Autofocusing reading glasses of the future | Nitish Padmanaban

Transcriber: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

翻訳: Yuri Ogino 校正: Masami Mutsukado and Kacie Wright

Every single one of us will lose

私たち全員が毎日頼りにしている ｢あるもの｣が

or has already lost something we rely on every single day.

これから失われたり すでに失われたりしています

I am of course talking about our keys.

もちろん鍵のことです

(Laughter)

（笑）

Just kidding.

というのは冗談で

What I actually want to talk about is one of our most important senses: vision.

私がこれから話したいのは 最も重要な感覚のひとつ 視覚です

Every single day we each lose a little bit of our ability

毎日 私たちはほんの少しずつ

目のピント調節の能力を失っていて

to refocus our eyes

until we can't refocus at all.

最終的に 全く調節が できなくなります

We call this condition presbyopia,

こういう状況のことを老眼と呼び

and it affects two billion people worldwide.

世界の20億人が影響を受けています

That's right, I said billion.

そう 20億です

If you haven't heard of presbyopia,

もし 老眼の人が身近にいなくて

and you're wondering, "Where are these two billion people?"

｢その20億人はどこにいるの？｣ と思うなら

ここで詳細を話す前に ヒントを出しましょう

here's a hint before I get into the details.

老眼鏡や 遠近両用眼鏡をかけるのも 老眼が原因です

It's the reason why people wear reading glasses or bifocal lenses.

I'll get started by describing the loss in refocusing ability

始めに 老眼に至るまでどのようにして ピント調節能力が

leading up to presbyopia.

失われるかについて述べます

As a newborn, you would have been able to focus

生まれたばかりの赤ちゃんは

as close as six and a half centimeters,

6.5センチほどの近さまで 目の焦点を

if you wished to.

合わせられます

By your mid-20s, you have about half of that focusing power left.

20代半ばまでには その約半分の調整能力の

10 centimeters or so,

10センチ程度までになります

but close enough that you never notice the difference.

まだ 十分近い距離なので その差に気づかないでしょう

By your late 40s though,

しかし 40代後半までには

the closest you can focus is about 25 centimeters,

最も近くても約25センチ

あるいは もっと遠くなるかもしれません

maybe even farther.

この時点を越えると

Losses in focusing ability beyond this point

読書など近見視力の作業に 影響があらわれ

start affecting near-vision tasks like reading,

皆さんが 60歳になる頃には

and by the time you reach age 60,

nothing within a meter radius of you is clear.

半径1メートル以内のものが はっきりと見えなくなります

Right now some of you are probably thinking,

今 皆さんの中には

that sounds bad but he means you in a figurative sense,

｢彼が話しているのは 老眼になる一部の人たちのことで

only for the people that actually end up with presbyopia.

自分には関係ないだろう｣ と考えている人がいるかもしれません

But no, when I say you, I literally mean that every single one of you

しかし 違います 文字通り ここにいる皆さん全員が

will someday be presbyopic if you aren't already.

もし今 そうでなくても いつかは老眼になるのです

That sounds a bit troubling.

厄介だと思われたでしょう

I want to remind you that presbyopia has been with us for all of human history

老眼は長いあいだ 人類を悩ませてきました

and we've done a lot of different things to try and fix it.

そして私たちは様々な解決を 試みてきました

So to start, let's imagine that you're sitting at a desk, reading.

例えば 机に向かって 本を読んでいるとしましょう

If you were presbyopic,

もし老眼なら

it might look a little something like this.

おそらくこのような感じに 見えるでしょう

Anything close by, like the magazine, will be blurry.

この雑誌のように 近くのものは何でもぼやけて見えます

Moving on to solutions.

解決策を考えましょう

First, reading glasses.

まずは 老眼鏡

These have lenses with a single focal power

老眼鏡のレンズは 単焦点で 近くの物体に焦点が合うように

tuned so that near objects come into focus.

調整されています

But far objects necessarily go out of focus,

しかし 遠くの物体は 焦点から外れます

meaning you have to constantly switch back and forth

つまり 眼鏡を頻繁に

between wearing and not wearing them.

かけたり外したりしなければ いけません

To solve this problem

解決策として ベンジャミン・フランクリンが発明したのが

Benjamin Franklin invented what he called "double spectacles."

｢ダブル・スペクタクル｣です

Today we call those bifocals,

今では 遠近両用眼鏡とも呼びます

and what they let him do was see far when he looked up

遠くを見たい時には 視線を上に 近くを見たい時には

and see near when he looked down.

視線を下にすればいいのです

Today we also have progressive lenses which get rid of the line

現在は 上下の度数を徐々に変化させ

by smoothly varying the focal power from top to bottom.

境目をなくした累進レンズもあります

The downside to both of these

こうしたレンズの欠点は

is that you lose field of vision at any given distance,

どんな距離においても 視界が狭くなってしまうことです

because it gets split up from top to bottom like this.

上から下に向かってこのように 分割されるためです

To see why that's a problem,

なぜそれが問題かというと

imagine that you're climbing down a ladder or stairs.

例えば はしごや階段を下りている 場面を想像してみてください

You look down to get your footing but it's blurry.

次の足場を確認したくても ぼやけている

Why would it be blurry?

なぜでしょう

Well, you look down and that's the near part of the lens,

足元を見下ろす時は レンズの手元用部分で見ますが

but the next step was past arm's reach,

手の届かない遠い位置にある次の段は

which for your eyes counts as far.

目からすれば遠方に相当するのです

The next solution I want to point out is a little less common

次にあげる解決法は あまり一般的ではありません

しかし コンタクトレンズや レーシック手術と並んであげられる

but comes up in contact lenses or LASIK surgeries,

and it's called monovision.

モノビジョンというものです

It works by setting up the dominant eye to focus far

これは 利き目の焦点を遠くに合わせ もう一方を

and the other eye to focus near.

近くに合わせるというものです

Your brain does the work of intelligently putting together

脳は 非常に賢いので それぞれの視野で

最もはっきり見える部分を 組み合わせてくれます

the sharpest parts from each eye's view,

しかし 両目とも少しずつ 違う物を見るため

but the two eyes see slightly different things,

両目で距離を測るのが 難しくなります

and that makes it harder to judge distances binocularly.

So where does that leave us?

では どうすればいいのでしょう？

We've come up with a lot of solutions

様々な解決策を考えてきましたが

but none of them quite restore natural refocusing.

いずれも 自然なピント調節を 復元することはできません

None of them let you just look at something

見ただけで焦点が合う ということは

and expect it to be in focus.

期待できません

But why?

なぜでしょう？

Well, to explain that

これを説明するために

we'll want to take a look at the anatomy of the human eye.

まずは 人間の目の構造を 見ていきたいと思います

The part of the eye that allows us to refocus to different distances

異なる距離にピントを合わせる 機能を果たす目の部分を

is called the crystalline lens.

水晶体と呼びます

There are muscles surrounding the lens that can deform it into different shapes,

水晶体の周りには筋肉があり これが水晶体の形状を変え

which in turn changes its focusing power.

この形状変化が 度の調節につながるわけです

What happens when someone becomes presbyopic?

老眼になるとどうなるのかというと

It turns out that the crystalline lens stiffens

この水晶体が硬くなり

to the point that it doesn't really change shape anymore.

形状変化ができなくなります

Now, thinking back on all the solutions I listed earlier,

さて これまでに挙げた解決策を もう一度考えてみましょう

we can see that they all have something in common with the others

すべての解決策にある共通点で しかし

but not with our eyes,

私たちの本物の目とは異なる点

and that is that they're all static.

それはどれも度数が固定であり

It's like the optical equivalent of a pirate with a peg leg.

海賊の義足のようなものだということです

では 視力に対して 現代の義足に 相当するものは何でしょう？

What is the optical equivalent of a modern prosthetic leg?

The last several decades have seen the creation and rapid development

ここ数十年で登場し 急速に発展している

of what are called "focus-tunable lenses."

｢可変焦点レンズ｣と 呼ばれるものがあります

There are several different types.

それにはいくつかの種類があります

Mechanically-shifted Alvarez lenses,

機械可動型 アルバレス・デュアルレンズ

deformable liquid lenses

可変型液体レンズ

and electronically-switched, liquid crystal lenses.

そして 電子切り替え型液晶レンズ これらのレンズには

Now these have their own trade-offs,

メリットとデメリットがありますが

but what they don't skimp on is the visual experience.

視覚的な体験については 妥協はありません

どんな距離でもシャープに見える フルビジョンの視界

Full-field-of-view vision that can be sharp at any desired distance.

OK, great. The lenses we need already exist.

すばらしい 私たちが求めるレンズは 既に存在するのです

Problem solved, right?

問題は解決したのでしょうか？

Not so fast.

そんなに単純ではありません

Focus-tunable lenses add a bit of complexity to the equation.

可変焦点レンズには 少し複雑な問題を伴います

The lenses don't have any way of knowing what distance they should be focused to.

レンズ単体では どの距離に焦点を 合わせればよいのか分かりません

私たちが必要としているのは

What we need are glasses

that, when you're looking far, far objects are sharp,

遠くを見ると遠くの物がはっきりと見え

and when you look near,

近くを見ると

near objects come into focus in your field of view,

近くの物に焦点が合うよう

自分で考えるまでもなく ピントを合わせてくれる眼鏡です

without you having to think about it.

What I've worked on these last few years at Stanford

私がここ数年スタンフォード大学で 取り組んできたのは

is building that exact intelligence around the lenses.

レンズにこうした正確な判断力を 搭載することです

Our prototype borrows technology from virtual and augmented reality systems

私たちの試作品では まず 仮想と拡張現実システムの技術を借りて

to estimate focusing distance.

焦点距離を推定します

We have an eye tracker that can tell what direction our eyes are focused in.

視線追跡機能を用いて 目が見ている方向を判定し

両眼の視線方向を使って 三角測量することで

Using two of these, we can triangulate your gaze direction

to get a focus estimate.

焦点を推定できます

Just in case though, to increase reliability,

また 信頼性を高めるために

距離センサーも追加しました

we also added a distance sensor.

The sensor is a camera that looks out at the world

これはカメラになっていて

視界を見渡し 物体との距離を教えてくれます

and reports distances to objects.

We can again use your gaze direction to get a distance estimate

そして 視線方向を元に

距離の推定値の２つ目が得られます

for a second time.

We then fuse those two distance estimates

この2つの推定値を照合して

and update the focus-tunable lens power accordingly.

可変焦点レンズの度を アップデートするという仕組みです

The next step for us was to test our device on actual people.

次に私たちが行ったのは デバイスを実際にテストすることでした

So we recruited about 100 presbyopes and had them test our device

老眼の人を100人募り 私たちのデバイスを試用してもらい

while we measured their performance.

性能を測定しました

What we saw convinced us right then that autofocals were the future.

そして 私たちはこの｢autofocals｣が 未来の眼鏡だと確信しました

Our participants could see more clearly, they could focus more quickly

参加者はよりはっきりと物を見たり 素早くピント調節ができるようになり

and they thought it was an easier and better focusing experience

これまでよりも簡単で より質の高い

視力矯正体験ができたのです

than their current correction.

簡単に言うと 視覚に関して｢autofocals｣は

To put it simply, when it comes to vision,

現在の焦点固定の視力矯正にあるような 妥協は 一切しません

autofocals don't compromise like static corrections in use today do.

But I don't want to get ahead of myself.

しかし 先走りするつもりも ありません

There's a lot of work for my colleagues and me left to do.

まだ私たちのチームには やるべき仕事が多く残っています

For example, our glasses are a bit --

例えば 私たちのこの眼鏡ですが 少し…

(Laughter)

（笑）

bulky, maybe?

大きいかも？

And one reason for this is that we used bulkier components

理由の一つは 研究用・産業用の

that are often intended for research use or industrial use.

大きめの部品を用いているからです

Another is that we need to strap everything down

もう一つの理由は 視線追跡のアルゴリズムの制約で

because current eye-tracking algorithms don't have the robustness that we need.

眼鏡の全てをしっかりと 固定することが必要だからです

So moving forward,

プロジェクトが進み

as we move from a research setting into a start-up,

研究段階から会社設立に向けて

we plan to make future autofocals

いずれは未来の｢autofocals｣を

eventually look a little bit more like normal glasses.

もう少し普通の眼鏡に 近づけていく予定です

For this to happen, we'll need to significantly improve

これを実現するためには 視線追跡技術の性能を

the robustness of our eye-tracking solution.

大幅に向上させる必要があります

We'll also need to incorporate smaller and more efficient electronics and lenses.

また より小型で効率的な電子回路や レンズを採用する必要もあります

That said, even with our current prototype,

とはいえ 現在の試作品でも

we've shown that today's focus-tunable lens technology

可変焦点レンズの技術が 優れた性能を発揮し

is capable of outperforming traditional forms of static correction.

従来の固定的な視力補正の性能を 上回ることが 証明できました

So it's only a matter of time.

あとは 時間の問題です

It's pretty clear that in the near future,

近い将来

いつ どの眼鏡を使えばいいのか 心配することはなくなり

instead of worrying about which pair of glasses to use and when,

we'll be able to just focus on the important things.

ただ 大切なものにだけ 焦点を当てられる日が来るでしょう

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）