| 研究課題/領域番号 |
20H04204
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61010:知覚情報処理関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 (2023)
東京大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
早川 智彦 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 准教授 (10747843)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 動的蓄光マーカー / 動的サーモマーカー / バイオイメージング / 光軸制御 / トラッキング / ガルバノミラー / サーモカメラ / 室温りん光 / 無添加蓄光現象 / 高速ビジョン / 蓄光現象 / 紫外光レーザー / 可視光レーザー / 燐光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来のマーカーは外的な特徴量や事前の色素塗布を前提としており，トラッキング対象や条件が制約されていた．そこで，本研究では対象に特徴点が全く存在しない状況でも動的にマーカーを発現させる方法として，無添加で紙や布，構造物等への紫外線照射時に生じる蓄光現象を利用し，高精度かつ高速な動的蓄光マーカーを実現する．そのため，まず様々な素材に対する蓄光特性をモデリングすることでマーカー特性を最適化し，その後，特徴量を持たない対象に動的蓄光マーカーを発現させ，トラッキングを実施する．本研究は，様々な分野で応用される基盤的な光学トラッキング技術と位置付けられ，コスト削減による省エネルギー社会への貢献を目指す．
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| 研究実績の概要 |
動物のトラッキングでは，雀の胸や翼から採取した羽毛に対し，りん光寿命およびりん光スペクトルを取得した結果，羽毛の部位によって寿命とスペクトルが変化することが確かめられた．併せて，雀の剥製トラッキング結果を国際学会にて発表した．これにより，特徴量を含む画像およびマーカー装着のための事前準備なしに，低侵襲で低コストなリアルタイム生体追跡法を確立した．
流体・粉体の蓄光トラッキングでは，溶かしたチョコレートやマヨネーズといった粘性のある流体に対し，トラッキング可能であることを確かめた．また，粉体であるグラニュー糖のりん光寿命およびりん光スペクトルを取得し，トラッキング時に最適な励起波長の選定を行った．これら結果により，流体・粉体に対し複数点のマーカーを生成するほか、これらの蓄光する物質を他の蓄光しにくい物質の混ぜることで，流体・粉体の流れを可視化するマーカーとして機能することが見込まれる．
また，当初の研究計画にはない成果として，動的蓄光マーカーの基本設計を基に，動的熱マーカーの開発を行った．赤色半導体レーザーと高速サーモカメラを用い，特徴点のない黒い紙に赤色半導体レーザーを照射し加熱することで，動的マーカーを生成する．温度が下がった後，再びレーザー照射を行い，繰り返しマーカーを生成する．更に，2軸ガルバノミラーで照射点を制御することで，2次元平面上に任意の形状や情報をコード化したマーカーを生成できる．実験では，最大33個のマーカーを同時に生成できることが確かめられた．また，連続描画により，線や円などの識別可能な文字や図形を描画できることがわかった．今後は，さらなる物性調査による紙以外への応用や，実際のトラッキングへの応用を予定している．
さらに，前年度までの成果を継続して発展させ，招待講演を含む国際学会での発表を行った．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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