ある日、それほど遠くない将来に、私たちは皆、ポケットにカメラを入れて、目の能力をはるかに超えて見ることができるかもしれません。
これは、Microsoftと協力して、HyperCamと呼ばれる手頃な価格のハイパースペクトルカメラを開発したワシントン大学の研究者チームの目標です。
人間の目は、その複雑さに目を見張るものの、限られた範囲しか見ることができません。 電磁スペクトル全体のうち、私たちの目は、赤、緑、青の3つのカラーバンドのみを知覚します。 そのため、科学者は長年、ハイパースペクトルイメージング（電磁スペクトルを数百のバンドに分けて、目に見えない詳細なデータ画像を作成する技術）をさまざまな目的で使用してきました。 土壌のミネラル含有量や水分レベルなどを調べるために、農業や鉱業で使用されています。 航空ハイパースペクトル写真では、特定の種類の土壌または鉱物には、パターンを形成する特定のスペクトルシグネチャがあります。 食品安全検査官は、ハイパースペクトルカメラを使用して、食品の栄養含有量または非食品材料による汚染を評価できます。
HyperCamは、可視光と不可視の近赤外光の両方を使用して、オブジェクトの表面の下を覗き込み、パターンを作成して、目に見えないものを目で見せます。 すべての写真について、17の異なる波長から画像を生成します。 統合されたソフトウェアは、各画像の最良の部分を選択して、全体に収まるようにします。 それは、目が通常知覚しないであろうことを示す画像の部分に特権を与えます。
「[HyperCam]はシーンで役立つものを自動的に定義しようとします」と、HyperCamプロジェクトに携わるワシントン大学の博士課程学生Mayank Goel氏は説明します。 「人間の目では見えないものを誇張しています。」
例えば、HyperCamは人間の皮膚の下の静脈を見ることができます。 これらの静脈パターンは、カメラの皮膚の表面パターンの超詳細画像と組み合わせて、識別目的に使用できます。 25人の被験者を含む実験で、HyperCamは手とその被験者の写真を99％以上の精度で一致させることができました。 この高レベルの精度は、HyperCamが潜在的な生体認証用途を持ち、スキンパターンを使用してスマートフォンのロックを解除したり、オンライン支払い目的のIDとして使用したりできることを示唆しています。
皮膚のパターンのそのような詳細な画像を作成する機能は、多くの医学的用途を持つ可能性もある、とGoelは言います。 たとえば、時間の経過に伴う傷の治癒を監視し、人間の目には見えない細かい変化をキャプチャするために使用できます。
HyperCamには、消費者にとっても興味深い潜在的な用途があります。 熟した果実と熟した果実を簡単に区別でき、梨やリンゴの質感を損なう表面下の打撲傷を取り除くことができます。 果実が熟すほど、HyperCam画像上でより濃く表示されます。 これは、熟した果実が柔らかいためです。 光は反射されるのではなく、果物に浸透します。
数千ドルの費用がかかることがある産業用のハイパースペクトルカメラとは異なり、HyperCamはわずか約800ドルです。 そしてクリエイターは、たった50ドルでこの技術を携帯電話に埋め込むことができると言っています。
HyperCamの技術には制限があります。 光が多すぎるとスペクトルを切り開く能力が損なわれるため、明るい日光の下では使用できません。 非常に明るい食料品店でも、ユーザーは正確な測定値を取得するために、HyperCamを農産物のかなり近く（片足など）に保持する必要がある場合があります。
HyperCamの発明者は、市場で最高の桃を選べることは間違いなく有用であろうと考えていますが、より多くの潜在的な用途があると言います。 そして、HyperCamsを携帯電話に植えるという当面の計画はありませんが、研究者たちは近い将来これに取り組むことを望んでいます。
「（他の）科学者と協力したい」とGoelは言う。 「アイデアは、人々にこのカメラの作り方を教育し、それから彼らは自分のアプリケーションのためにそれを生成できるということです。」
