東北大学　名誉教授  ／ (株)IBLC　技術顧問　
博士(工学)　藤掛 英夫 氏

---

　近年、XR向けスマートグラスや車載用ヘッドアップディスプレイをはじめ、人と情報との接点となる情報提示デバイスの進化が進む中、単に高精細な映像を表示するだけでなく、実物感や没入感・臨場感の演出など、人間の認知機構や感性の特質を考慮した人間中心のヒューマンインターフェースの開発がますます重要になっている。
　本講演では、人間科学に基づき人に優しいヒューマンインターフェースの考え方と材料・デバイス・システム開発への落とし込みについて、ディスプレイをはじめ各種画像デバイスの開発事例を交えながら解説する。視覚を中心とした情報授受デバイスについて、その特徴や人との関わりから見た課題、今後の人間中心のスマート情報化社会にむけた展望までを俯瞰し、新しいハードウェアの企画コンセプトや方向性を考える上で、製品の研究開発の動機・駆動力・設計指針を体系的に明示することを目的とする。

１． 情報技術における人間科学の重要性
　1.1 人の生理・心理・思考・行動を解明する人間科学の基盤
　1.2 生物学的進化に基づく大脳の情報認知機構
　1.3 人類の生き残り戦略としての情報の共有化
　1.4 情報伝達・表現の手段：情報メディア
　1.5 情報通信メディアの歴史と発展の方向性
　1.6 人と情報の介在技術（ヒューマンインターフェース）の進化
　1.7 今後の情報化社会を先導する人に優しい情報技術

２．人の情報取得・認知の仕組みと応用
　2.1 外部環境情報の認知と共有の必要性
　2.2 五感の種類・原理・特質
　2.3 大脳における情報の統合認識
　2.4 錯覚・幻覚現象による認知モデルの解明
　2.5 マルチモーダル・クロスモーダル効果とその活用

３．五感・認知機構から考えるヒューマンインターフェースの設計指針
　3.1 五感に対する各種ヒューマンインターフェース技術
　3.2 視覚・色覚に基づく画像の入力・伝送・出力技術：画像エレクトロニクス
　3.3 電子ディスプレイの設計指針：画質の設計・評価パラメータ
　3.4 多様な電子ディスプレイの分類と動作原理
　3.5 超高解像度画像システムの実用例：スーパーハイビジョンテレビ
　3.6 ハードウェア・ソフトウェア連携による情報伝達の効率化

４．ディスプレイおよび画像・光学デバイス技術の現状と課題
　4.1 ＡＲ／ＶＲ用のニアアイディスプレイ（スマートグラスなど）の進展
　4.2 車載用途の各種ディスプレイ（ヘッドアップディスプレイなど）の課題
　4.3 理想特性のマイクロLEDディスプレイへの期待
　4.4 人の感性を活用した高機能照明器具の登場
　4.5 照明・表示の技術融合と環境情報の共有化

５． 　開発事例１　　人間科学の視点を材料・デバイスの開発・設計へ落とし込む
　　～人と情報をつなぐディスプレイと画像・光学技術～
　5.1 情報メディアに求められる多様な材料・デバイス技術
　5.2 機械特性・光学特性を自在に制御できる有機材料（ソフトマテリアル）の活用
　5.3 光機能性の液晶材料・デバイスの導入
　5.4 人の感性に即したディスプレイ技術
　　ａ) 大画面の携帯性に優れたフレキシブル化（フォルダブル化とロールアップ化）
　　ｂ) 様々な生活環境への実装技術：アンビエント化
　　ｃ) 人体装着に適したストレッチャブル化・ウェラブル化
　5.5 視覚疲労がなく奥行きを自在に変えられる電子ホログラフィ立体表示技術
　　ａ) ホログラム再生に必要な超高解像度空間光変調素子の駆動法の開発
　　ｂ) 再生像のシミュレーション技術と素子設計へのフィードバック
　　ｃ) 画質低下の要因となるスペックルノイズの低減法の提案
　5.6 視認性を高める画像情報取得用の適応光学デバイス
　　ａ) 強い反射光を取り除いてコントラストを確保する撮像用可変偏光フィルター
　　ｂ) 異なる照明下でも色ずれが生じない撮像用色温度変換フィルター
　　ｃ) 被写体表面の反射を制御して撮影環境を演出する照明用偏光フィルター
　　ｄ) 散乱光の制御により顔の陰影（表情）を変えられる照明用光シャッター

６． 　開発事例２　　人間科学の視点を各種デバイス技術の開発へ落とし込む
　　～スマート社会を支える情報環境技術～
　6.1 高画質映像の通信を可能とする無線伝送路制御デバイス
　　ａ) 送信アンテナの放射指向性を最適化できるフェーズドアレイ用移相器
　　 　～大容量の高周波無線通信のサービスエリア拡大～
　　ｂ) ビル影障害を解消するミリ波リフレクトアレイ（電波反射板）
　　　 ～通信途絶を解消して違和感のない無線通信サービスへ（５G以降）～
　6.2 柔らかい有機材料の半導体・導体・絶縁物を基にしたエレクトロニクスの創出
　6.3 人間環境に優しい転写製造技術（光ナノインプリント、ロール工程）への展開

７．AI利用によるヒューマンインターフェースの進化
　7.1 大脳の神経ネットワークを模した人工知能（AI）モデルの基礎研究
　7.2 AI計算の特質：多くの経験則の総合化（統計的処理）
　7.3 学習モデルの巨大化・複雑化に伴う専門から一般分野への拡張
　7.4 便利な作業・思考の代替ツールから人間・社会深部への進出へ
　　ａ) 人との整合性を高める感覚・認識の補助
　　ｂ) 人に似た感性を有するAIとの共生 
　　ｃ) 疑似感覚を持つ自律ロボットの高精度・高速情報処理に向けて
　7.5 今後の社会発展に不可欠な人々の個性・多様性の確保

８．ブレインマシンインタフェースの進展と可能性
　8.1 血液酸素濃度や脳波による脳活動計測
　8.2 脳活動分布の実時間把握による脳機能の解明
　8.3 感覚受容・思考・行動の把握・制御の可能性

９．人間中心のスマート情報化社会と社会課題の克服に向けて
　9.1 誰もが豊かな情報を享受できる情報環境
　9.2 人々の共感・絆を高める情報サービス
　9.3 生きがい・幸福感・安心感が得られる社会の醸成
　9.4 持続可能な産業・サービス技術との共存

　　□質疑応答□