1933 年の霧の夜、パーシー ショーという名前の実業家がイギリス、ヨークシャーのパブから歩いて帰宅していました。道が曲がりくねって見えにくかった。突然、道端から二つの明るい点が彼に向かって閃きました。パーシーは急ブレーキを踏んだ。
光る点は猫のもので、おそらく猫の命を救ったのでしょう。もし彼が運転を続けていたら、真っすぐに道路から外れてしまったかもしれない。
そして、パーシーには新たな瞬間が訪れました。猫の目が光るのと同じように、ドライバーのために道路が「光る」としたらどうなるでしょうか? 1 年以内に、彼は Catseye® 反射板 (今日でも道路で見かけるスタッド) を発明しました。ヘッドライトを反射して、暗闇の中でどこへ行くのかを確認するのに役立ちます。
でも、猫の目はなぜあんなに光るのでしょうか？
古代エジプト人は、猫の目は日没後に太陽を捉え、夜には明るく見えると信じていました。本当の原因は100年も前の1929年に発見され、科学者たちがこの特性が視力にどのような影響を与えるかを理解したのはさらに後になってのことです。
猫の目はなぜ暗闇で光るのですか?
あなたを含むすべての目には網膜があります。網膜は目の奥にある薄い層で、光を吸収し、脳が理解できる信号に変換します。透明で光を捉えるスクリーンのようなものだと考えてください。
猫の網膜の後ろには、明晰性タペータムと呼ばれる鏡のような層があります。人間にはこれがありません。光が人間の目に入り、網膜に吸収されない場合、光は使用されません。
しかし、猫の目では、吸収されずに網膜を通過した光が明晰板に当たり、反射して網膜を通って戻ります。これにより、網膜に光を捉える二度目のチャンスが与えられます。夜に猫の目に見える輝きは、実際には明晰性タペータムで反射した光です。
内蔵暗視ゴーグル
この特性のおかげで、猫は人間よりも光に対する感受性がはるかに優れており、目は微量の光でも捉えることができます。彼らは、私たちには真っ暗に見えるほど薄暗い光の中でも見ることができます。これは、狩りのほとんどを夜に行う動物にとって、非常に便利な能力です。
タペータム・ルシダムを患う動物は猫だけではありません。牛、羊、ヤギ、馬はおそらく、暗い場所で捕食者を検出するためにそれを持っています。魚、イルカ、クジラは、暗く濁った水中で見るためにこれを頼りにしています。
一方、リス、ブタ、人間を含むほとんどの霊長類は日中に活動し、夜間は視力を必要としないため、視力を持っていません。
(興味深いことに、ほとんどの犬には明晰性タペータムがありますが、青い目の犬や小型のペットにはそれがない場合があります。)
猫の目をヒントにした新技術
1930 年代にパーシー ショーが行ったように、現代の科学者は猫の目からアイデアを借用しています。
韓国科学技術院の電気工学教授、ヨン・ミン・ソン博士は最近、猫の目にインスピレーションを得たカメラを設計した。
「猫の目に長い間私は魅了されてきました」とソンさんは言います。 人気のある科学「特に、明るい日中から暗闇に近いところまで、非常に幅広い照明条件ではっきりと見る能力が優れています。」
ソング氏に最初に、暗い場所で撮影した写真やビデオを改善するために反射層を備えたカメラを設計するというアイデアを与えたのは、明晰性タペータムでした。同氏は、「これは、余分なエネルギーを消費せずに光感度を高めるための、美しくシンプルだが強力な戦略である」と述べています。
ソン氏の予想どおり、このカメラは、明晰性タペータムにヒントを得た人工反射板のおかげで、暗い場所での感度が向上しました。
そこで彼らは、猫の縦長の瞳孔を模したスリット状の開口部という別の機能を追加することにしました。
猫の目はなぜ切れ長のような形をしているのでしょうか？
日中、猫の瞳孔は収縮して細い垂直のスリットになり、余分な光を遮断し、敏感な網膜を保護します。また、垂直の形状は物体の輪郭を鮮明にし、猫が信じられないほどの精度で距離を推定するのに役立ちます。これは、獲物を追跡したり待ち伏せするときに不可欠なスキルです。
ソン氏は、猫の明晰性タペータムからインスピレーションを得た反射層が暗い場所でもカメラに役立つだろうと予想していましたが、猫の切れ長の目の配置もカメラに役立つことに驚きました。
「しかし、私たちが最も驚いたのは、垂直瞳孔をイメージした絞りが、複雑なシーンでカモフラージュを解くのにいかに効果的だったかということです」と彼は言います。言い換えれば、従来のカメラで見ると通常は背景に溶け込んでしまうオブジェクトを識別するのが非常に得意でした。
ソング氏は、キャッツアイがさらなるイノベーションを引き起こす可能性があると信じている。
「カメラに加えて、同じ原理がロボットビジョン、自律システム、さらには明るい環境でも薄暗い環境でも確実に動作する必要があるウェアラブルデバイスやモニタリングデバイスにも適用できます。」
パーシー ショーのロード スタッドは、数え切れないほどの命を救ってきました。猫からインスピレーションを得たテクノロジーが将来どんなことを可能にするか誰にも分かりません。
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