アクティブカモフラージュ
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カモフラージュされたイカの写真
このイカのような頭足動物は、信号を送るため、または背景に合わせるために、急速に色を変えることができます。

アクティブ・カモフラージュ、アダプティブ・カモフラージュ、あるいはカメレオン化とは、動物や軍用車両などの物体の周囲環境に、しばしば急速に適応するカモフラージュである。理論上、アクティブ・カモフラージュは視覚による探知を完全に遮断することができる。[ 1 ]

能動的なカモフラージュは、陸上の爬虫類、海中の頭足類やカレイ類など、いくつかの動物群に見られます。動物は体色の変化だけでなく、イカなどの海生動物では生物発光を利用した対光効果によっても能動的なカモフラージュを実現します。

軍用対光迷彩は、第二次世界大戦中に海軍向けに初めて研究されました。近年の研究では、カメラを用いて可視背景を検知し、コーティングやペルチェ効果を利用した温度可変赤外線パネルなど、外観を変化させるシステムを制御することで、隠蔽を実現することを目指しています。

動物では

イカの対光迷彩の原理を示す図
ホタルイカ（Watasenia scintillans）の対光迷彩は、生物発光を利用して海面の明るさや色に合わせるものです。

能動迷彩は、頭足動物[ 2 ] 、魚類[ 3 ] 、爬虫類[ 4 ]など、いくつかの動物群で使用されています。動物の能動迷彩には、色の変化[ 4 ]と対照明[ 2 ]の2つのメカニズムがあります。

カウンターイルミネーション

カウンターイルミネーションとは、明るい背景に溶け込むように光を作り出すカモフラージュです。海では光は海面から降り注ぐため、海中動物を下から見ると背景よりも暗く見えます。イカやホタルイカなどの頭足動物の中には、体下部の発光器官を背景に合わせるように発光させる種がいます。 [ 2 ]生物発光は海中動物によく見られるため、カウンターイルミネーションは広く普及していると考えられますが、光には獲物を誘引したりシグナルを送ったりするなど、他の機能もあります。[ 5 ] [ 6 ]

色の変化

背景に合わせて体色を変える魚の写真
クジャクガレイの 4 つのフレームは、自分の体色を周囲と下の海底に合わせる能力を示しています。

体色の変化は、様々な背景へのカモフラージュを可能にする。タコ、コウイカ、イカ類などの多くの頭足動物、そしてカメレオンやアノールなどの一部の陸生両生類や爬虫類は、体色や模様を素早く変化させることができるが、その主な理由はカモフラージュだけでなく、シグナル伝達も含まれる。 [ 7 ] [ 4 ]頭足動物の能動カモフラージュは、アメリカ合衆国の軍事研究を刺激してきた。[ 8 ]

体色の変化による能動的なカモフラージュは、カレイ、ヒラメ、ヒラメなどの底生カレイ類の多くが海底の模様や色を積極的に模倣することで行われている。[ 3 ]例えば、熱帯性カレイの一種であるBothus ocellatusは、 2～8秒で「幅広い背景テクスチャ」に模様を合わせることができる[ 9 ]。[ 9 ]同様に、サンゴ礁に生息する魚類であるイソギンチャクも、周囲の環境に体色を合わせることができる。[ 10 ]

研究において

アクティブカモフラージュは、物体を周囲のものと単に似せるだけでなく、正確な模倣による「錯覚的透明性」によって効果的に見えなくし、背景に変化が生じたときに物体の外観を変えることで隠蔽効果を発揮する。[ 1 ]

初期の研究

第二次世界大戦で航空機に使用された、輝度可変の前方指向灯を用いたイェフディ灯の原理図
ユーディライトのプロトタイプは、グラマン アベンジャーの平均輝度を暗い形から空と同じにまで高めました。

アクティブ・カモフラージュに対する軍の関心は、第二次世界大戦中の対照明弾研究に端を発する。最初の研究は、カナダ海軍のコルベット艦（HMCS リムースキーを含む）で試験された、いわゆる拡散照明迷彩であった。これに続いてアメリカ陸軍航空隊では、空中イェフディ・ライト計画が実施され、イギリス海軍とアメリカ海軍の艦艇でも試験が行われた。[ 11 ]イェフディ・ライト計画では、航空機に低輝度の青色ライトを取り付けた。空は明るいため、照明のない航空機（どの色でも）が視認可能になる可能性がある。少量の測定された青色光を放射することにより、航空機の平均輝度が空の輝度とより一致し、航空機は発見される前に目標にさらに接近して飛行することができる。[ 12 ]

可能性のある技術

アクティブ・カモフラージュは、有機発光ダイオード（LED）などの技術を用いて、不規則な形状の表面に画像を投影することで実現される可能性があります。カメラからの視覚データを用いることで、物体が静止している場合には、人間の目や光学センサーによる検知を回避できるほど十分にカモフラージュできる可能性があります。カモフラージュ効果は動きによって弱まりますが、アクティブ・カモフラージュによって移動中の標的の視認性は依然として低下します。しかし、アクティブ・カモフラージュは一度に一方向のみにしか効果を発揮しないため、観察者と隠蔽対象物の相対的な位置関係を把握する必要があります。[ 1 ]

錯視的透明性カモフラージュの原理の図解
舘暲氏によるアクティブカモフラージュを用いた透明マント。左：特殊な装置を装着していない状態。右：再帰反射投影技術のハーフミラープロジェクター部を通して見た状態。

2003年、東京大学の舘暲教授率いる研究者たちは、再帰反射ガラスビーズを含浸させた素材を用いたアクティブカモフラージュシステムのプロトタイプを開発した。観察者は布の前に立ち、透明なガラス板を通して布を見る。布の後ろにあるビデオカメラが布の後ろの背景を撮影する。ビデオプロジェクターがこの画像をガラス板に投影する。ガラス板は角度がついており、投影された光の一部を布に反射する部分的な鏡として機能する。布に埋め込まれた再帰反射材は画像をガラス板に向けて反射するが、ガラス板は反射が弱いため、再帰反射光の大部分は透過し、観察者の目に見える。このシステムは特定の角度から見ると機能する。[ 13 ]

フェーズドアレイ光学系は、物体に背景風景の2次元画像を生成するのではなく、計算ホログラフィーを用いて隠蔽対象物体に背景風景の3次元ホログラムを生成することで、アクティブカモフラージュを実現する。2次元画像とは異なり、ホログラム画像は、見る距離や視野角に関係なく、物体の背後にある実際の風景のように見える。[ 14 ]

軍用プロトタイプ

赤外線夜間照準器を通して撮影された装甲車両の写真。アクティブ迷彩パネルが使用されている様子が写っていると思われる。
アダプティブ赤外線サイドパネルを装備した装甲車両。電源オフ（左）とオン（大型車）を模擬した状態（右）[ 15 ]

2010年、イスラエルのEltics社は、車両の赤外線迷彩タイルシステムの初期プロトタイプを開発しました。2011年には、BAEシステムズがAdaptiv赤外線迷彩技術を発表しました。Adaptivは約1000枚の六角形ペルチェパネルを用いて戦車の側面を覆います。これらのパネルは、車両の周囲の温度、または熱遮蔽システムに登録されているトラック、乗用車、大きな岩などの物体の温度に合わせて、急速に加熱・冷却されます。 [ 16 ] [ 15 ] [ 17 ]

フィクションでは

視覚的なものもそうでないものも含め、アクティブ・カモフラージュ技術はSF小説でよく使われるプロット装置である。『スタートレック』シリーズではこの概念（「クローキング装置」）が取り入れられ、『スタートレック：ヴォイジャー』では、人間が「バイオダンパー」を使って敵に気づかれずにボーグ・キューブに侵入する様子が描かれている。 [ 18 ]『プレデター』シリーズに登場する敵役たちもアクティブ・カモフラージュを使用している。[ 19 ] 『 Halo』シリーズ、[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]『Deus Ex: Human Revolution』[ 23 ]『Crysis』シリーズ[ 24 ]など、多くのビデオゲームでは、プレイヤーはクローキング装置を入手して使用することができる。[ 24 ] 2002年のジェームズ・ボンド映画『007 ダイ・アナザー・デイ』では、ボンドのアストンマーティンV12ヴァンキッシュにアクティブ・カモフラージュ・システムが装備されている。[ 25 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c McKee, Kent W.; Tack, David W. (2007年2月). Active Camouflage for Infantry Headwear Applications (PDF) (Report). Humansystems. pp. iii. 2012年10月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  2. ^ a b c「中層イカ、Abralia veranyi」スミソニアン国立自然史博物館. 2011年11月28日閲覧。
  3. ^ a bサムナー、フランシス・B. (1911年5月). 「様々な背景へのカレイ類の適応：適応的色彩変化に関する研究」 .実験動物学ジャーナル. 10 (4): 409– 506. doi : 10.1002/jez.1400100405 .
  4. ^ a b cワリン、マルガレータ (2002)。Naturens palett: Hur djur och människor får färg [ Nature's Palette: 人間を含む動物がどのように色を生み出すか] (PDF) (スウェーデン語)。 Vol. 1. スウェーデン: Bioscience-explained.org。 pp.  1–12 . 2020 年 6 月 24 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2017 年1 月 9 日に取得。
  5. ^ Young, RE; Roper, CF (1976). 「中層動物における生物発光カウンターシェーディング：生きたイカからの証拠」. Science . 191 (4231): 1046– 1048. Bibcode : 1976Sci...191.1046Y . doi : 10.1126/science.1251214 . PMID 1251214 . 
  6. ^ Haddock, SHD ; et al. (2010). 「海中の生物発光」. Annual Review of Marine Science . 2 : 443–493 . Bibcode : 2010ARMS....2..443H . doi : 10.1146/annurev-marine-120308-081028 . PMID 21141672 . 
  7. ^フォーブス、ピーター（2009年）『まばゆいばかりと欺瞞：模倣とカモフラージュ』イェール大学出版局、ISBN 978-0-300-17896-8。
  8. ^リード、アマンダ (2016).オーストラリアおよび亜南極地域の頭足動物. CSIRO. p. 7. ISBN 978-1-486-30393-9当然のことながら、頭足動物の生物学におけるこの側面は米軍の研究対象となっており、現在、頭足動物の擬態に関する研究に数百万ドルが投入されている。
  9. ^ a b Ramachandran, VS; Tyler, CW; Gregory, RL; Rogers-Ramachandran, D.; Duensing, S.; Pillsbury, C.; Ramachandran, C. (1996年2月29日). 「熱帯性カレイの急速な適応カモフラージュ」. Letters to Nature . 379 (6568): 815– 818. Bibcode : 1996Natur.379..815R . doi : 10.1038/379815a0 . PMID 8587602. S2CID 4304531 .  
  10. ^ Bester, Cathleen. 「Seaweed blenny」 .魚類学. フロリダ自然史博物館. 2015年9月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月6日閲覧。
  11. ^ 「ケベック海軍博物館」。拡散照明とシャルール湾におけるその活用。カナダ海軍。2013年5月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年1月19日閲覧。
  12. ^ Bush, Vannevar ; Conant, James; Harrison, George (1946). Camouflage of Sea-Search Aircraft (PDF) . Visibility Studies and Some Applications in the Field of Camouflage (Report). Office of Scientific Research and Development, National Defence Research Committee. pp.  225– 240. 2013年10月23日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2013年2月12日閲覧。
  13. ^ 「光と闇：透明人間」タイム誌、2003年11月18日。2003年11月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月8日閲覧。
  14. ^ Wowk, Brian (1996). 「フェーズドアレイ光学」 . Crandall, BC (編). Molecular Speculations on Global Abundance . MIT Press . pp.  147–160 . ISBN 978-0-262-03237-7. 2007年2月18日閲覧。
  15. ^ a b「Adaptiv-A Cloak of Invisibility」 BAE Systems. 2011年. 2012年6月13日閲覧。
  16. ^ Schechter, Erik (2013年7月1日). 「対赤外線迷彩は今どうなったのか？」『ポピュラーメカニクス』誌. 2017年2月19日閲覧。
  17. ^ 「BBCニューステクノロジー」。戦車が赤外線透明マントをテスト。BBC。2011年9月5日。 2012年3月27日閲覧。
  18. ^マーク・E・ラスベリー（2016年8月24日）『スタートレックの技術の実現：脳インプラント、プラズマシールド、量子コンピューティングなどの背後にある科学』（スイス：シュプリンガー・インターナショナル・パブリッシング、39ページ）。ISBN 978-3-319-40912-2. OCLC  950954032 .
  19. ^ Robley, Les Paul (1987年12月). 「プレデター：特殊視覚効果」. Cinefantastique .
  20. ^ Halo 4: エッセンシャルビジュアルガイド.ドーリング・キンダースリー. 2013年. p. 136. ISBN 978-1-4654-1159-4。
  21. ^ラドクリフ、ダグ (2003). Halo: Combat Evolved, Sybex official strategies & secrets . Sybex . p. 27. ISBN 978-0-7821-4236-5。
  22. ^ウォルシュ、ダグ、マーカス、フィリップ、ハンシンガー、リッチ、『Sea Snipers』（2010年）。Halo : Reach シグネチャーシリーズガイド。BradyGames。20、253ページ。ISBN 978-0744012323。
  23. ^ Eidos Montréal (2011年8月23日). Deus Ex: Human Revolution ( Windows , PlayStation 3 , Xbox 360 , Wii U , macOS ). Square Enix .
  24. ^ a b「Crysis 3: Adaptive Warfare」 . Crysis.com . Crytek . 2016年8月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年7月28日閲覧。Cloak Engaged：アクティブカモフラージュで真昼間に姿を消す。
  25. ^ 「ジェームズ・ボンドの世界におけるテクノロジー」 Today 's Engineer（2006年1月号）. 2021年12月14日閲覧。
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