理系にゅーす

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1: 2019/07/09(火) 02:04:45.74 ID:CAP_USER
2000年以上にわたって科学者を悩ませた「レンズの収差問題」がついに解決される
https://gigazine.net/news/20190708-aberration-problem-solved/
2019/7/8
GIGAZINE


「古代ギリシャの科学者であるアルキメデスが凹面鏡で太陽光を集めて敵艦を焼き払った」という伝説がある通り、光学の歴史の始まりは2000年以上前に遡ります。そんな光学の歴史上で人類が2000年以上も解決できなかった「レンズの収差の解消」という難問をメキシコの大学院生が数学的に解決したと報じられています。

■■略

反射鏡やレンズに入射した光は、屈折または反射することで光軸上の1点に収束すると理論付けられています。しかし、現実にあるほとんどのレンズは加工の問題で表面が球面の一部となっているため、実際にはすべての光線を1点に集光することはできません。そのため、解像力を上げようとレンズの口径を大きくすると、像がぼやけてしまうことがあります。この光線のズレが起きる現象を「球面収差」と呼びます。

https://i.gzn.jp/img/2019/07/08/aberration-problem-solved/01.jpg

レンズの球面収差については、2000年以上前のギリシャの数学者であるディオクレスが言及していました。また、17世紀の数学者クリスティアーン・ホイヘンスは1690年に著書「光についての論考」の中で、アイザック・ニュートンやゴットフリート・ライプニッツが望遠鏡のレンズの球面収差を解決しようとしたができなかったと述べています。

実際にニュートンが考案したニュートン式反射望遠鏡では、色のにじみ(色収差)は発生しないものの、反射鏡を使っているために当時では球面収差をどうしても完全に補正できませんでした。

https://i.gzn.jp/img/2019/07/08/aberration-problem-solved/02.jpg
by Internet Archive Book Images

1949年には、「完全に球面収差を解消したレンズを解析的に設計するにはどうしたらよいのか?」という問題が数学の世界で定式化され、「Wasserman-Wolf問題」として取り扱われてきました。

メキシコ国立自治大学で博士課程の学生であるラファエル・ゴンザレス氏は、以前からレンズと収差の問題について数学的に取り組んでいた一人。ゴンザレス氏によると、ある日の朝食で一切れのパンにヌテラを塗っていた時に、突然アイデアがひらめいたとのこと。「わかった!」と叫んだゴンザレス氏は湧いたアイデアをそのままコンピューターに打ち込んでシミュレーションを行ったところ、球面収差を解消できていたそうです。「あまりのうれしさに、いろんなところに飛び乗りました」とゴンザレス氏は語りました。以下の非常に複雑な数式が、レンズの表面を解析的に設計できる公式だそうです。

https://i.gzn.jp/img/2019/07/08/aberration-problem-solved/03_m.jpg

その後、ゴンザレス氏は同じく博士課程の学生で研究仲間であるヘクトル・チャパッロ氏と一緒に500本の光線でシミュレーションを行い、有効性を計算したところ、すべての結果で得られた平均満足度は99.9999999999%だったとのこと。以下は、ゴンザレス氏(画像右)が解析的に導き出した球面収差が解消されたレンズの図(画像左)です。

https://i.gzn.jp/img/2019/07/08/aberration-problem-solved/04_m.jpg

続きはソースで

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引用元: 【光学 】2000年以上にわたって科学者を悩ませた「レンズの収差問題」がついに解決される[07/09]

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1: 2018/09/14(金) 22:55:05.23 ID:CAP_USER
■犬や猫もできないミラーテストに合格、自己認識できる可能性示す

 鏡に映った自分の顔に汚れがついていたら、ほとんど無意識のうちにぬぐい取ろうとするだろう。簡単なことのようだが、これができるのは人間以外にはオランウータンやイルカなど、ごく限られた賢い種だけだ。人間でさえ、幼児期にならないと鏡の中に見えるのは自分自身なのだと認知できない。

 だが、大阪市立大学の幸田正典氏らが8月21日付けで論文投稿サイト「BioRxiv.org」に発表した研究で、小さな熱帯魚のホンソメワケベラ(Labroides dimidiatus)も自分の姿を認知できるようだという驚きの結果が報告された。この行動が観察されたのは、魚類では初めてだ。

 動物に視覚的な自己認知や自己認識の能力があるかどうかを調べるために、科学者はこれまでミラーテストを用いてきた。視覚的な自己認知とは、自己の外見を理解する能力で、自己認識とは、それに加えて、思考や感情といった自分の「心」の状態を自覚する能力のことだ。自己認知と自己認識がどの程度つながっているのかは明らかになっていない。

 ミラーテストとは、研究対象の動物の体にマークをつけて鏡の前に置くと、その動物が自分の体でマークを調べたり、触ろうとしたりするかどうかを観察する実験だ。これに合格すると、その動物は鏡に映ったマークが別の個体ではなく自分の体についているのだと理解していることになる。

 地球上で、人間以外にこのミラーテストに合格したのは、知能が極めて高い類人猿やイルカ、ゾウ、そしてカササギだけである。だが最新の研究結果は、自己認識が恒温動物の哺乳類や鳥類だけの特権ではないかもしれないことを示唆している。

 研究はまだ初期段階で、ほかの科学者による査読を受けていないが、もしこの結論が認められれば、「自己」を意識する高度に発達した能力は、これまで考えられていたよりもはるかに多くの動物に備わっているということになるかもしれない。

 行動生態学者である幸田正典氏が率いる研究チームは、最初カワスズメ科のシクリッドでミラーテストを試みた。シクリッドは、既にミラーテストに合格した他の動物に見られる高い知能と共通する特性を持っていると考えられていた。

「なかには、類人猿のように顔見知りの魚を識別する賢いシクリッドもいます。まさに、個体識別能力があるということです」と、幸田氏は説明する。

 ところが、ミラーテストでは残念ながら、鏡のなかの自分の姿を認知できなかった。

続きはソースで

■ホンソメワケベラ(Labroides dimidiatus)には、鏡で自分の姿を認知する能力があるかもしれない。だとすれば、動物の知能や自己認識について多くの疑問が湧いてくる。写真ではフグのえらを掃除中。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/091300402/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/091300402/
images


引用元: 【動物】「鏡の中の自分」がわかる魚を初確認、大阪市大[09/14]

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1: 2018/07/12(木) 12:31:59.12 ID:CAP_USER
■森の中で鏡と出合ったピューマやイノシシの興味深いリアクション

■動画
Amazon Animals Discover Themselves in a Mirror | Nat Geo Wild
https://youtu.be/Mqu3Zb0pKO0



鏡は人の姿形だけでなく、虚栄心や不安も映し出す。では、動物の前に鏡を置いたら? 
動物の知能や自己認識についての謎を解く手がかりを得られるかもしれない。

 珍しい野生動物や手付かずの自然風景を撮影するグループ「Untamed Photography」のマーク・ファンリー氏は、アマゾンの熱帯雨林に鏡とカメラトラップ(自動撮影装置)を設置した。熱帯雨林にすむ動物が鏡を見た時の姿を撮影し、その反応を調べようと思ったのだ。イノシシや鳥(ラッパチョウ)をはじめとする多くの動物を映像に収めたが、とりわけ興味深かったのは、鏡を前にしたネコ科の動物たちの行動だった。

「自己認識をするには、たいへん高度な知性が必要です。自分自身と自らの動き、
そして鏡の中に見えているものについて情報を統合しなければならないからです」と、米ニューヨーク市立大学ハンター校の動物心理学者で、『The Dolphin in the Mirror(鏡に映るイルカ)』の著者ダイアナ・ライス氏は2015年のナショナル ジオグラフィックの取材で語っている。
 人間ですら、鏡に映る自分が何なのかは、2歳になるぐらいまで理解できないという。

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/071000204/
ダウンロード (3)


引用元: 【動物】〈動画ニュース〉実験 アマゾンの動物が鏡を見たらどうなる?[07/11]

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1: 2017/12/11(月) 12:11:49.47 ID:CAP_USER
 福岡市博多区の仲島遺跡で、2世紀前半(弥生時代後期)に中国・後漢で製作されたとみられる銅鏡が完全な形で見つかった。
市によると、弥生後期の銅鏡が割れていない状態で発掘されるのは珍しく、福岡平野では初めてという。

 銅鏡は直径11・3センチで「内行花文鏡(ないこうかもんきょう)」と呼ばれるタイプ。
コウモリのような文様に、子孫繁栄を意味する「長宜子孫」の4文字が施されている。

続きはソースで

関連ソース画像
http://www.sankei.com/images/news/171209/wst1712090051-n1.jpg

産経新聞
http://www.sankei.com/west/photos/171209/wst1712090051-p1.html
images
※画像はイメージで本文と関係ありません


引用元: 【考古学】後漢の銅鏡、完全形で出土 福岡仲島遺跡、2世紀前半

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1: 2017/10/26(木) 21:01:07.96 ID:CAP_USER9
 京都大は26日、岡山県浅口市で来年夏ごろに観測を開始する国内最大の新望遠鏡の愛称募集を始めた。12月20日まで。選考結果は来年3月にホームページ上で発表する。

 新しい光学赤外線望遠鏡は口径3・8メートル。小さな鏡を組み合わせて大きな鏡としているのが特徴で、超新星爆発などの観測が期待される。

続きはソースで

https://www.hokkaido-np.co.jp/sp/article/141174?rct=
ダウンロード


引用元: 【宇宙】国内最大の望遠鏡愛称募集 京都大、岡山に設置

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1: 2017/06/08(木) 20:30:55.35 ID:CAP_USER9
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00431249

http://d1z3vv7o7vo5tt.cloudfront.net/medium/article/img1_file5937b63355a89.jpg
試作したMEMSスキャナー(早大提供)

早稲田大学理工学術院基幹理工学部の岩瀬英治准教授らの研究チームは、約1・5ミリメートル四方のミラーが全体面積の約80%を占める新型の微小電気機械システム(MEMS)スキャナー(走査装置)を開発した。ミラー面積を従来と同等にした場合、MEMSスキャナーのサイズを4分の1程度に小さくできる可能性がある。現在は2次元画像のみを映し出す内視鏡やヘッド・マウント・ディスプレー(HMD)の3次元画像の表示や小型化につながる。

岩瀬准教授らは、光の走査に使う可動ミラー部を支える支持梁(はり)の形状を工夫してT字型に作り込み、ミラー駆動に必要な複数の共振周波数を分離させた。

これにより、一対の支持梁で単一の駆動部ながら、3自由度光走査できるようになった。従来は梁部が多重構造になっており、梁の面積が大きく、ミラー部は10―20%にとどまっていた。

続きはソースで

(2017/6/8 05:00)
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引用元: 【技術】早大、ミラーが全体の80%占めるMEMSスキャナー 3Dデバイス小型化に貢献 [無断転載禁止]©2ch.net

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