Googleはヘルスケア部門「Google Health」を設立し、医療技術開発をここに集約した。Google Healthは医療とAIを組み合わせ、高度なソリューションを開発している。Googleは次のコアビジネスとしてヘルスケアを選び、事業を大規模に展開しようとしている。

出典: Google

Google Healthとは

開発者会議Google I/OでChief Health OfficeのKaren DeSalvoがGoogle Healthの最新技術を公表した(上の写真)。Google Healthはグループ内に散在していたヘルスケア部門を統合して設立された。Google Healthはコア技術であるAIを医療技術と融合し、インテリジェントな医療システムを開発する。特に、ビジョンAIでメディカルイメージングを解析することで、病院の医療プロセスを自動化する戦略を取る。

乳がん検査を自動化

その一つが乳がん検査の自動化で、ビジョンAIががんを検知し医師の負荷を軽減する。Googleはシカゴの医療機関Northwestern Medicineと乳がんを判定するシステムの臨床試験を進めている(下の写真)。マンモグラフィー(Mammography)で撮影したイメージングから、医師が乳がんを判定するが、判定結果がでるまには時間を要す。この期間、患者は不安な日々を過ごすことになる。GoogleはこのプロセスをビジョンAIで実施し、解析時間を大幅に短縮することに成功した。

出典: Google

検知システムの概要

Googleが開発したビジョンAIは医師と同程度の判定精度を持ち、メディカルイメージングからがんを特定する。AIががんを検知すると医師にアラートが送信され、追加検査など必要な措置が取られる。これにより、患者は検査結果を即時に知ることができ、精神的な負担が大きく軽減する。また、AIが医師を置き換えるのではなく、医療ツールとして機能し、最終判定は医師が下す。

眼底検査を自動化

Googleは眼底の写真をAIで解析することで、糖尿病網膜症(Diabetic Retinopathy)や糖尿病黄斑浮腫(Diabetic Macular Edema)を特定することに成功した。これらは失明の原因となるが、早期に検知することでこれを防ぐことができる。AIは眼底の写真を解析し、出血を示す赤い斑点から糖尿病網膜症を判定する(下の写真左側；正常な眼底、右側；AIは糖尿病網膜症と判定)。

出典: Lily Peng et al.

インドで臨床試験

インドでは眼科医が少なく患者の多くが、糖尿病が原因で失明に至っている。この判定をAIで実施することで、多くの人が眼底検査を受けることができる。このアルゴリズムはGoogleとVerilyで開発され、インドのAravind Eye Hospitalで試験が実施された(下の写真)。患者は特殊なカメラ(Fundus Camera)で眼底の写真を撮影し、AIはイメージングから糖尿病網膜症と糖尿病黄斑浮腫を自動で検出する。

出典: Google

皮膚がんを検知

GoogleはビジョンAIを使って皮膚の状態を検査する技術を開発した。世界で20億人が皮膚や髪や爪に関する問題を抱えているが、皮膚科の医師の数は十分でない。多くの人がGoogleの検索エンジンで医学文献を探し、自分の皮膚の状態を調べている。しかし、文献を読み下すのは容易ではなく、Googleは皮膚病を判定するツールを開発した。

スマホアプリとして実装

これはスマホアプリとして提供され、皮膚の黒点を撮影し、AIはそれががんであるかどうかを判定する。被験者はスマホカメラで患部を撮影し(下の写真左側)、身体情報(年齢や性別や幹部の位置など)を入力し(中央)、これらをアップロードする。AIは写真イメージから、黒点ががんかどうかを判定する(右側)。皮膚がんの種類は288に及ぶが、AIはこれを正確に判定する。これは消費者向けのアプリとして提供され、問題があれば医師に相談する手順となる。

出典: Google

消費者向けヘルスケア技術開発

一方、消費者向けのヘルスケア技術はFitbit部門で開発している。Googleは人気のウエアラブルFitbitの買収を完了し、スマートウォッチなどの開発を進めている。スマートウォッチは運動量や心拍数など身体データを収集し、これをAIで解析することで健康管理に関する知見を得ることができる。Fitbitはハードウェア部門Nestに属し、ここで消費者向けのヘルスケア技術を開発している。スマートウォッチはバイオセンサーとして機能し、Apple Watchを中心に、消費者向け健康管理のウエアラブルとして市場が急拡大している。

Googleは先週、ニューヨークに小売店舗「Google Store」をオープンした(下の写真)。これはオンライン店舗ではなく街中のストアーで、Googleが提供している情報家電製品を販売する。ここがショールームとなり、製品を手に取って体験することができる。米国においては、Googleは多種類のハードウェア製品を販売しており、それを統合的にアピールする狙いもある。GoogleはFitbitの買収を完了し、これから本格的にウェアラブル事業を展開する体制が整った。

出典: Google

Google Storeの概要

Google Storeはニューヨーク・チェルシーに開設され、本社ビルの一階を店舗にした構造となっている。お洒落な街並みの中のストアーで、はす向かいにはApple Storeがある。Google Storeはスマホ、スマートホーム家電、スマートウォッチ、ノートブックなどを取りそろえている。製品を買う前にこれらの製品を手に取って試してみることができる(下の写真)。また、オンラインストアーで購入した製品を受ける場所ともなる。

出典: Google

製品ラインアップ

Googleは多種類のハードウェア製品を販売しており、店舗は総合展示場としての役割を担っている。スマホは「Pixel」の名称で販売されている。スマートホーム製品は「Nest」ブランドに統合され、ここで、AIスピーカー「Nest Audio」、「Nest Mini」、「Nest Hub」を提供する。このほかに、ストリーミング機器「Chromecast」、ネットワーク機器「Nest Wifi」、AI監視カメラ「Nest Cam」などを販売している。更に、スマートウォッチは「Fitbit Sense」や「Fitbit Luxe」などを取り揃えている。(下の写真、Google Storeで販売している製品を展示)

出典: Google

Sandboxでベンチマーク

店舗内に設けられた部屋で製品を体験することができる。これは「Sandbox」と呼ばれ、実社会を模した空間で製品の機能や性能をベンチマークできる。スマートホーム製品を体験する部屋は「Nest Sandbox」と呼ばれ、AIスピーカーに語り掛けてスマートライトなどを操作することができる(下の写真左側)。スマホの体験室は「Pixel Sandbox」と呼ばれ、暗い環境で高品質な写真を撮影するなどカメラの性能を試験できる(下の写真右側)。

出典: Google

講習会スペース

店舗内にはワークショップ会場が儲けられている(下の写真左側)。ここで、製品の使い方の講習会が開催される。NestのAIスピーカーを使った料理教室やPixelを使った写真教室などが開催される。また、専任スタッフが質問に答え、製品をオンサイトで修理するサービスもある(下の写真右側)。

出典: Google

持続可能性がコンセプト

Google Storeのコンセプトは持続可能(Sustainability)で、ハイテク製品を使う社会が将来にわたり維持できる構造を取る。環境問題やエネルギー問題に関わり、ストアーはサステイナブルなデザインとなっている。この店舗は持続可能性を評価する指標「Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)」の最上位レベル(Platinum)に認定された(下の写真左側)。また、製品も回収されたプラスチックを再利用するなど、環境に配慮した設計になっている(下の写真右側)。

出典: Google

ウェアラブル戦略

Googleは開発者会議「Google I/O」でウェアラブル事業を本格的に展開することを表明した。Googleはウェアラブル向け基本ソフト「Wear OS」を開発し、パートナー企業に提供している。これら企業はWear OSを搭載したスマートウォッチなどを出荷している。また、Samsungは独自基本ソフト「Tizen」の開発を中止し、Wear OSを使うことを発表した。GoogleはWear OSを核にウェアラブル事業を展開している。

出典: Google

Fitbit買収が完了

Googleは2019年11月、Fitbitの買収を発表したが、アメリカ司法省による審査が続いていた。Googleは今年1月、この買収が完了しスマートウォッチの事業を開始することを明らかにした。これにより、FitbitのハードウェアとGoogleの基本ソフトWear OSを組み合わせ、ウェアラブル事業を本格的に展開できる環境が整った。Fitbitが収集する身体情報をGoogleのAIで解析し、健康管理のソリューションを開発する。Googleはハードウェアに舵を切り、FitbitをベースにApple Watchに対抗する製品の開発を進めている。(上の写真、Google Storeで販売されているFitbit製品)。

Googleは開発者会議「Google I/O」を開催し講演をライブビデオで配信した。基調講演ではCEOのSundar Pichaiが研究開発の最新成果を幅広く紹介した。話題はAI、検索技術、モバイル、コラボレーション、量子コンピュータ、クリーンエネルギーと多岐にわたった。この中でもAIに重点が置かれ、会話型AIであるチャットボットの研究でブレークスルーを達成した。(下の写真、Pichaiの基調講演。Googleの本社キャンパスに特設会場を設け講演はオンラインで配信された。)

出典: Google

言語モデルの開発

Googleは言葉を理解するAI技法「言語モデル(Language Model)」の研究を重点的に進めてきた。言語モデルの応用範囲は広く、その代表が機械翻訳で、「Google Translate」として幅広く普及している。また、言語モデルはチャットボットの基礎技術となり、AIアシスタント「Google Assistant」で使われている。また、チャットボットは検索技術と密接に関係し、Googleは対話型の検索エンジンの研究を進めている。

雑談できるチャットボット

Googleはチャットボットの研究でブレークスルーを達成した。このチャットボットは「LaMBD (Language Model for Dialogue Applications)」と呼ばれ、人間のように会話する機能を持つ。LaMDAは話題を定めないで会話するモデル(Open-ended Model)で、とりとめのない会話ができることが特徴となる。人間は日々の生活で雑談するが、AIにとってこれは最も難易度が高いタスクとなる。

冥王星との会話

基調講演ではLaMDAが人間と会話するデモが紹介されたが、AIの話のうまさが印象的であった。ここではLaMDAが準惑星である冥王星となり、人間と会話した(下の写真)：

人間：冥王星にいくと目の前にどんな光景がひろがるの？

LaMDA：巨大な渓谷や氷河や間欠泉を見ることができるよ

人間：面白そう

LaMDA：行く価値はあるよ。ただ寒いのでコートが必要。

人間：いままでに来訪者はあった？

LaMDA：色々な訪問者があったが、最近では宇宙船New Horizonが来たよ。

出典: Google

LaMDAの会話を聞くと

LaMDAの会話は自然な流れで、不自然さは全く感じなかった。LaMDAは人間と区別がつかないというより、人間より会話が上手いと感じた。LaMDAは事実を正しく把握してそれを伝えるだけでなく、人間の興味を引く技を理解しており、会話に引き込まれた。これは高度な話術で、何げない会話で、人を惹きつける魅力を備えている。

なぜ会話に惹きつけられるのか

PichaiはLaMDAの魅力の手の内を紹介し、高度な会話能力の技術概要を説明した。LaMDAの技量は三つに区分でき、「納得(Sensible)」と「具体性(Specific)」と「事実(Factuality)」となる。納得とは話を聞いて腑に落ちることを意味する。また、具体性とは相手の発言に対し、曖昧な回答をするのではなく、スペシフィックな応答をすることを指す。また、事実とは話の内容が事実に即し正しいことを指す。ただし、デモの内容は成功事例で、上手く話せないことも多く、LaMDAの研究開発は続いている。

言語モデルのアーキテクチャ

Googleはこれまでに高度な言語モデルを開発してきた。その代表が「BERT」で、人間の言葉を理解し、また、人間のように文章を生成する。BERTは「Transformer」というニューラルネットワークで構成される言語モデルで、人間と同等レベルの言語能力を持つ(下のグラフィックス、単語の前後関係と重要度を把握する)。また、OpenAIが開発した高度な言語モデル「GPT-3」もTransformerを使っている。

出典: Google

言語モデルの教育

LaMDAも同様にTransformerをベースとする言語モデルであるが、BERTとは教育方式が異なる。BERTのアルゴリズムはインターネット上のテキストや書籍の文章で教育されたが、LaMDAは人間の会話データで教育された。人間の会話は決まったパターンは無く、そのバリエーションは千差万別であるある。人間の会話は同じルートを通ることはなく(下のグラフィックス)、AIが会話の内容を理解することは極めて難しい。

出典: Google

検索エンジンとチャットボット

Googleがチャットボットを戦略技術と位置付けるには訳がある。いま検索エンジンのアーキテクチャが曲がり角に来ている。Googleの検索エンジンの骨格は「PageRank」で、Larry PageとSergey Brinが1996年にスタンフォード大学で開発した。PageRankは引用される頻度の高いウェブページが重要だと判定するアルゴリズムで、検索結果の順位付けに使われる。このアルゴリズムがGoogleの検索エンジンのベースになっているが、PageRankの特許は20219年9月に期限が切れている。

対話型検索エンジン

Googleは新しい検索方式としてAIによる対話型を目指している。利用者が検索クエリーを入力すると、AIがその意味や意図を理解して回答をズバリと示す。検索エンジンが数多くのリンクを表示するのに対し、会話形式のAIが人間のように対話しながら回答を示す。Googleは会話型AIとして「Meena」を開発したが、その後継版としてLaMDAを開発した。Googleが高度なチャットボットを開発する理由は検索エンジンをアップグレードするためである。

AIは人間より話が旨い

LaMDAのデモは印象的で、人間のように会話するだけでなく、話の内容が非常に魅力的であった。LaMDAは人間と見分けがつかないだけでなく、人間より話し上手であるとも感じた。話題が興味深く、意外な発見があり、表現力が豊かで、平均的な人間より会話のスキルは高い。これからは、人間と話すよりAIと話すほうが楽しくなるのか、複雑な心境となる。

Waymoはサンフランシスコで試験走行を開始することを発表した。社員がWaymoの乗客となり、市街地を走り試験を重ねる。Waymoはアリゾナ州フェニックスでロボタクシー事業を展開している。しかし、サンフランシスコはフェニックスとは異なり、道路は狭くクルマや歩行者で込み合っている。自動運転車にとって最後の難関となる。Waymoは試験走行の後に、サンフランシスコでロボタクシーの事業を開始する。

出典: Waymo

サンフランシスコで試験運転する理由

サンフランシスコは坂の街で、ケーブルカーや路面電車が走行し、観光客が道にあふれる。狭い道路はクルマやバイクやスクーターや歩行者で込み合い、高度な運転スキルが求められる。自動運転車にとって、全米の都市の中で最も高度な技術が求められ、ここが開発の最終ゴールとなる。試験走行はJaguar Land RoverのEVモデル「I-Pace」で行われる(上の写真)。

コンピュータビジョン

複雑な環境で安全に自動走行するために、Waymoは自動運転車の頭脳である「Waymo Drive」を改良した。その一つが、コンピュータビジョンの強化で、クルマは高精度でオブジェクトを認識できるようになった。例えば、カメラは信号が変わるのを長距離で認識できる。ヒスパニックのコミュニティはお祭りには通りに横断幕(Papel Picado)を掲げるが(下の写真)、Waymo Driveは遠方から信号が変わるのを検知し安全に走行する。

出典: Calle 24 Latino Cultural District

推論機能の強化

Waymo Driveの推論機能が強化され、カメラやLidarが捉えたオブジェクトから、動きを予測する能力が向上した。推論とはクルマや歩行者が次に取るアクションを予測するもので、込み合った市街地を走行するには必須の機能となる。特に、Fishermen’s Wharfのような観光地では(下の写真)、歩行者の動きを予測する機能が重要になる。例えば、バスの隣に停止した際は、Waymo Driveはバスから降りた観光客が道路を横切ることを想定して運転する。

出典: VentureClef

道路工事現場を認識

市街地では道路工事により車線が封鎖されることが多いが、Waymo Driveは道路コーンや作業員のハンドシグナルを理解し、現場の指示に従って走行する。Waymo Driveはこれらの情報から新しいルートを計算し、クルマは道路コーンに沿って、工事個所を避けて走行する。

カリフォルニア州で商用運転免許取得

カリフォルニア州で多くの企業が自動運転車の走行試験を実施している。このためにはDMV(Department of Motor Vehicles、州の陸運局)で公道を試験走行するための認可を受ける必要がある。現時点で、55社が自動運転車の走行試験を実施している。更に、自動運転車で営業運転するためには、CPUC(California Public Utilities Commission、公益事業を管轄)で認可を受ける必要がある。商用運転免許を取得してた企業はWaymoの他に、CruiseやZooxなど7社となる。Zooxはサンフランシスコで自動運転車を公開したところで、Waymoの発表はこれに対抗するという狙いもある。

アリゾナでの商用運転

Waymoは2017年からフェニックスでロボタクシー「Waymo One」の実証試験を展開してきた。2020年8月に、これを一般に公開し、今では誰でもWaymo Oneを利用できるようになった。乗客は専用アプリを使い、現在地と目的地を入力しクルマを呼ぶ(下の写真)。Waymo Oneはセイフティドライバーが搭乗しない無人タクシーで、既に10万件の輸送をこなし、安全性について評価が高まっている。

出典: Waymo

2021年は自動運転車の転換点

現在、レベル５の自動運転サービスを提供しているのはWaymoだけである。しかし、Waymo Oneの商用運行はフェニックス市街地に限定されている。今年は、エリアを拡大しサンフランシスコの他に、主要都市での運行が計画されている。更に、Teslaは今年、完全自動運転技術「FSD(Full Self-Driving)」をリリースする。クルマのソフトウェアの更新でこれを実現する。予想外に難航している自動運転車開発であるが、今年は転換の年となる。