筑波大学の研究チームは、昆虫の視覚を模倣した生物由来のイベントカメラを用いて、構造物の振動を非接触かつ高精度に計測する新しい手法を開発しました。この手法は、イベントストリームデータに対して幾何学的解析を適用し、従来のイベントカメラでは困難とされていた振動の振幅、位相、周波数を含む完全な軌道再現を可能にしました。研究成果は学術誌 Applied Physics Letters に掲載されました。 従来の非接触振動計測では、レーザードップラー振動計が広く使われていますが、高額な設備と複雑な設置手順が必要という課題がありました。一方、一般的なデジタルカメラは露出時間を短くしないと高速振動を捉えられず、その場合、光の量を多くする必要があるため空間解像度と照明の間にトレードオフが生じる問題を抱えていました。 これに対し、本研究で用いられたイベントカメラは、各画素が明るさの変化を独立して記録する技術であり、昆虫のような生物の視覚機構にインスパイアされています。強力な照明がなくても高速の動きを捉えることができるため、構造物の安全性や信頼性を確保するために不可欠な振動計測において、既存技術よりもアクセスしやすくコスト効率の高い代替手段となります。特に注目すべき点は、単一のカメラで複数の音源を分離し、同時に記録できる能力です。 研究チームは位相幾何学的解析の一種である「Mapper」アルゴリズムを応用し、パッシブなイベントカメラの入力データのみから振動の特性を精密に推定しました。これにより、従来の方法では推定できずにいた振幅や位相情報を正確に再構築することに成功しました。この技術は、ビル、橋、航空機、鉄道システムなどの健全性監視において、低コストで高品質なデータ取得を実現し、インフラの安全確保に貢献することが期待されています。