08 ヒトに偏光知覚能力を付与するウェアラブルシステム 大城 亨太(神戸大学大学院工学研究科)，大西 鮎美(神戸大学大学院工学研究科)，寺田 努(神戸大学大学院工学研究科)，塚本 昌彦(神戸大学大学院工学研究科)
https://www.wiss.org/WISS2025/assets/representatives/08.jpg
⇩発表スライドです．必要に応じてご覧ください！
概要
規則的に振動する光を偏光といい，これに対してあらゆる方向に振動する光を無偏光という．人間は偏光と無偏光が同じように見えるため偏光を知覚できない一方で，偏光を知覚し生活に活用する生物が存在する．このことから，人間も偏光を知覚することで得た情報を活用できる可能性がある．そこで本研究では，人間が偏光をどのように活用できるかを明らかにするため，人間に偏光を知覚させるウェアラブルデバイスを提案する．提案デバイスでは，偏光子を眼前で回転させ，偏光のみが明滅して見えるようにすることで偏光知覚を実現した．また，日常生活において偏光がどのように利用できるかを探索的なアプローチにより調査した結果，偏光は太陽の位置の推定や水たまりの検出等に役立てられることがわかった．
参加者メモ・コメント
釣具屋で売れそう♪ソノヤマタカスケ.icon
ガラスケース内の展示物を鑑賞する時に装着したい。ソノヤマタカスケ.icon
ドラゴンボールみたいYoshito Usui.icon
厨二感があって良いyumu.icon
ミツバチ➔偏光で青空の中で方角を推定，ハリガネムシ➔水面の偏光を目印にしている
ハリガネムシって視覚あるんだ．．．←カマキリの視線を奪っているのか．．．
罵倒：「俺の眼を奪いやがったな！」
釣りの必需品になりそう
偏光サングラスとは違うのでしょうか…
カメラマンが使いそう。ウェアラブルにしなくても、一眼レフの内部実装にしてほしい narumi.icon
日常で偏光を意識するのって水面反射とかをキャンセルして撮影したい時とかだと思うので
PLフィルターをモーターで回して偏光写真を合成する手法を個人的に試していたことがありますbaku89.icon
怪人ハリガネムシ男はちょっとイヤだなあ（笑）ソノヤマタカスケ.icon
物体Xみたいな絵面になりそう！𥱋瀨洋平.icon
いやだーっ！！！ソノヤマタカスケ.icon
そういうこと考えている人っているんだな…
新たな知覚能力の付与っておもしろいですね
見た目がスチームパンクっぽくてかっこいいYuma Suzuki.icon
回転始めるときに無駄に音出してほしい𥱋瀨洋平.icon
歯車みたいな見た目にしてみるともっとおしゃれそうYuma Suzuki.icon
スチームパンクっぽい音がしますねw石川 和哉（Kazuya Ishikawa）.icon
どうやってるのかなと思ったけどシンプルに物理で逆に面白い𥱋瀨洋平.icon
これレンズが回るってことですよね．デバイスかっこいいShioMiyafuji.icon
20XX年のマウント「光を偏光せず直接見てるの？」yumu.icon
高速で回転させれば、片目で３D映像が見える（違）
偏光の方向をリアルタイムで可視化する（例えば色相環が方向に対応する可視化など）という話だと思ったら少し違った narumi.icon
ユーザが最終的にほしいのはこっちなような気もする narumi.icon
そのパターンの実装もあります．まあ単純に現在の偏光角がわかるというだけなんですがteradatsutomu.icon
🙇 narumi.icon
今回の時系列変化だけでなく，エリアごとに偏光角が変わる実装とか(これがミツバチに近いかも・・)というのとかも色々試してましたteradatsutomu.icon
偏光を知覚できる生物とできない生物がいるのはなぜなんだろうと思いました。生存戦略上、あまり重要ではないのか？qurihara.icon
たまたま偏光知覚が生存に役立った生物だけ偏光知覚が残ったんでしょうかね？𥱋瀨洋平.icon
どういう仕組なのか調べてみたけど簡単に理解できる感じではなかった𥱋瀨洋平.icon 危ない機構ですね。。。
青空が明滅しているgif動画，なんか結解の中みたいな不安味がある．．．rtakada.icon
本来見えないものが見えるようになるの面白いYuma Suzuki.icon
現地デモ！！いいね！ShioMiyafuji.icon
可能なら自分もやりたかった……研究テーマ的にやる余地がなくてちょっと残念Yuma Suzuki.icon
路面凍結見えるようになるのめっちゃありがたい！！！（運転者）Yuma Suzuki.icon
超共感！！！！rtakada.icon
超共感 me too !!
人間の感覚拡張ってロマンありますね！！
親がよくガラスにぶつかってるのでこのメガネかけさせたい！ShioMiyafuji.icon
アナログ天気予報とおんなじだー（若い人わかるかな？）
中国のSF小説『三体』で空が点滅するシーンがあり、これ見て思い出しました。
同じくです
偏光知覚できる人だけが見える服yumu.icon
映像だとわかりやすいけど、左目と右目の違う映像情報を脳がどう処理するのか気になりました。デモ体験したかった・・・yumu.icon
このデバイスを装着しないと認識できない情報伝達とかできそうですね♪ソノヤマタカスケ.icon
QRコードとかyumu.icon
パイロットが自機の方向や平衡感覚を見失う現象（空間識失調）に活用できたら魅力的だなと思いました稲垣俊太朗.icon
色変化と偏光を使っていくのはこの研究を思い出しました Takumi Yamamoto.icon メタバースでレイトレーシングで実装できないかなあyumu.icon
偏光が見えるせいで酔ってしまって…などとぼやいていると謎に未来の人気分が味わえてうれしい（？）西田健志.icon
回転するテレビを見てみたい
質疑
自動的に視野中の反射光をキャンセルできるように制御できますか？（写真撮影や釣りで使えそう）
→現状はできませんが，ユーザが回転速度を制御できる機能は必要だと感じているので，今後の設計方針として定めております．
身体拡張という文脈からは，無偏光（通常光）と同時に認識したい気がするのだけど難しいですかね…？くらもといたる.icon
→現状無偏光は見え方を変えられないので，直接無偏光を提示するのは難しいです…明滅する偏光に対して，明滅しないのが無偏光だと区別していただければ！といった感じです．
偏光子自体を回転する以外に，固定偏光子をつかって自身が傾きながら過ごすということもあり？rtakada.icon
→おっしゃる通り，今回は時間的な変化で実装しましたが，位置的に偏光を変化させて知覚させることもできます！(実はそのパターンでも実装済み) ただ，今回の「探索デバイス」という観点では勝手に偏光が変わってくれた方が良かったので，今回提案した手法を採用しました．
ある方向に変更する液晶を方向を変えたn枚重ねて個々の液晶を順次オンにすれば、どの方向の偏光が生じているか今よりもはるかに早く検知できませんか？（ただし分解できる方向は離散的になる。でも足し引きすれば計算できそう） narumi.icon
→液晶を使うアイデア，ありがとうございます！偏光は縦・横だけではなくあらゆる方向の偏光が存在するので，離散的になるのは懸念されるかな，と… 軽量・簡単な構造でかつ，nを極力大きくできれば，といった感じです．
もっと早く回せれば、普通の画像との光量の差から偏光方向を記録することができて、それを十分速い速度でまとめて可視化することができそう narumi.icon
偏光カメラを目指しているわけではないと回答をもらった
→回転速度に関しては，速いことのメリットは偏光が分かりやすくなること，デメリットは偏光が遮断されたときの景色が見にくいこと(特にガラス面)，といったように一長一短
「ハイディンガーブラシ」として人が裸眼でも偏光を知覚できることは知られていますよね？drinami.icon
これ訓練できたら面白そうですね（できるらしい）𥱋瀨洋平.icon
→コメントありがとうございます．おっしゃる通り，人間は偏光知覚能力が完全に0ってわけではないです(ちなみに自分もハイディンガーブラシ見えます！)．ただあまりにも能力が乏しいので，今回は「人間は偏光を知覚できない」とご説明しました．
この研究では，偏光子を回転させることで偏光を知覚させるデバイスを実装しているが，ミツバチやハリガネムシはどのように偏光を知覚しているのか
→ミツバチは「複眼」という神経機構をもっています．またコオロギも偏光知覚できるんですが，特定の向きの偏光に対して強い興奮性の応答を示す"POL1ニューロン"というのをもっています．その応答の比率で偏光の情報を得ているようです．(私の原稿でも2.2節でご紹介しています！)
装着するのが利き目側かどうかで何か変化はありますかTAKAHIRO KOSHINO.icon
→利き目の観点は考えてなかったです…今後の検討事項とさせていただきます．
偏光によって増える視覚情報量に対して、普段見えている視覚情報が減少するなどの影響はありますか？（目が疲れやすい、いつも注意できている点が注意しにくくなる、など）戸井田 拓斗.icon
→今回，実験で1人当たり30分~1時間ほど装着してもらったんですが，特に大きな不快感は無かったです．ただ長時間着けるとなると，明滅が鬱陶しくなるときがそのうちきてしまうだろうと思います．快適性についても考慮して，今後の設計方針立ててまいります！
-> ありがとうございます！
偏光を知覚することによってわかる、なにか具体的なメリットは…と聞こうと思ったら、路面凍結が判別できる！すばらしい！ソノヤマタカスケ.icon
→コメントありがとうございます．この結果が得られたこと，WISSが北海道開催である恩恵を最大限に享受しました！
偏光の情報を一部分だけ切り出す事（例えば路面凍結している路面だけ）とかって可能でしょうか？今野佑星.icon
→情報処理を入れれば可能ではあります．ただ路面凍結を見つけるとなれば，偏光だけではなく「他との差」が大事になってきます．そういった意味では，切り取るよりかは全体を見せた方が良いかもしれないです…！
(具体的なアイデア無く適当に言いますが)スポーツのトレーニングに活用できたりしませんかね？yumu.icon
→面白いアイデアありがとうございます！偏光を発するユニフォームを着たサッカーチームが，味方選手を見つけやすくなったりするかもしれません😂
片目のみの実装ですが，見え方は両眼視野闘争？が起きるのでしょうか？ShioMiyafuji.icon
→正直なところ，両目に偏光子被せる形で実装するのが理想的ではあります(おっしゃる通り，両目視野闘争が起こるので)．ただ，片目だけ途中でちょっとズレちゃったりして，2つの偏光子の向き・速度を完全に同期することが難しく… それだったら片目の方が良いとの結論になりました．ただ片目であるおかげで，左目を閉じれば偏光の世界，右目を閉じれば従来の世界が見れるデバイスになったので，見比べられるという点では結果的に良かったのかもしれません．
HoloLensのような光学シースルー型のHMDに組み込むことは可能と考えますか？
→偏光カメラで得た情報を処理して偏光度や偏光方向を計算すれば，HMDでの提示は可能だと考えています．その手法と提案デバイスとの比較は今後の課題と捉えています．
両眼で見るとどう見えるのでしょうか？
→実は両目で見た方がクリアに知覚できます！ただ実装上の問題で，今回は片目で提示するデザインの提案になりました．