中国科学技術大学のティアン・シュエ教授らの研究チームが、人間に赤外線視覚を与えるコンタクトレンズを開発した。このレンズは、イッテルビウムとエルビウムを含む希土類金属のナノ粒子を組み込み、近赤外線光を可視光に変換する。
人間の被験者実験では、装着者が暗室でLEDからの赤外線モールス信号を検出し、光源の方向を判別できることを確認した。マウス実験では、赤外線に対する瞳孔収縮と視覚処理領域の脳活動を観測した。
これは外部電源を必要としないため、従来の赤外線ゴーグルのようなかさばりはなく電力を心配する必要がない。またレンズが透明であるため、可視光と赤外線を同時に知覚できるという利点がある。
試験では有望な結果が得られたものの、依然として限界はある。現在は強い赤外線信号のみ検出可能で、微細な細部を観察するのに必要な高解像度の赤外線視覚を有していない。これら低レベルの赤外線光に対する感度向上など、今後の発展が望まれる。
From:
Scientists Unveil a Method to Give Every Human the Ability to See in the Dark
【編集部解説】
中国科学技術大学（USTC）のティアン・シュエ教授らが開発したこの赤外線コンタクトレンズは、人間の感覚拡張技術において画期的な突破口を開いたといえます。従来の暗視ゴーグルが重量とバッテリーという制約を抱えていたのに対し、この技術は完全にパッシブな光変換システムを実現しています。
技術的な革新性について
最も革新的な点は、アップコンバージョンと呼ばれる物理現象を活用していることです。希土類元素のイッテルビウムとエルビウムを含むナノ粒子が、低エネルギーの近赤外線を高エネルギーの可視光に変換します。この変換プロセスは電源を必要とせず、装着者が日常生活を送りながら赤外線視覚を活用できる可能性を示しています。
実用化への課題と現実性
現段階では強いLED光源からの赤外線信号のみ検出可能で、微弱な赤外線や遠赤外線（熱画像）の検出には至っていません。また、ナノ粒子による光散乱が生じ、高解像度の画像形成が困難という物理的制約があります。研究チームはこの問題に対し、同技術を応用したメガネ型デバイスも並行開発しています。
社会への影響と応用可能性
軍事・セキュリティ分野での暗号通信、医療現場での血管可視化、色覚異常者への支援など、多岐にわたる応用が期待されます。色覚異常者にとっては、赤外線波長を異なる色に変換することで、従来識別困難だった色の区別が可能になる革新的な支援技術となり得るでしょう。
潜在的リスクと規制への影響
一方で、プライバシー侵害や軍事転用への懸念も無視できません。赤外線による監視能力の向上は、個人のプライバシー保護と安全保障のバランスを問う新たな課題を提起します。
また、人間の感覚を人工的に拡張する技術として、医療機器としての安全性評価や長期使用による健康影響の検証が必要です。現在のところ短期間の実験結果のみが報告されており、長期安全性データは蓄積されていません。
未来への展望
この技術は「人間拡張（Human Augmentation）」の具体例として、我々の身体能力と認知能力の境界を再定義する可能性を秘めています。将来的には、より広範囲の電磁スペクトラムを可視化し、人間の知覚能力を根本的に変革する技術へと発展するかもしれません。
【用語解説】
アップコンバージョンナノ粒子
2つ以上の低エネルギー光子を吸収して、より高エネルギーの光子を放出する現象を利用したナノ粒子。近赤外線を可視光に変換する際に使用され、希土類元素のイッテルビウムやエルビウムが含まれている。
近赤外線（NIR）
波長700-2500ナノメートルの電磁波で、人間の目には見えない光。生体組織を透過しやすく、医療診断や暗視技術に活用される。可視光の赤色の外側に位置することから「赤外線」と呼ばれる。
希土類元素
周期表のランタノイド系元素群で、特殊な光学特性を持つ。イッテルビウム（Yb）とエルビウム（Er）は光の波長変換能力に優れ、アップコンバージョン技術の核となる材料である。
フッ化ガドリニウムナトリウム
ナノ粒子の母材として使用される化合物。希土類元素を安定的に保持し、効率的な光変換を可能にする。
【参考リンク】
中国科学技術大学（USTC）（外部）
1958年に中国科学院により設立された国立大学。安徽省合肥市に本部を置き、理工系分野で世界トップクラスの研究力を誇る。
【参考記事】
Scientists Develop Contact Lenses That Let Humans See Near-Infrared Light（外部）
中国科学院の公式発表記事。国際共同研究により開発された赤外線コンタクトレンズの技術詳細と視覚拡張の可能性を解説。
Infrared contact lenses allow people to see in the dark, even with eyes closed（外部）
Science Daily掲載の研究報告。電源不要で複数の赤外線波長を検出可能なコンタクトレンズの技術的特徴を詳述。
Infrared contact lenses let people see in the dark – or with their eyes closed（外部）
BBC Science Focus誌の解説記事。ナノ粒子による光変換メカニズムと実験結果について一般読者向けに解説。
【編集部後記】
この赤外線コンタクトレンズの技術を見て、皆さんはどんな未来を想像されますか？暗闇での作業効率化、色覚異常の方への新たな支援、あるいは全く違った視覚体験の可能性など、様々な応用が考えられそうです。一方で、プライバシーや安全性への懸念もありますね。もし実際に製品化されたら、皆さんは使ってみたいと思われるでしょうか？どんな場面で活用したいか、ぜひSNSで教えてください。人間の感覚拡張技術について、一緒に考えてみませんか。
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