にPythonista3を使った学習環境の構築だ。

まずは、Pythonista3上でpip等のコマンドを使えるようにするために、StaShをインストールする。

Pythonista3のConsoleに

import requests as r; exec(r.get('http://bit.ly/get-stash').text)

とタイプしてReturnキーを押せばよい。

 

機械学習の入門書として様々な書籍が刊行されているが、ここでは、O'Reilly Japanの名著『ゼロから作る Deep Learning』を教科書として、これを丁寧にトレースしてみることにしよう。

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

 

基本的には、このテキストの流れに沿ってコードを打ち込み、実行してゆけばよい。

何故。そのような動作をするのか、数学的な概念を理解しながらコードを書いてゆこう。

とりあえず第1章は簡単だ……と思いきや、そうはいかない。

『1.6.3 画像の表示』では画像『lena.png』という画像を読み込むのだが、その画像をカレントディレクトリに放り込むところで少し苦労する。

この本を学習するにあたって必要なデータ類をアップしているリポジトリがある。

github.com単純にこのリポジトリから画像やら何やらをダウンロードして、iCloud Driveに放り込めばよさそうなものだが、そうはいかない。

iOSのシステム上の制約がいろいろとあるせいで、iCloud Driveなんかだと、必要なデータをiPad上のPythonista3ディレクトリに放り込めないのだ。

なんとか力尽くで放り込んだとしても、第3章のMNISTデータの読み込みでつまづく。

そこで、この問題を解決してくださったpoipoides様の記事を参考にして、

poipoides.hatenablog.com以下のようにStaSh上にタイプする。

wget -o samples.zip https://github.com/poipoi/deep-learning-from-scratch/archive/master.zip
unzip samples.zip

すると、iPad上にpoipoides様がモディファイしてくださったライブラリがダウンロードされ,展開されている筈だ。

今後はこれを有難く使わせていただこう。

放射線の生体影響

放射線の生体影響

放射線は生体に様々な影響を及ぼす。放射線によって障害を受けることもあれば、放射線によって悪性腫瘍を治療することもある。だが、悪性腫瘍の放射線治療で用いられる放射線のもつ熱量は、カップ数杯のコーヒーの熱量にすぎない。たかだかその程度の熱作用のみで悪性腫瘍が治癒するとは考えにくい。では、何故放射線は生体に多大な影響を及ぼすのであろうか?

そもそも、放射線はそのエネルギを用いて、原子や分子を電離・励起する作用を有する。これによって細胞内のDNAがダメージを受けることが、放射線の生体影響の要因のひとつだ。ちなみに、放射線がDNAにダメージを与える様式にも 2 種類あり、DNAが放射線によって切断される直接作用と、放射線によってラジカル化した水分子がDNAにダメージを与える間接作用とがある。また、DNAダメージ以外にも、組織の変性等、他の機序による生体影響があることも忘れてはならない。

 

確定的影響と確率的影響

放射線が人体に与える影響は、確定的影響確率的影響とに大きく分類される。確定的影響においては、障害の重篤度が線量に依存し、発症のしきい値がある。主たる影響は皮膚炎や白内障などであり、危険度の尺度は吸収線量である。一方、確率的影響においては、障害の発現頻度すなわちリスクが線量に依存し、現在の研究ではしきい値はないとされている。主たる影響はがんや遺伝的な影響であり、危険度の尺度は等価線量である。死に至る放射線障害としては、中枢神経死、胃腸死、骨髄死などの病態がある。中枢神経死は痙攣や振戦、昏睡等の中枢神経の障害によって 1 日以内に死亡するものである。胃腸死および骨髄死については後述することにしよう。

 

放射線感受性と Bergonie - Tribondeau の法則

細胞はその分裂頻度が高いほど、将来の分裂回数が多いほど、形態および機能的に未分化なものほど、放射線感受性(放射線からのダメージの受けやすさ)が高い。これを、発見した 2 人の名をとって Bergonie - Tribondeau (ベルゴニー・トリボンドー)の法則という。

Bergonie - Tribondeau の法則
1. 細胞分裂頻度の高いものほど放射線感受性が高い
2. 将来行う細胞分裂回数が多いものほど放射線感受性が高い
3. 形態的・機能的に未分化なものほど放射線感受性が高い

 

ちなみに、間違えて覚えられることが多いが、Bergonie - Tribondeau の法則は同一の細胞再生系に対してのみ適応できる法則であり、多種の組織間の放射線感受性を比較するための法則ではない

具体的な例を考えてみよう。例えば、原爆の被爆者に最初に現れた症状は下血である。健常なヒトの場合、小腸の絨毛表面を覆っている上皮細胞は腺窩の底部付近の幹細胞が分裂して内腔に押し上げられ、順次分化し、最終的には絨毛先端部から脱落する。この幹細胞は 分裂頻度が高いうえに 将来の分裂回数も多く、さらに未分化なために感受性が高い。したがって、放射線に被曝した場合、上皮細胞が絨毛先端部から脱落しても腺窩で新生しなくなり、粘膜下の腸管壁が自己消化されて下血を惹起するのである。前述した胃腸死の機序がこれにあたる。

さて、LD50/60 (60 日後の半数致死線量)に相当する約 4 Gy の被曝では、主たる死因は白血球減少による感染症、もしくは血小板減少による出血である。骨髄中の造血幹細胞は、全ての種類の血球細胞、すなわち赤血球、白血球、血小板、リンパ球に分化することが可能であることからもわかるように、 放射線に対して感受性が高い。したがって、造血幹細胞が損傷することにより、血球成分の減少を惹起する。前述した骨髄死の機序がこれにあたる。1 ~ 2 Gy の被曝では、中程度の白血球および血小板の減少がみられる。なお、現在では、骨髄移植によってこの障害に対しては治療が可能である。

 

以上のように、放射線が生体に対して与える影響には様々な機序がある。この記事では触れなかったが、被曝する線種によっても、その影響は異なる。本来であれば、線種による生体影響の違いについても解説せねばならないところだが、それに関しては簡単な放射線物理学の知識が必要になるため、別の機会に譲ることとしよう。また、放射線によるDNA損傷については、分子生物学的な説明が必要なのだが、分子シグナリングや細胞周期チェックポイントといった本格的な分子生物学に手を出さねばならないので、初学者には敷居が高い。かくいう著者自身だって、そのあたりのシグナリング経路を記憶しているかと言われればそうではない。学校で習ってから、既に10年以上が経過してるのだ。やはり、こちらに関しても別の機会に譲ることとしよう。

ゲインとデシベル


増幅

エレキギターの弦をただ爪弾いても、小さな音が鳴るだけで、とてもライブハウスに轟きわたる大音響にはならない。実際のライブハウスでは、エレキギターをアンプという装置に接続している。エレキギターは弦の振動を電気信号に変換し、それを出力する装置だ。一方で、アンプはエレキギターエレキベースやキーボード等の他の楽器も含む)からの入力信号を拡大(これを電子工学では『増幅』という)して、スピーカ等へ出力する装置である。このアンプがあるからこそ、我々はライブハウスで大音響のライブを楽しめるのだ。

 

生体信号の計測でも同じである。生体信号は微弱なことが多いので、ある程度増幅してやらないと、信号の表示や記録がやりづらい。例えば心電計は、1 mV の心電図信号を 1 V 程度まで(なんと、約 1000 倍!)増幅する能力を持っている。もちろん、この増幅ができるのは、アンプが心電計に内蔵されているおかげだ。さて、これからはこのアンプの性能を、どれだけの倍率に増幅できるか(増幅度)で評価することにしよう。

 

電力増幅度と電力利得

さて、ここで、エネルギを何倍に増幅するか、その倍率を表すこととしよう。生体信号の計測においては、2倍とか3倍ではお話にならないのだ。1000倍、10000倍が当たり前の世界だ。うん、大きな倍率を扱うのはなんとなく面倒だから、ゼロが何個つくか、すなわちケタ数で考えることにしよう。

 

10 倍はゼロが 1 つ付くから 1 B(ベル)、100 倍はゼロが 2 つ付くから 2 B、1000 倍はゼロが 3 つ付くから 3 B……(略)……10n 倍はゼロが n 個付くから n B としよう。

このように、ケタ数で電力増幅度を表現したものを利得(ゲイン)という。

 

例えば、1 mW の微弱な電力(単位時間あたりの消費エネルギ)しかもたない信号を、1 W まで増幅する能力を持ったアンプは、103 倍に電力を増幅しているから、3 B のアンプと言っておけばよい。

増幅度 = 10G と表せるとき、G を利得というのだ。

数式を使うならば、n = 10G のとき、 利得 = G [B]と定義できる。

しかし、増幅度が 2 倍、3 倍……と、 10n で表せない数値だったらどうすればよいのだろうか?

 

……よし、力ずくでやってみようではないか。

一般に増幅度を n 倍とすれば、指数と対数の関係を使って、

n = 10GG = log10 n

と式変形してやればよい。

電力増幅度を n = Pout/Pin とするならば、

G [B] = log10 (Pout/Pin)

となる。

 

ただ、これでは流石に単位が大きすぎる。例えば、小学校で習った体積の単位を思い出してみよう。牛乳ビンの容量を L (リットル)で表すと単位が大きすぎて使いづらいから、L という単位を 1/10 にした dL (デシリットル)という単位を使うことで、もっと扱いやすくしたのだった。例えば、0.2 L の牛乳ビンは 2 dL であり、1 L の牛乳パックは 10 dL である。

 

これと全く同じで、B という単位を 1/10 にした dB (デシベル)という単位を使うことで、もっと扱いやすくできるのだ。例えば、0.2 B の電力利得は 2 dB であり、1 B の電力利得は 10 dB である。つまり、

G [dB] = 10 log10 (Pout/Pin)

ということである。なんだ、意外と簡単に導出できるじゃないか。

 

例えば、1 mW の信号を 1 W に増幅するアンプであれば、

 G = 10 log10 (Pout/Pin)

= 10 log10 (1/0.001)

= 10 log 103

= 10 × 3 log1010

= 30 × 1

= 30 [dB]

 ということになるのだ。

 

電圧増幅度と電圧利得

さて、これまでは電力やエネルギの倍率を考えてきたが、実際の生体計測においては電力やエネルギを信号として処理することは少ない。センサのほとんどが最終的には電圧を出力とするため、電圧を信号として処理することが多い。つまり、電圧を何倍にするか(電圧増幅度)で利得を定義する必要があるのだ。

 

ここで、お馴染みジュールの法則 P = IV = V2/R  より、電力やエネルギは電圧の2乗に比例することがわかる。すなわち、抵抗が一定で電圧が n 倍になるならば、消費電力は n2 倍になるのだ。入力・出力側でインピーダンスが等しいことが多いため、このことを数式に織り込んでみると……

 G = 10 log10 (Pout/Pin)

= 10 log10 {(Vout2/R)/(Vin2/R)}

= 10 log10 (Vout/Vin)2

= 10 × 2 log10 (Vout/Vin)

= 20 log10 (Vout/Vin)

となる。すなわち、

G [dB] = 20 log10 (Vout/Vin)

という教科書でおなじみの公式が示された。

 

例えば、1 mV の信号を 1 V に増幅するアンプであれば、

 G = 10 log10 (Vout/Vin)

= 20 log10 (1/0.001)

= 20 log 103

= 20 × 3 log1010

= 60 × 1

= 60 [dB]

 ということになるのだ。

 

以上に示したように、電力利得と電圧利得は似たような概念だが、増幅度の常用対数を 10 倍するか 20 倍するかという大きな違いがあるのだ。何故このような違いがあるかといえば、電力は電圧の2乗に比例するという、ジュールの法則が根底にあるからだ。

 

このように、公式が導出された背景に着目すると、意外と簡単に公式を理論的に導出することができるうえに、似たような公式を区別して考えることもできるのだ。公式を丸暗記するのもよいが、たまには自力で導出してみるのもいい勉強になるので、是非ともトライしてみよう。

 

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Gain and dB

はじめに

医用生体工学ならびに臨床工学に関する記事をUPしてまいります。医用生体工学を学ぶ皆様の学習の参考になればと思い、執筆してまいります。臨床工学技士国家試験、第1種ME技術実力検定試験、第2種ME技術実力検定試験に向けた受験勉強にもお使いいただければ幸いです。

なお、本Blogにおいては、記事の内容の正確性には十分に留意しておりますが、これを保証するものではありません。本Blogの記事により、読者の皆様が何らかの不利益を被ったとしても、著者はその責任を負いません。

 

著者紹介

専門分野:医用生体工学

学位:博士(医学),修士(工学)

居住地:日本

趣味:旅行