「光学迷彩」で透明人間を工学的に実現した稲見昌彦／Ｔｅｃｈ総研

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光学迷彩｜稲見昌彦｜SIGGRAPH｜透明人間｜再帰性投影技術｜電気通信大学｜…

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我ら“クレイジーエンジニア”主義　vol.13　透明人間を実現した「光学迷彩」インタフェース革命に挑む稲見昌彦

	常識に縛られない異才・奇才が未来技術を切り開く。常識破り、型破りの発想をもったクレージーエンジニアを紹介する第13回は、透明人間を工学的に実現した「光学迷彩」をはじめ、情報世界と現実世界を融合させることで、人の能力を拡張させるためのインタフェース研究に挑む電気通信大学の新進気鋭の若手教授、稲見昌彦氏だ。（取材・文／上阪徹　総研スタッフ／宮みゆき　撮影／栗原克己）作成日：06.08.09

電気通信大学
電気通信学部　知能機械工学科　教授
稲見昌彦氏

　インタフェース技術とコンピュータグラフィックスの国際会議「SIGGRAPH」に出展した際は、ひと目デモを見ようと小さな装置の前に行列ができたという。胸から下が透明。そんな「透明人間」が、装置を覗くと突然、目の前に現れるのだ。取材でも、デモを見せてもらった。３ｍほど先に、グレーの色のマントを着た学生がいる。一見すると、何の変哲もない光景。しかし、ひと度「光学迷彩」のシステムが入った装置から同じ光景を覗くと驚くべきものが目の前に広がった。胸から下が「透けて」いるのだ。実際には、マントの部分が「透けて」見える。もちろん、人がいきなり透けてしまうはずはない。ここには「カラクリ」がある。稲見氏が開発した、再帰性反射材を使った「再帰性投影技術」だ。研究テーマは、情報世界と現実世界をいかに融合させるか。新進気鋭の34歳の大学教授によるユニークなアイデアは、国内外のコンピュータ関係者から熱い注目を浴びている。

目指しているのは、現実の世界とコンピュータの世界とを結びつけることで、人の能力を拡張することです。人間の感覚を工学的に拡張してあげたり、普通はできない表現を可能にしたり。いくらコンピュータの処理速度が上がっても、人とコンピュータを結びつけるものが、キーボードやマウス、ディスプレイだけという現状では、人にできることは限られてきます。そこで、新たなインタフェースを構築することで、コンピュータを扱う人の「入出力」を増大させられないかと考えているんです。

　人の出力というのは、実はもともと難しいんですね。例えば、絵は一瞬で見ることができますが、書くには相当な時間がかかります。出力は本質的に難しいんです。そもそも五感といわれる視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚は入力には優れた能力を発揮しますが、さて出力はどうでしょうか。せいぜい話したり、ゼスチャーしたり、押すくらいしかできない。これは、コンピュータも同様なんです。だからコンピュータによる出力も難しいんです。

　実際、今のディスプレイで、五感が果たしてどのくらい使われているか。人が外界の情報を取得するときには、五感のすべての窓を通して行われています。ところが、現状のディスプレイ技術ではどうでしょうか。せいぜい視覚か聴覚。人に提示される情報は、何らかの形でそれぞれの感覚器に知覚可能な状態に翻訳する必要があるんです。人が普通に現実世界を認識しているのと同じような形で。だからこそ、どう人がコンピュータを操作していくか。どうコンピュータの情報を受け取るか。そこに拡張の必要性が出てくるんです。

　どうして機械工学の研究室が情報系の研究をやっているのか。よくそう問われます。実は特にコンピュータ側からの出力という点では、メカトロニクスに大きな可能性が秘められていると私は感じているんです。モノづくりというのは、実は機械技術による「出力」なんですね。20世紀には、機械技術による「出力」は第２次産業や第１次産業で使われてきました。しかし、われわれはロボット工学なども含めた機械工学を第３次産業的な考え方で人に対する「出力」に用いたいんです。そこにこそ、機械系にいて、情報系の研究をしている意味がある。機械的なアプローチだから、大きな働きかけができるのではないか、ということです。そしてこうしたインタフェースの考え方は、日本が得意とするところなんです。

　コンピュータサイエンスの分野は、ソフトウェア分野を筆頭に、アメリカが最先端を走ってきました。ところが、メカトロ、ハードに立脚したような情報技術は、実は日本が強い。携帯電話もそうですが、「SIGGRAPH」の技術展示でも、半分くらいは日本人によるものです。むしろアメリカはなかなか展示レベルにまでこられない。

　私のもともとの専門はバーチャル・リアリティ（ＶＲ）でした。日本のＶＲは、機械系の人が中心だったんです。ところが、実は私は修士までの専攻は分子生物学でして。原子間力顕微鏡やバイオセンサーの研究をしていた。ただ、大学を選んだのも、たまたま学園祭で見に行ったロボットサークルの二足歩行ロボットに驚いたから、という動機があるほどで、機械には興味はあって。そんな複雑なバックグラウンドがあったからか、早くからコンピュータの出力の限界についても、あるいはＶＲについても、大きな疑問をもっていたんです。情報を受け取る際に見過ごされている五感があるのではないか。もっといえば、ＶＲと言いながら「ビジュアル・リアリティ」なのではないかと。実際、ほとんど視覚中心でしょう。そこでアプローチとして考えたのが、使われていない五感に訴えることでした。

　例えば、触覚を使ったＶＲが作れないか。発想したのが、ロボットを使うことでした。ネットワーク上でコミュニケーションを交わすとき、テキストや声、つまり視覚や聴覚だけでやりとりをするのではなく、手も使ってみる。相手も同じクマのぬいぐるみロボットをもち、自分がクマの右手を動かせば、相手のクマも右手が動く。コミュニケーション出力が新たに加わるわけです。そうすることで、より五感に訴えるコミュニケーションが可能になるわけです。

　そしてもうひとつのアプローチが、超能力の工学的な実現でした。昔から人の夢として「超能力がほしい」というものがあった。透明人間にしてもそう。こうした技術は、情報技術との融合があってこそ。「光学迷彩」で「透けて見える」というのも本来、人の目では見えないようなものを、コンピュータデバイスの力を借りて、あたかも見えるようにするように作ってあげる、という技術なんです。透明人間という超能力をどう工学的に実現すればいいか、というところを考えて生まれたアイデアでした。

　ほかにも例えば、水と油の境界面を触る。これは普通はできないですよね。ところが、工学的なデバイスの力を借りればできる。水と油が分離した液体の中に入れる棒に、電気抵抗を計測するセンサーを付けておく。さらにロボットアームを棒の根本に付けて、抵抗の変化に応じてロボットアームが上下したり、止まったりできるようにしておく。こうすれば、棒を通常人では操作できない精密レベルで動かせる。だから水と油の境界面を触ることができるんです。本来は触れない感触を、味わうことができるわけです。

　そしてこの技術を一歩、押し進めてみると、ゆで卵の白身にメスを当てて切り、黄身を傷つけずに取り出す、なんてことができるようになる。ロボットアームに装着したメスの先端に光ファイバーセンサーを付けておけば、軟らかい黄身がまるでクルミのように硬く感じられるようになります。センサーが働くからです。あとはなぞって切るだけで、黄身を傷つけずに取り出せる。もちろん、この発想はキッチンで使うためにあるわけではありません。例えば医療現場で使う。ガンだけを軟らかくする。これまで人の手では切れなかった危険な個所もメスを入れられる。そういう応用も考えられる。私たちが目指しているのは、そうした新しい取り組みができるようになる新しいインタフェースを作ることなんです。

再帰性反射材が塗られたマント部分が「透けて見える」光学迷彩。実は背景を撮影したビデオカメラによる映像が、プロジェクターによってマントに塗られた再帰性反射材に投影される仕組み。だから、マント部分に背景の映像が映されているのだ。もちろん、リアルタイムの映像を「透かせ」られる。技術的な応用としては、例えば自動車をバックさせるとき。道路や塀、電柱などの障害物はそのままに、車の後部部分のみを「透けて」見せる。視界がはっきりして後進の安全性を高めることができる。また、医療用途として骨を残して、あるいは臓器を残して「透かせる」技術も考えている。内視鏡手術などで、真価を発揮できる可能性がある。

クマのぬいぐるみは「RobotPHONE」。２匹はネットワークで接続されており、一方の反応を、一方が同じ反応として受け取る。電話でのコミュニケーションに、手の感覚が伝えられる仕組みといえば、わかりやすいか。未来の電話の一形態「ロボ電話」に関する研究だ。また、ネットワークをコンピュータと接続すれば、コンピュータの中で、クマ同士を遊ばせることも可能。実際、デモでは２匹のクマがコンピュータのディスプレイ内でエアホッケーゲームに興じている様子が。このとき、クマの動作を操作するコントローラーになるのは、キーボードでもリモコンでもない。クマのぬいぐるみそのもの。つまり、右手を動かせば、コンピュータ上でも右手が動く。ゲームのまったく新しいインタフェースの概念だ。

本当に自分が何をやりたいのかを知るまでに時間がかかった、と稲見氏。好きで専攻した分子生物学だったが、やがて機械系へと方向を変えていった。「好きなことと、得意なことは一致しないということがわかったんです」。今も生物は好きだが、生物分野で出すアイデアよりも、インタフェース分野で思いついたアイデアのほうが、明らかに世の中の役に立つと思えたという。「周りの人も、面白いと言ってくれて」。その意味では、学問を積み上げたうえに生まれたアイデアではない。「まずこういうものが欲しい、というのが最初にあって、それを作るために必要な勉強をしていった、ということなんです」。今も、アイデアを生み出す日々が続く。

　出会った人たちとのかかわりが大きかった、と稲見氏は言う。もともと研究者になったのは、理科に強い関心を示していた稲見少年に「君は博士になりなさい」と言ってくれた小学校の校長先生の存在があった。高校時代の友人は、生物や化学が好きだった稲見氏を、ロボットの世界に引き入れてくれた。大学時代に没頭した趣味のロボットでは、MITやケンブリッジの人脈を得る。そして畑違いの分子生物学の研究を修士まで続けていた稲見氏に、「やりたいことがあるのなら、ぜひ来なさい」と迎え入れてくれた機械系の博士課程の指導教授……。周りの人たちの、自分を理解してくれたうえでのアドバイスがたくさんあったという。彼の名を一躍知らしめた「光学迷彩」も、博士課程で知り合った新しい仲間が教えてくれた一冊の本からヒントを得ている。彼は今も研究発表の場で常に参考文献としてその本の名前を挙げている。『攻殻機動隊』である。

　博士課程の研究室で助手の先生に言われたんです。自分とディスカッションしたければ、この本を読んでおいてくれ、と。渡されたのは、彼らのバイブル『攻殻機動隊』でした。「光学迷彩」はまさしくこれがヒントになった。ただ、あまりにＳＦチックでしたし、正直なことを言えば、最初は研究としてはあまりまじめに考えていませんでした。「SIGGRAPH」でも、メインで見せたかったものは別にあって、余興として置いておいたんですよね。ところが、メインは見てくれずに、余興に行列ができてしまって（笑）。思い入れがありすぎるよりも、少し肩の力を抜いてシンプルにしたほうが結果的に技術の本質が見えてくるのかもしれない、と思いました。

　日本人はロボットを作るとき、『鉄腕アトム』や『機動戦士ガンダム』を引き合いに出します。でも、「ああ、あのアニメの世界ね」というシンプルさがいいんだと思うんです。実は私はMITのAIラボで半年間研究していたんですが、アメリカの研究者も同じなんです。彼らは真顔で言っていたのは、『2001年のHAL』を作りたい、だった。やりたいことを人に説明するとき、これほどシンプルな言葉はない。「光学迷彩」だって、『攻殻機動隊』を知る人には共通言語になりますから。

　共通言語といえば、留学していたときに面白かったことがあります。私は実は英語は得意じゃないんです。でも、技術用語というのは、不思議なことになんとか通じてしまう。しかも、話に夢中になっていると、いつのまにか日本語でしゃべっているのに、それでも伝わっていたりして（笑）。レストランの料理の注文はからきしダメでしたが、技術の話は問題ない（笑）。なんだ、言葉は違っても同じ“人種”なんだな、と思いましたね。

　ちなみに先ほどのクマのぬいぐるみ「RobotPHONE」は、何台かMITに置いてあって、ボストンと日本とで会話したこともあります。向こうで見せたら、面白いとものすごく喜んでもらえて。ただ、通信信号について説明しようとしたら、目の前であっという間にハッキングされてて（笑）。おまけに翌日は、インターンで来ていた高校生にもハッキングされて。この分野では、やっぱり絶対にかなわないと思いました（笑）。

　自身で大きな転機になったのは、電気通信大で研究室をもったことですね。東大で助手の頃出会った電気通信大出身者を見ていて、モノづくり教育に熱心であることはすぐにわかりました。口よりも手が先に動く（笑）。こういう環境にいれば、研究スピードが上がるかもしれないと思いましたが、実際そうでした。モノづくりのスピードは、ここにきて約３倍になった。「SIGGRAPH」のデモ展示は1997年から連続15件展示させてもらっていて記録だそうなんですが、2005年はなんと年間４件も展示。これも記録でした。学生たちに本当に感謝しています。ただ、３年前に初めて研究室をもったときは、まったくゼロからの立ち上げで、それは大変でした。それこそ研究装置も何もない。初めて受けもった学生数人とまず行ったのは、大学のゴミ捨て場。工学部のゴミ捨て場というのは、宝の山ですから（笑）。大きな声ではいえませんが、いろいろ調達しましたね。

　今もみんなでアイデアを考えますが、うまくいかないときは、研究を離れて、飲みに繰り出します。これを「酔拳」と呼んでいます（笑）。お酒を飲み、おいしい料理を食べ、ディスカッションする。真剣にやるより、意外と少しリラックスしたところのほうが、いいアイデアが出たりするんです。あとは二日酔いのときかな（笑）。実際、コンピュータグラフィックスとリアルロボットの融合システムの位置計測技術が浮かんだのは、布団から起き上がれないくらいの状態で。気持ち悪い中、天井を見上げていて、あ、こうすれば位置が測れる、と（笑）。やっぱり思い入れが強すぎると、余計な力が入って、技術としての本質が隠されてしまうことになるのかも。ちょっと違う角度から眺めてみたりできると、余計なものが削ぎ落とされて、意外なアイデアが出たりするんだと思うんです。

　ものすごいスランプを経験したのは、電気通信大に来るちょっと前でした。どうしてもアイデアが出てこない。苦しかったですね。何かきっかけを得ようと、旅をしたり酒を飲んだり。でもダメ。ところが、ブレークスルーは意外なところにあった。学会でした。面白い研究を見て、自分もやってみたくなった。もうひとつだな、と思う研究は、自分ならこうするのに、と思った。そんなふうに過ごしているうちに、発想が戻っている自分がいたんです。

　アイデアも、研究者の共通言語だと思うんです。そして、面白い人と話すことが、面白いアイデアを生む。ただし、面白い人と話すには、こっちも面白いネタをもっていないといけません。自分の話を面白そうに話していると、相手も燃えてくるんですよね。だから、「いやいや、ここだけの話なんだけどね」が出てくる。こうなればしめたもので（笑）。私も負けずに面白い話を出してお互いに刺激を与え合う。これが面白いんです。こういう楽しみを味わうためにも、常に面白いことをやっていたいと思っています。

　もうひとつ、ブレークスルーのヒントといえば、「入力を変える」ということだと私は思っています。意外に私はオリジナリティの存在を信じていません。というのも、「こんなの誰も思いつかないだろう」と思っていたことを、同じ時期に考えている人がいたりするから。「同時性の法則」です。これ、本当にあるんです。人間の脳ミソって、実はそんなに変わらないものなんです。世の中のトレンドを同じように感じていたら、出てくるものは変わらない。

　逆に言えば、違うものを出そうとすれば、普段から違うものを脳ミソに入れていけばいいわけです。「入力」が変われば「出力」も変わる可能性がある。いつもと違うことをする。違う本を読む。違う絵を見たり、音楽を聴く。これで出力は変わる。そして同時に、いいものを見ることを心がける。アイデアのレベルを高めるためです。

　私は生まれ変わっても、エンジニアになりたいです。だって、欲しいものがあれば、自分で作れるのがエンジニアだから。誰かが作ってくれるのを待っている必要はない。自分で作れてしまえるんです。世界で一番最初に体験もできてしまう。これほど幸せなことはないと思います。だからこそ、自分が欲しいものをどんどん作らないといけないと思うんです。それが世の中の役に立てると思えるなら。とりわけこれからは「何を作るか」が問われる時代です。難しいことです。でも、そこにこだわるエンジニアこそが、きっといい仕事ができる時代が、既に来ていると私は思うんです。

ありえないことができるのも、現実世界と情報世界の融合ならでは。例えば、カレーライスをストローで吸うと、口でどんなふうに感じるのか、がわかるのがこれ。口唇部触覚と呼吸抵抗を用いて、吸入感覚を提示する新たなインタフェース「SUI（Strawlike User Interface）」。コーラなどおなじみの飲み物もあるが、納豆、ラーメン、ポップコーンなどのユニークな食材も。実際に、いくつか吸ってみたが、たしかになんとなくリアル感が。ちなみに研究室の学生が実際にいろいろな食べ物を吸ってみて、そのときのストロー内の圧力変化や音を正確にデータ化した。リアル感が高いはずである。アミューズメントや医療・介護関連への応用を目指している。

コンピュータ内のコンピュータグラフィックスと、リアル世界のロボットとを組み合わせたゲームマシン。外部からリモコンで自由に操作できるロボットは、その位置が常に計測されており、コンピュータグラフィックスと連動。ロボットの動きの変化がコンピュータグラフィックス内に伝わるだけでなく、コンピュータグラフィックス内の変化もロボットに伝わる。つまり、コンピュータ内のゲームだけではない、ロボットによるゲームだけでもない、現実と情報が融合したゲームを楽しめる。ポイントになった技術は、ロボットの位置の計測。従来の光学的な位置計測装置はカメラなどでマーカーを観察して計測していたのに対し、動的なマーカーパターンを天井のプロジェクターから出力するというアイデアで、位置、角度の計測を実現。これがブレークスルーとなった。

稲見昌彦（いなみ・まさひこ）

電気通信大学　教授　工学博士

1972年、東京都生まれ。94年、東京工業大学生命理工学部生物工学科卒。96年、同大学大学院生命理工学研究科修士課程修了。99年、東京大学大学院工学研究科博士課程修了。博士（工学）。東京大学リサーチ・アソシエイト、同大学助手、電気通信大学講師、同大学助教授、マサチューセッツ工科大学コンピュータ科学・人工知能研究所客員科学者を経て、2006年4月より電気通信大学知能機械工学科教授。科学技術振興機構さきがけ研究者を兼任。日本バーチャルリアリティ学会、情報処理学会、ヒューマンインタフェース学会、IEEE Computer Society等に所属。大学入学時より学生サークル、東工大ロボット技術研究会に所属し、趣味でバーチャルリアリティシステムを多数自作。米「TIME」誌Coolest Inventionsなど受賞。
http://www.inami.info/

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宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ

「欲しいものがあれば、それが作れるのがエンジニア」の言葉通り、光学迷彩をはじめとした奇抜なインターフェイス研究を次々と繰り出す稲見教授。そして「作りたいもの」の願望をかき立てるものは、やっぱり『攻殻機動隊』などのマンガがアニメなんだとか。MITに留学されていたときに、海外の技術者たちが日本のアニメやマンガのキャラクターに詳しくて驚いたそうです。アニメやマンガと技術進化の関係性についても、機会があれば探ってみたいところです。

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