ロナルド・ヒュー・バーカー

ロナルド・ヒュー・バーカー
FIEE FIMechE FInstP CEng
2008年のバーカー
生まれる（1915年10月28日）1915年10月28日
ダブリン、アイルランド
死亡2015年10月7日（2015年10月7日）（99歳）
ボーンマス、イギリス
休憩所バーウッド墓地、ドーセット州、イギリス
母校ハル大学理学士1938年ロンドン大学博士号1954年
知られているバーカーコード
受賞歴IEEヘヴィサイドプレミアム（1953年） FIET（1960年）FIMechE （ 1974年）物理学会フェロー（1962年）英国公認技術者（1966年）
科学者としてのキャリア
フィールドレーダーテレメトリ暗号化と電気工学
機関
論文パルス符号変調による角度データの伝送におけるサーボ問題 （1954年）

ロナルド・ヒュー・バーカー （1915年10月28日 - 2015年10月7日）[ 1 ]は、アイルランドの物理学者であり、デジタル技術の分野における先駆者でした。受信データの破損を防ぐため のデジタル通信同期方式であるバーカー符号の発明者です。

バーカー氏のデジタル技術への画期的な貢献は、デジタル通信システムと誤り訂正符号の設計に永続的な影響を与えてきました。バーカー符号は現代の信号処理および通信技術において依然として重要な役割を果たしており、20世紀半ばのこの発見が、高度に相互接続された今日の世界において依然として重要であることを示しています。この手法は世界中で研究され、今日ではほとんどのデータ伝送で広く利用されています。彼の発明は、様々な現代技術の基盤ツールであり続けています。その応用例としては、レーダー、携帯電話技術、テレメトリ、デジタル音声、超音波画像診断および検査、GPS、Wi-Fi、無線周波数識別（RFID）、バーコード、追跡、在庫管理、車両誘導などが挙げられます。

若いころ

ロナルド・ヒュー・バーカーは1915年[ 2 ] にダブリンでイギリス人の両親のもとに生まれました。父親は失業を繰り返し、芸術家[ 3 ]やステンドグラスのデザイナー[ 4 ]としての仕事を求めてダブリンとイギリスを転々としたため、幼少期の教育は中断されました。彼は著名なステンドグラス芸術家であるハイ・ジャス・ソールズベリーに弟子入りしました[ 5 ] 。ソールズベリーは1912年のケリーの名簿に、ステンドグラス芸術家としてセント・オールバンズのアルマ・ロード50番地に記載されています。

バーカー（後列左から2番目）と高校のラグビーチーム

父親の仕事は賃金が低く、見つけるのも困難だったため、父親と家族は粗末な下宿に住むことが多かった。ほとんどの時間を、バーカー（子供の頃からロイと呼ばれていた）は祖父のジョン・テイラーと母親のリンダ・テイラーとともにヒース・アンド・リーチのトーマス・ストリート17番地に住んでいた。 [ 6 ] 13歳の時、バーカーはレイトン・バザードにある新設の学校、ザ・シーダーズ（現在はシーダーズ・アッパー・スクールとして知られている）の校長、フレデリック・フェアブラザー氏に面接を受けた。入学試験を受けた後、彼はその学校に入学した。彼の父親は、バーカーが14歳の時、アイルランドのコーク州ユーガルで肺炎で間もなく亡くなった。困難にもかかわらず、彼は学校で優秀な成績を収めた。教師だった彼の母親は[ 7 ]彼の教育を手助けし、ヒースのバーズ・ヒルにあるウェスリアン教会でピアノと教会のオルガンの演奏を教えた。入学試験に合格した後、彼はハル大学への奨学金を獲得し、 1938年にロンドン大学で物理学の第一級優等学位を取得した。[ 2 ]貧しい家庭で育った結果、ロイは生涯を通じて、しばしば自身の創意工夫を用いて廃材から独自の機器を組み立てることを好んだ。学生時代にバーカーは電子工学に興味を持った。彼は、整流器、変圧器、拡声器などの自家製部品を使用して、鉱石ラジオセットと基本的な3真空管ラジオを作成した。彼の最初の仕事は、第二次世界大戦の勃発と重なった。科学者は留保職業と宣言されたため、彼は徴兵資格がなく、そのため電子工学の研究を続けることができた。

初期のキャリア

ウォーナム・コート、ホーシャム、1942年頃

バーカーは1938年にロンドンのノース・ウールウィッチにあるスタンダード・テレフォンズ・アンド・ケーブルズ（STC）に入社し、熱電子管部門で歯科用X線管と装置の設計に携わった。[ 8 ] 1941年のウールウィッチへの爆撃後、ロイはX線管の研究[ 9 ]が戦争に貢献していないと感じてSTCを辞職し、ヒース・アンド・リーチに戻り、近くのストックグローブ・カントリー・パークに宿泊していた兄弟の一人を訪ねていたウェンディ・エミリー・ハント[ 6 ]と出会った。

その後バーカーは、補給省の信号実験施設（SEE）で臨時の実験官として新しい職に就いた。最初はウールウィッチ・コモンで働いていたが、すぐにイギリスのホーシャム近郊のウォーナム・コートの仮設場所に移った。その後まもなく、施設は防空研究開発施設が立ち退いたサマーフォードのよ​​り安全な場所に移転し、信号研究開発施設（SRDE） となった。[ 10 ] [ 11 ]そこでバーカーは、第二次世界大戦でさまざまな装甲車両や戦車で使用された標準的な無線機、無線機19号の電子設計に協力した。また、ジャングル用のポータブル双方向無線機の設計にも貢献した。[ 12 ] [ 13 ]

1943年夏、研究スタッフはドーセット州クライストチャーチのスティーマーポイントに異動となった。[ 10 ]バーカーは主席科学官に昇進し、誘導兵器用の英国初の遠隔測定システムの考案、開発、製造の責任者となった。1944年に英国の誘導兵器計画が発足し、バーカーは遠隔測定の研究を行った。[ 2 ]兵器のテストは当初イニスラスで行われ、[ 14 ]その後アバーポートの王立航空宇宙研究所（RAE）に特別な誘導兵器射撃場が建設された。[ 15 ]最初の実験システムは、液体酸素推進誘導対空弾（Liquid Oxygen Propelled Guided Anti-aircraft Projectile）の頭文字をとってLOPGAPと名付けられた。 [ 16 ]第二次 世界大戦が終わって間もなく、彼はペーネミュンデでドイツのA4ロケットの開発に使用された遠隔測定装置について報告するよう選ばれた。この報告書は「メッシーナ」というコード名で呼ばれ、1945年11月9日付である。[ 17 ]

1945年5月29日、クライストチャーチのサマーフォード飛行場にて、英国初のLOPGAP誘導ミサイルを搭載した海軍航空隊のアンソン。ミサイルには弾頭の代わりに遠隔測定試験装置が搭載されている。
1945 年ウェールズのイニスラスでの遠隔測定試験

1946年、バーカーはニュージャージー州プリンストン大学で開催された第1回国際テレメータリングシンポジウムに出席し、自身の誘導システムに関する2つの論文を発表しました。[ 18 ]報告書には、「この議事録は初期のテレメータリング研究の興味深い記録である。発表された37の論文のうち3つはイギリスにおけるテレメータリング研究の概要であり、ほぼすべての変調および多重化システムの例が報告された」と記されています。[ 19 ]

バーカーはテレメトリの改善を目的としたアンテナ設計にも取り組み、このテーマに関する2つの論文を執筆した。1つは1948年11月にWireless Engineer誌に掲載された[ 20 ]。もう1つはIEE誌に掲載された「2つの受信アンテナ間の多重反射」に関する論文である[ 21 ] 。

SRDE在籍中、バーカーはデジタル電子機器を使用した最も初期の航空管制システムの一つについて説明した覚書を作成した。航空状況はスクリーンに投影され、一帯の大きな地図にオーバーレイされる。個別または複数の航空機に追跡番号が与えられる。ディスプレイには追跡番号、航空機またはグループの位置に加え、色によるカテゴリー、矢印の長さによる速度と方向、矢印上の帯による高度の表示などの追加情報が表示される。追加情報は追跡番号で参照されるトートボードに表示される。この情報は、テレプリンターを使用して電話ケーブルを介し、同期信号とともにデジタル形式で他のユーザーに送信することもできる。[ 22 ] バーカーは1945年に法人会員として電気技術者協会（IEE）に入会した。 [ 23 ]彼は亡くなるまで、合計70年間会員であり続けた。

戦後のキャリア

終戦後、バーカーは音声暗号の研究を行う上級科学官に任命され、初期のコンピュータとデジタル伝送に関する研究に従事しました。[ 24 ]バーカーは、音声波形をデジタル符号化する技術（当時の音楽符号化方法に類似）を用い、その後、擬似乱数発生器 で同期的に生成された2番目のストリームを乗算することで、2進数のストリームをスクランブルしました。SRDE在籍中、バーカーは12人の科学者からなるチームを率いていました。1948年、彼は直線運動と角度運動をデジタルデータに変換する特許出願を発表しました。この論文の中で、彼は次のように述べています。「本発明は、明細書のほぼ全体を通して、回転軸の角度位置という形で提示されるデータに関して説明されていますが、記載されている方法と装置は、直線運動が可能な部材、ひいては考えられるあらゆる運動が可能な部材の位置の測定と記録にも同様に適用できることは明らかです。」これは、自動化とロボット工学に向けた初期の開発の一つでした。この装置はロータリーエンコーダとして広く知られています。付与された特許は「バイナリデジタル形式でデータを表現する装置の改良」です。[ 25 ]

1952年までに、彼のデジタルエレクトロニクスに関する研究は兵器の制御[ 26 ] 、サーボシステム、パルス符号変調による通信[ 27 ]へと拡大され、バーカーはこれらの解析にラプラス変換によく似たZ変換法を用いた。[ 28 ] Z変換は、離散的な時間点の値のみを持つ離散時間信号を生成する。離散時間信号の必要性は、デジタルコンピュータの技術的進歩によって生じた。付録には、初めて公表された変換の一覧がある。[ 29 ]この研究により、彼はIEEから最優秀数学論文に贈られるオリバー・ヘヴィサイド・プレミアム賞を受賞した。 [ 30 ]

バーカーは、デジタル通信システムを同期させるためのよく知られた方法であるバーカー符号を発明し、「二進デジタルシステムのグループ同期」と題する論文でその方法を説明した。[ 31 ]この方法は、第二次世界大戦直後に信号研究開発施設（SRDE）で最初に研究され、レーダー、ロケットテレメトリ、デジタル音声への利用が意図されていた。1952年、バーカーは送信データと受信データの相関関係を調べるのに有用な、長さ13までの7つのバーカーシーケンスを発見した。オックスフォードコンピュータサイエンス辞典では、バーカーシーケンスを次のように 定義している。

同じアルファベットからランダムに選ばれた記号列に埋め込まれた、一致位置を除いて自己相関がゼロとなる記号列（2進または*q進）である。バーカー系列は、受信データの同期とフレーミングを確認し、必要に応じて修正するために使用される。[ 32 ]

バーカー符号はデジタルエレクトロニクスで広く利用されている。この符号をデジタルデータストリームに導入することで、受信データの同期とフレーミングを簡単に確認し、受信機がデータを正しく理解できるようになる。バーカーは平易にこう述べている。「個々の桁の意味が分かっていなければ、2進数のシーケンスはほとんど意味を持たない。」[ 33 ]符号がなければ、外部からのノイズデータが受信データを乱し、意味不明なデータになってしまう可能性がある。レーダー反射や宇宙テレメトリは特にノイズの影響を受けやすい。バーカー符号は、ガリレオ全地球航法衛星システム、全地球測位システム、スカイラブ[ 34 ]、アポロ計画[ 35 ]などの地球近傍宇宙通信に利用されてきた。[ 36 ]バーカー符号は、パイオニア10号ミッションなどの初期の深宇宙探査テレメトリにも利用された。[ 37 ]火星への最初の着陸を目指すバイキング計画においても[ 38 ]

1954年4月、バーカーはロンドン大学から博士号を取得した。これにより、すぐに上級主席科学官に昇進した。[ 2 ] 翌月、彼は民間人としてラティマーの統合防衛大学で6ヶ月間の職員コースを受講した。コース修了後、バーカーは補給省本部の電子研究開発局（航空）の副局長に就任し、 [ 13 ]航空機搭載レーダー、航行援助装置、海上装置、航空通信の研究開発の技術管理を担当した。[ 39 ] 1957年、バーカーは研究主任としてSRDEに戻った。[ 8 ]

1959年、バーカーはレザーヘッドにある中央電力研究所（CERL）の所長に就任し[ 8 ]、研究所の日常業務の運営に加え、科学スタッフの採用と250人から600人への増員を担当した。1963年9月、IEEは第1回ロンドン国際テレメータ会議を主催した[ 40 ] 。 会議のプログラムにはCERLへの訪問も含まれていた。研究所で行われていた研究には、「地上回線によるデータ伝送実験」、「全国送電網における自動負荷分散システムの開発」、「タービンブレードのテレメータリング」などがあった。

1962年3月6日、バーカーは物理学会フェローに選出され、1974年には機械技術者協会のフェローに選出され、機械技術者協会の自動制御委員会に所属した。

バーカーは1966年12月1日にIEEのフェローに選出された。彼は電力部門と制御・自動化部門の様々な委員会で活動し、1971年には後者の部門長に就任した。[ 8 ] 1972年から1974年の間、彼はIEE評議会のメンバーであった。[ 41 ]バーカーはIEE供給セクション、会員および地域センター委員会、科学教育合同委員会および会員パネルB、そして専門グループJ6、S7、C5、C7（彼は両方の制御グループの議長を務めた）のメンバーでもあった。彼は2015年に亡くなるまで会員として活動を続けた。[ 42 ]

バーカーは1961年にプーリン・グループの取締役に任命された。[ 2 ] [ 43 ]在任中、彼は光学研究を行う科学者チームを編成した。[ 44 ] 1964年に同社がランク・オーガニゼーションに買収された後、[ 45 ]彼はランク・オーガニゼーションが会社の運営に加えた変更に不満を抱くようになった。彼はこれに関して発言権を持たず、すぐに興味深い研究の機会が全くないことが明白になり、将来は希望に欠けるものと思われた。1965年、バーカーはボールベアリングモーターに関する論文を執筆した。[ 46 ]

1965年、バーカーはキャリア最後の転機を迎え、フォート・ハルステッドの王立兵器研究所（RARDE）の副所長となり、主任実験官の地位を得た。[ 2 ]フォート・ハルステッドでバーカーは非核兵器システムの評価を担当した。[ 8 ]バーカーは1979年5月に退職した。

私生活

1943年、バーカーはサウス・クロイドンの聖オーガスティン教会でウェンディ・ハント[ 6 ]と結婚し、二人の息子をもうけた。引退後、ロイは3つのブリッジクラブに所属し、郡レベルのデュプリケートブリッジに出場した。彼は99歳の誕生日を迎えるまで、バーウッドの地元ブリッジクラブでプレーを続けた。バーカーは2015年10月7日、ボーンマス病院で99歳で亡くなった。[ 6 ]

参考文献

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さらに読む

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