hirax.net::Keywords::「磁場」のブログ



1999-01-30[n年前へ]

渡り鳥の秘密  share on Tumblr 

3000kmの彼方へ

 先日、福島のいわき市の近くに友人を訪ねた。その近くで、はるか海を渡ってきた白鳥の群れを見た。そこでどこから来るのかとか、どうやって来るのかなどの話をした。大体、以下のような疑問である。

  • Q.1:海を渡るのにどの位の時間がかかるのか?
  • Q.2:位置(あるいは方向)はどのように認識するのか?
  • Q.3:どこから来るのか?
  • Q.4:なぜ渡るのか?
 Q.4の「なぜ渡るのか?」については不問にしておく。「進化の過程で渡った方が有利(安全性、食料獲得面)だったから」というような答えもあるだろうが、実証は困難だろう。確かめようがないのなら、しょうがない。

Q.3のどこから来るのかについては、仙台市科学館の中のGooseSchool(http://www.smus.city.sendai.jp/goose/home.html)に簡単な説明があった。そこにガンの「渡り」の地図が示してあった。その図を引用させて頂く。いや、もちろん「白鳥でなくガンであるし、そもそも飛んでくる場所が違う」のはわかっている。しかし、先の疑問の「どこから来るのか」はべつにいわき周辺の白鳥にこだわった疑問ではないのだから、他の場所の他の動物でもいいのだ。

(画像リンク先は仙台市科学館 http://www.smus.city.sendai.jp/)
右のガンの到着地(あるいは出発地)は伊豆沼(仙台と一関の中心辺りに位置する)という場所である。ちなみにいわき市は伊豆沼の下の地図の下端あたりである。
さて、残る疑問は、
  • Q.1: 海を渡るのにどの位の時間がかかるのか?
  • Q.2: 位置(あるいは方向)はどのように認識するのか?
である。
このGooseSchool(http://www.smus.city.sendai.jp/goose/home.html)には「渡り」をどのように行うかという簡単な説明がある。それによれば、
  • A.1: 人工衛星用位置送信機を取り付け経路を追跡した結果では2日間で2000kmをノンストップで渡り続ける。
  • A.2: 時間は体内時計で知り,方向は星や太陽で分かる。鳥はコンパスや六分儀のような能力を両方持っている。
と記述されている。2000kmというのがどこからどこまでとは記述されていないが、右の地図のそれぞれの起点であるシベリアのチュコト地方と伊豆沼は200kmより遥かに離れていることから、北海道からカムチャッカ半島の間を指しているのだろう。おそらく、北海道とカムチャッカ半島の間の海上ではノンストップで渡るということだろう。ガンと白鳥の間にそれほどスピードの違いはないだろうから、Q1:海を渡るのにどの位の時間がかかるのか? に関しては疑問は解けた。しかし、Q2:に関しては簡単な答えすぎて、まだまだ知りたくなる。私は測地学講座という名前の研究室に在籍していたので、当然の疑問だ。

 そこで、簡単に手に入った

  1. 「鳥の渡りの謎」 (ロビン・ベーカー著 網野ゆき子訳 平凡社発行 ISBN4-582-52717-5)
  2. 「鳥学の世界へようこそ」 (ディヴィッド・ラック著 蓮尾純子 訳 平河出版社ISBN4-89203-192-5)
という本で調べてみる。「鳥の渡りの謎」は Robin, Baker, Bird Navigation: the solution of a mystery? (1984) を訳したものであり、「鳥学の世界へようこそ」はDavidLack, Enjoying Ornithology (1965)を訳したものである。原著の発行時期の違いなどから、「鳥学の世界へようこそ」はかなり資料としては古い。それでも、とても面白い。高校、大学の教養課程、あるいは専門課程の入門書としてはとても良さそうだ。

 「鳥の渡りの謎」の原著の表現では「渡り」を"navigation"と表現し、「鳥学の世界へようこそ」の原著の表現では"migration"と表現しているのも視点の違いとして面白い。

 さて、この2冊の本はいろいろな実験を行った論文を引いて、「渡り」に関しての実証を行っている。動物が絡んだ実験は、実験の精度を高めることがなかなか困難に思えるが、そこはしょうがないだろう。というわけで、必ずしも実験が信用できるわけでもない。特に磁気に関する実験に関して精度の低さを感じる。

 しかし、今回は自分で実験も解析もしていないので、簡単なまとめだけにしておく。

  • 鳥(種類、地域、条件)により「渡り」の際に使用する航法(navigation)は異なる。
  • 方位を頼りにするやり方も、位置を頼りにするやり方もある。使用されるのはどちらか片方のみというわけでもない。
  • 位置のセンサーとしては、目印、音、におい、磁場*、重力*
  • 方位のセンサーとしては、太陽の位置、光の偏光パターン、星、月などの位置、地磁気*
*ここらへんは個人的には疑問に思う。

 さて、今回は下調べばかりであった。これでは、いけない。いけない。自分で実験もしなければ意味が無い。というわけで、近日中にある実験をする予定である。

1999-09-01[n年前へ]

画像に関する場の理論  share on Tumblr 

ポイントは画像形成の物理性だ!?

 今回は、
夏目漱石は温泉がお好き? - 文章構造を可視化するソフトをつくる- (1999.07.14)
の回と同じく、「可視化情報シンポジウム'99」から話は始まる。まずは、「可視化情報シンポジウム'99」の中の
ウェーブレット変換法と微積分方程式によるカラー画像の圧縮および再現性について
という予稿の冒頭部分を抜き出してみる。「コンピュータグラフィックスを構成する画素データをスカラーポテンシャルあるいはベクトルポテンシャルの1成分とみなし、ベクトルの概念を導入することで古典物理学の集大成である場の理論が適用可能であることを提案している」というフレーズがある。

 着目点は面白いし、この文章自体もファンタジーで私のツボに近い。しかしながら、肝心の内容が私の趣向とは少し違った。何しろ「以上により本研究では、古典物理学の場の理論で用いられるラプラシアン演算を用いることで、画像のエッジ抽出が行えることがわかった。」というようなフレーズが出てくるのである。うーん。
 私と同様の印象を受けた人も他にいたようで(当然いると思うが)、「エッジ強調・抽出のために画像のラプラシアンをとるのはごく普通に行われていることだと思うのですが、何か新しい事項などあるのでしょうか?」という質問をしていた人もいた。

 また、話の後半では、画像圧縮のために、ラプラシアンをかけたデータに積分方程式や有限要素法などを用いて解くことにより、画像圧縮復元をしようと試みていたが、これも精度、圧縮率、計算コストを考えるといま一つであると思う(私としては)。

 画像とポテンシャルを結びつけて考えることは多い。例えば、「できるかな?」の中からでも抜き出してみると、

などは画像とポテンシャルということを結びつけて考えているものである。(計算コストをかけて)物理学的な処理をわざわざ行うのであるから、物理学的な現象の生じる画像を対象として考察しなければもったいない、と思うのである。

 現実問題として、実世界において画像形成をを行うには物理学的な現象を介して行う以外にはありえない。「いや、そんなことはない。心理学的に、誰かがオレの脳みそに画像を飛ばしてくる。」というブラックなことを仰る方もいるだろうが、それはちょっと別にしておきたい。

 「できるかな?」に登場している画像を形成装置には、
コピー機と微分演算子-電子写真プロセスを分数階微分で解いてみよう-(1999.06.10)
ゼロックス写真とセンチメンタルな写真- コピー機による画像表現について考える - (99.06.06)
で扱ったコピー機などの電子写真装置や、
宇宙人はどこにいる? - 画像復元を勉強してみたいその1-(1999.01.10)
で扱ったカメラ。望遠鏡などの光学系や、
ヒトは電磁波の振動方向を見ることができるか?- はい。ハイディンガーのブラシをご覧下さい - (1999.02.26)
で扱った液晶ディスプレイなどがある。そのいずれもが、純物理学的な現象を用いた画像形成の装置である。

 例えば、プラズマディスプレイなどはプラズマアドレス部分に放電を生じさせて、電荷を液晶背面に付着させて、その電荷により発生する電界によって液晶の配向方向を変化させて、透過率を変化させることにより、画像を形成するのである。

プラズマアドレスディスプレイ(PALC)の構造
(画像のリンク先はhttp://www.strl.nhk.or.jp/publica/dayori/dayori97.05/doukou2-j.htmlより)
 これなどは、電荷がつくる電位とその電界が画像を形成するわけであるから、場の理論そのものである。従って、物理的な意味を持ってラプラシアンなどを導入することができるだろう。そうすれば、単なる輪郭強調などだけでなく、新たな知見も得られると思う。
 また、逆問題のようであるが電界・電荷分布測定などを目的として液晶のボッケルス効果を用いることも多い。液晶を用いて得られる画像から、電界分布や電荷分布を計測するわけである。これなども画像と場の理論が直に結びついている一例である。

 参考に、SHARPのプラズマアドレスディスプレイを示しておく。

SHARPのプラズマアドレスディスプレイ(PALC)
(画像のリンク先はhhttp://ns3.sharp.co.jp/sc/event/events/ele97/text/palc.htmより)

 また、電子写真装置などは感光体表面に電荷分布を形成し、その電位像をトナーという電荷粒子で可視化するのであるから、電磁場を用いて画像形成をしているわけである。だから、場の理論を持ちこむのは至極当然であり、有用性も非常に高いだろう。そういった視点で考察してみたのが、

である。

 同様に、画像圧縮に関しても、画像形成の物理性に着目することで実現できる場合も多いと思うのであるが、それは次回にしておく。

2004-04-23[n年前へ]

分杭峠「ゼロ磁場地帯」  share on Tumblr 

 分杭峠「ゼロ磁場地帯」がブーム。 from あらきけいすけの研究日誌

2004-11-05[n年前へ]

「恋愛の磁場」「神経ネットワーク」「磁場反転」  share on Tumblr 

HPO:個人的な意見 ココログ版: 恋愛論 恋愛脳 love brain 「恋愛の磁場」「神経ネットワーク」「磁場反転」そんなキーワードで興味を惹かれる人は読んでみると面白いだろう「恋愛脳
 認知科学を学ぶ書き手が「神経生理学」について考えるうちにたどり着いた結論が「性愛と想像性の先にあるのが恋愛かもしれない」ということ。そして、書き手は呟く、「恋愛って一つの創発現象かもしれない」と…。さらに下に示す文章を読んで「書き手の頭に電波が飛ばされていのでは?」と考えてはイケナイ。頭に強い電波、すなわち強い電磁波が押し寄せてくるのが、それがすなわち恋愛なのだから。

神経線維に「恋愛」という情報刺激が流れると、イメージをフェアライト・コアにして電磁石が出来て、相手への思いという強い磁場を発生させてしまう…



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