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	( 1915-10-28 )1915年10月28日 ダブリン、アイルランド
死亡	2015年10月7日(2015-10-07)（享年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
国籍	イギリス
母校	ハル大学 理学士1938ロンドン大学 博士号1954
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) FIET (1960) FIMechE 1974)物理学会フェロー(1962)英国公認エンジニア(1966)
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	信号研究開発施設 中央電気研究所レザーヘッド プルリングループ（ランク組織） 王立兵器研究開発フォートハルステッド
論文	パルスコード変調による角度データの伝送におけるサーボ問題 (1954)

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、デジタル技術分野の先駆者であった。受信データの破損を防ぐために デジタル通信を同期させる方法であるバーカー符号の発明者。

デジタル技術に対するバーカーの画期的な貢献は、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及ぼしました。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重要な役割を果たし続けており、20 世紀半ばのこの発見が、今日の高度に相互接続された世界において、今もなお重要であることを示しています。この方法は世界中で研究され、調査されており、今日ではほとんどのデータ伝送で一般的に使用されています。彼の発明は、さまざまな現代技術の基本的な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、超音波画像および検査、GPS、Wi-Fi、無線周波数識別、バーコード、追跡、在庫管理、車両誘導などがあります。

ロナルド・ヒュー・バーカーは1915年にダブリンでイギリス人の両親のもとに生まれました^[2]。父親は失業を繰り返し、芸術家やステンドグラスのデザイナーとしての仕事を求めてダブリンとイギリスの間を転々としたため、幼少期の教育は中断されました^{[3 ]。 [4]}彼は有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年のケリーのディレクトリに、50 Alma Road, St Albansのステンドグラス芸術家として記載されています。

父親の仕事は賃金が低く、見つけるのも難しかったため、父親と家族は粗末な下宿によく住んでいた。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歳のとき、バーカーはレイトン・バザードにある新設校、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。バーカーが14歳のとき、父親は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、彼は学校では優秀な成績を収めた。教師だった母親は^[7]彼の教育を手伝い、ヒースのバーズヒルにあるウェズリアン教会でピアノと教会のオルガンの弾き方を教えた。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、しばしば自分の創意工夫を凝らして廃材から自分の道具を作ることを好んだ。学生時代、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真空管ラジオを作った。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職業として追求することができた。

バーカーは1938年にロンドンのノース・ウーリッジ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線管と機器の設計に携わった。^{[8] 1941年の}ウーリッジへの爆撃後、ロイはX線管^[9]の研究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。彼は最初ウーリッジ・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・コートの仮の場所へ移った。その後すぐに、施設はより安全なサマーフォードの場所に移転したが、そこは防空研究開発施設が空けていた場所で、信号研究開発施設(SRDE) となった。^{[10] [11]}そこで彼は、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である無線機 No. 19の電子設計を支援した。彼はまた、ジャングルで使用するため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、英国初の誘導兵器テレメトリシステムの考案、開発、製造を担当することになった。1944年、英国の誘導兵器プログラムが発足し、バーカーはテレメトリ研究を行った。^[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砲の頭文字をとって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テレメトリ機器について報告するよう選ばれた。その報告書はメッシーナというコード名で、1945年11月9日のものである。^[17]

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、彼の誘導システムについて説明した論文を発表しました。 ^[18]報告書には、「議事録は初期のテレメータリング作業の興味深い説明です。発表された37の論文のうち、3つはイギリスでのテレメータリング作業を要約したものです。変調と多重化のほぼすべてのシステムの例が報告されました」と書かれています。^[19]

バーカーはテレメトリを改善するための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]

バーカーは1945年に電気技術者協会（IEE）の法人会員に入会した^。[22]彼は亡くなるまで70年間会員であり続けた。

戦争の終わりに、バーカーは音声暗号を研究する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が行われました。^{[23]バーカーは、音声波形をデジタルでエンコードする技術（当時の音楽エンコード方法に類似）を使用し、次に、}疑似乱数ジェネレータ で同期的に生成された2番目のストリームを乗算して、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人の科学者のチームを率いていました。 1948年に、彼は直線および角度の動きをデジタルデータに変換する特許出願を発表しました。 この論文で、彼は次のように述べています。「本発明は、回転シャフトの角度位置の形で提示されたデータに関連して、ほぼすべての仕様で説明されていますが、説明されている方法と装置は、直線的に移動できる部材の位置の測定と記録にも同様に適用でき、したがって考えられるあらゆる動きができる部材にも適用できます。」 これは、自動化とロボット工学に向けた最初の開発の1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。^[24]

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、^[25]、サーボシステム、パルスコード変調による通信にまで広がり、^[26]バーカーは、ラプラス変換によく似たz変換法を解析に使用しました。^[27] Z変換は、離散的な時間点のみの値を持つ離散時間信号を生成します。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り生じました。付録には、最初に公開された変換のリストがあります。^[28]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ました。 ^[29]

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コードを発明し、「バイナリデジタルシステムのグループ同期」と題する論文でそれを説明しました。 ^[30]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、デジタル音声での使用が意図されていました。1952 年にバーカーは、送信データと受信データの相関関係に有用な、長さ 13 までの 7 つのバーカーシーケンスを発見しました。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ます。

ランダムに選択された記号列（同じアルファベットから）に埋め込まれた場合、一致位置を除いて自己相関がゼロになる記号列（2進または*q進）。バーカーシーケンスは、受信データの同期とフレーミングをチェックし、必要に応じて修正するために使用されます。^[31]

バーカー コードはデジタル エレクトロニクスで広く使用されています。デジタル データ ストリームにコードを導入すると、受信データの同期とフレーミングを簡単にチェックできるため、受信側でデータが正しく理解されます。バーカーは、平易な言葉で「バイナリ ディジットのシーケンスは、個々のディジットの意味がわかっていなければ、ほとんど意味がありません」と述べています。^[32]コードがなければ、ノイズの多い外部データは受信データを混乱させ、意味不明なものにしてしまう可能性があります。レーダー反射と宇宙テレメトリは特にノイズの影響を受けやすいです。バーカー コードは、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^[33]やアポロ計画などの地球近傍宇宙通信で使用されています。^{[34] [35]バーカー コードは、}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使用されました。 ^[36]火星への最初の着陸のためのバイキング計画でも使用されました。^[37]

1954年4月、バーカーはロンドン大学から博士号を授与された。これにより、彼は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か月間のスタッフコースを受講した。コースを修了すると、バーカーは補給省本部の電子研究開発局（航空）の副局長という新しい職に就き、^[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。 ^[38] 1957年、バーカーは研究監督として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責任者となり、また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。^[39] 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作業には、「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の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、同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および自動化部門のさまざまな委員会で活動し、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評議会のメンバーだった。^[40]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、および専門グループ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年に亡くなるまでメンバーとして活動し続けた。^[41]

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] [42]}在職中、彼は光学研究を行う科学者チームを編成した。^[43]同社が1964年にランク社に買収された後、 ^{[44]彼はランク社が同社の運営に加えた変更に不満を抱いた。彼はこれについて発言権がなく、すぐに興味深い研究の機会が全くないことがわかり、将来は希望が持てないように見えた。1965年、バーカーは}ボールベアリングモーターに関する記事を執筆した。^[45]

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。

1943年、バーカーはサウスクロイドンのセントオーガスティン教会でウェンディ・ハント^[6]と結婚し、2人の息子をもうけた。引退後は3つのブリッジクラブに所属し、郡レベルでデュプリケートブリッジをプレーしていた。バーウッドの地元ブリッジクラブでは99歳の誕生日までプレーを続けていた。バーカーは2015年10月7日、99歳でボーンマス病院で亡くなった。^[6]

• Who's Who (113 ed.). ロンドン: Adam and Charles Black. 1978. p. 128 . 2020年5月26日閲覧。
• Who Was Who . オックスフォード大学出版局. 2020. doi :10.1093/ww/9780199540884.013.U6495.
• ウィキメディア・コモンズのロナルド・ヒュー・バーカー（物理学者）に関連するメディア