The convention in science wasn't established and there were two major problems with red one.

理科の大会が成立していなかったことと、赤一の大きな問題があったことです。

There wasn't yet a way to make red pigment that wouldn't fade and to read is way harder to see.

色あせない赤の顔料を作る方法はまだなかったし、読むのはもっと大変です。

At night.

夜には

You see your eye has three types of cones that detect color red, green and blue cones.

目には、色を感知する赤錐体、緑錐体、青錐体の3種類がありますよね。

But at night there isn't enough light to activate these cones in your retina.

しかし、夜間は網膜にあるこの錐体を活性化させるだけの光がないのです。

So your eyes rely on rods which are much better at perceiving low light.

そのため、目は弱い光を感知するのに長けている杆体（かんたい）に頼っているのです。

And if we look at the wavelength sensitivity of rods, you'll notice they actually don't even pick up red wavelengths when we see red at night, it can only be picked up by cones and as a result red is the hardest color to see in low light.

杆体の波長感度を見ると、夜間に赤を見るとき、実は杆体は赤の波長すら拾わず、錐体だけが拾うので、結果として赤は暗いところでは最も見えにくい色になっているのです。

So while a traffic light shining red is one thing a lowly lit red sign is completely different on top of this, even in daylight, our eyes are actual Most sensitive to a yellow greenish color.

その上、昼間でも、私たちの目は黄緑色に対して最も敏感なのです。

This is because it's right in the overlap between our red and green cone sensitivity, peaking at about 550 nm making it a perfect option for visibility, but not exactly one for consistency with red meaning stop.

これは、私たちの赤と緑の錐体感度がちょうど重なるところにあり、約550nmをピークに、視認性には申し分ないものの、赤の意味での停止との整合性には必ずしも適していないためです。

So when did the switch to red signs happen and how do we overcome this hurdle.

では、いつから赤色看板に切り替わったのか、このハードルをどう乗り越えればいいのか。

It's actually one of the most ingenious and coolest inventions to ever come about retro reflection.

実は、レトロな反射を実現した、最も独創的でクールな発明の一つなのです。

I'm here at three M.

スリーエムに来ました。

Innovation theater, the home of the retro reflector where it was invented, created and first implemented and we're gonna talk about what they are and how they work.

レトロリフレクターが発明され、作られ、初めて実装された場所であるイノベーションシアターで、レトロリフレクターとは何か、どのように機能するのかについてお話します。

I have a little laser light here but to not blind you, we understand if a light comes into the mirror it's gonna reflect back into this lens or your eye.

ここに小さなレーザー光線がありますが、目がくらまないように、鏡に光が入ったら、このレンズや目に反射して戻ってくることを理解しています。

But if you point a laser at an angle to a mirror it exits at the equal angle.

しかし、レーザーを鏡に斜めに当てると、等しい角度で出てしまうのです。

The other way you can see over there, I have that laser pointer on the shelf and that's not very useful if you're trying to get light reflecting back to someone on a sign.

もうひとつは、あそこに見える、棚の上にレーザーポインターがありますが、これは看板の上で誰かに光を反射させようとすると、あまり役に立ちません。

So we need a better solution and three M.

だから、より良い解決策と3つのMが必要なのです。

Came up with that many decades ago.

何十年も前に思いついたことです。

They first used these glass beads.

最初に使ったのは、このガラスビーズだそうです。

Now when light enters glass is a different refractive index so it actually bends the light.

さて、ガラスに光が入ると、屈折率が違うので、実際には光が曲がってしまいます。

We put this down here at the white surface that's reflective behind it.

この後ろに反射している白い面のところにこれを置くんです。

And I shine this laser through it.

そして、その中にこのレーザーを照射する。

You can see that laser comes back to me now instead of bouncing out the other direction, it's actually shooting back at my stomach a little faint but still there but three M.

レーザーが反対方向に跳ね返るのではなく、私のお腹に戻ってきているのがわかると思いますが、少しかすんでいますが、まだそこにあります。

Took that principle even further with a full cube retro reflector if we take this and just talk about these first two mirrors here, if I shine a laser in one side of that mirror it will bounce out at the equal and opposite angle and then do it again and you can see on me this laser looks basically just as strong as it did going in as it does on me.

この原理をさらに発展させたのがフルキューブレトロリフレクターで、この最初の2枚のミラーについて説明します。

So that's really useful that it's reflecting back to the source where it's coming from.

そのため、その情報が元の場所に戻ってくるのはとても便利です。

And when you think about signage, you want the light to hit it even if it's at a weird angle and come back to you.

そして、看板のことを考えると、変な角度でもいいから光を当てて、自分に返ってきてほしいんです。

So you can see the thing by adding a third mirror down here.

そこで、ここに3つ目のミラーを追加することで、モノを見ることができるようになります。

We can now basically point anywhere on here and we're gonna have reflection that ends up back towards me.

これで、基本的にどこを向いても、私の方に反射して戻ってくるようになりました。

You can see it here as well even though I'm pointing on the bottom and that is the basic 101 of how a retro reflector works.

これは、レトロリフレクターがどのように機能するかという基本的な101項目です。

Now, the question is how do we go from the principle of retro reflection to getting it on a huge variety of surfaces, like not only signs, but multiple plastics.

さて、問題は、レトロな反射の原理から、看板だけでなく、複数のプラスチックなど、実にさまざまな面に反射させるためにはどうすればいいかということです。

The lines on the road and even clothing.

道路のラインや、洋服まで。

Walk me through what the heck you are moving around here, These are our reflective sheeting, What we have here.

これは反射シートです。

Different type of reflective sheeting.

反射シートの種類が違う。

So these are all basically full of retro reflectors correct.

つまり、これらはすべて基本的にレトロリフレクターでいっぱいということですね。

This is full of retro reflectors.

レトロリフレクターがいっぱいです。

Basically each of these Little squares has 6000 retro factors per square centimeter.

このリトルスクエアは、1平方センチメートルあたり6000個のレトロファクターを持っています。

Yes, you did their homework.

そう、あなたは彼らの宿題をこなしたのです。

Pretty good.

かなり良い。

This though is like a metal backing of which these retro reflective sheets are put onto totally correct.

しかし、このレトロな反射シートは、金属の裏打ちのようなもので、完全に正しい位置に置かれています。

The most important sign of the stop signs with our materials.

私たちの素材を使ったストップサインの最たるもの。

I wasn't about to leave without a sign of my own.

自分のサインを出さずに帰るわけにはいかなかった。

So I made sure to ask specifically how the signs get put to.

だから、看板はどうやってつけるのか、具体的に聞くようにしたんです。

We're gonna start with the retro reflective sheeting so we'll cut it to size And our retro reflective sheeting is basically a big sticker.

まず、レトロな反射シートから始め、それをサイズに合わせてカットします。

So there's a liner and adhesive on the back.

裏面にライナーと粘着剤があるんですね。

So once you apply it on here, you get kind of this lip this overhang.

だから、ここに塗ると、この唇のようなはみ出しができるんです。

So we have to trim that off and then separately we'll take the electoral cut overlay film or some people call it and we'll put it through a friction fed plotter we wrote Science to keep this, we just kind of grab the edge and just push it and then you can just lift the letter off.

それから、エレクトリカルカット・オーバーレイフィルムを、フリクションフェッドプロッターにかけます。

Oh you can't.

ああ、できないんですね。

Okay, there we go.

よし、これでいいんだ。

Alright.

なるほど。

Some letters like a will actually have a little floating piece right in the middle.

aのような文字には、実は真ん中に小さな浮き輪があるんです。

And so applying this pre space allows you to keep everything in place and remove the liner essentially you end up with something like this.

そして、このプレスペースを適用することで、すべてを固定したまま、ライナーを取り外すと、このような状態になるのです。

So you remove the liner, the green is stuck to the white retro reflective sheeting.

そこでライナーを外すと、白いレトロな反射シートにグリーンが張り付いています。

It's on aluminum.

アルミの上です。

And the last thing to do is to remove this pre space which you want to give it.

そして最後に、この与えたいプリスペースを削除することです。

I would love to are we ready.

ぜひとも参加したいのですが、準備はできていますか？

Oops, Wow, look at that Asap science.

おっと、わっ、アサップサイエンスを見てください。

Almost every street name sign is made like this before digital printing.

デジタル印刷になる前は、ほぼすべての道路名標がこのように作られていました。

That's crazy.

それはおかしいよ。

And another way to manufacture science is using digital printing.

そして、科学の製造方法として、デジタル印刷を利用する方法もあります。

So digital printing has been around for about 10.

デジタル印刷は10年くらい前からあるんですね。

So this is printing on retro reflective sheeting.

これはレトロな反射シートへの印刷なんですね。

Exactly this specific printer uses HP latex inks.

まさにこのプリンターはHPのラテックスインクを使っているのです。

So it's water based.

だから水性なんですね。

So it's similar to like your printer at home, we're just laying down all right, can we see a little something?

つまり、家のプリンターと同じようなもので、寝転んで、ちょっと見てみようか？

Something?

何か？

It's more a sub science science.

どちらかというと、サブサイエンス的な科学です。

That's so cool.

かっこいいですね。

Okay, we're outside in the dark and we're going to do a little experiment with the sign now to see it in action.

さて、せっかく暗い外にいるのだから、今から看板の動きを見て、ちょっと実験してみましょうか。

So, if I shine this flashlight on the ground, my immediate surroundings are pretty visible but become increasingly less visible as you go further out.

つまり、この懐中電灯を地面に照らすと、自分のすぐ近くはよく見えるのですが、遠くに行くほどだんだん見えなくなってくるのです。

And that's because light scatters in all directions and less photons are actually making it back to the camera lens.

それは、光が四方八方に散乱し、実際にカメラのレンズに戻る光量が少なくなっているからです。

But if I shine this light now over towards Greg holding our fancy retro reflecting sign and put the light right beside the camera lens, you'll see just how much brighter the sign is than almost anything else the light is touching, even though it's all the way over there.

しかし、今、この光をレトロな看板を持つグレッグの方に当てて、カメラのレンズのすぐ横に光を置いてみると、看板が、光が触れている他のものよりもどれだけ明るいかがわかると思います。

Now, of course, if I move the light away from the lens, the sign becomes less bright.

さて、当然ながら、光をレンズから遠ざけると、看板は明るさを失います。

Even here, I'm about six inches go a little further about a foot, you can see how much darker the sign is and that's because the camera lens or you are no longer the source and instead the majority of the light is bouncing back over here.

これは、カメラのレンズやあなたがもはや光源ではなく、光の大部分がこちらで跳ね返ってきているからです。

Over here, where I'm holding the light, I see the sun just as bright, but you don't and that's because the light is always reflecting back to the source.

それは、光が常に光源に反射しているからです。

You've likely seen this while driving at night when there are minimal overhead lights signs super far in the distance are extremely bright while things closer are completely dark, even the metal post seems invisible here.

夜、車を運転していると、頭上の明かりが少なく、遠くの標識は非常に明るいのに、近くのものは真っ暗で、金属の柱さえも見えないように見えることがあります。

Now.

今すぐ

What about when it's raining outside?

外が雨の時はどうでしょうか？

Sure, in the broad daylight you can still see the lines on the road.

確かに、白昼はまだ道路の線が見えます。

But I think we're all familiar with that scary problem of lines disappearing at night.

でも、夜になると線が消えてしまうという怖い問題は、誰もが知っていることだと思います。

The problem here is that the water actually changes the refraction of light.

ここで問題になるのは、実は水によって光の屈折率が変わってしまうことです。

So where the retro reflectors act ideally under dry conditions as soon as water is on top of them, their refractive index is lowered by a ratio of 1.33 and so the light leaves at a different angle sending less back to the source.

そのため、レトロリフレクターは乾燥した状態では理想的な働きをしますが、水がかかると屈折率が1.33倍も低くなり、光源に戻る光が少なくなってしまうのです。

And this is incredibly important because while only 25% of driving occurs at night, 55% of deaths from car accidents happen when it's dark with rain being disk proportionately dangerous at low light conditions compared to the day to combat this rain visibility problem three M actually developed these elements which are retro reflectors that have different refractive indices.

夜間の運転は全体の25％に過ぎませんが、交通事故による死亡者の55％は暗いところで起きています。この雨の視認性の問題に対処するため、3Mは屈折率の異なるレトロリフレクターという部品を開発しました。

So on this side we have elements that have a refractive index of 1.9 and they work well in dry conditions and on this side we have elements that have a 2.4 refractive index and work better in wet conditions and on top they're both in air and on the bottom they're both submerged in water.

こちら側には屈折率1.9で乾燥した環境でよく機能する素子、こちら側には屈折率2.4で湿った環境でよく機能する素子があり、上は両方とも空気中、下は両方とも水に浸かっている状態です。

And I'm gonna show you what happens when we're in the dark and shine a light on both of these.

そして、暗闇の中で、この2つに光を当てるとどうなるか、お見せします。

You can see that the one on the left at the top is optimized for dry conditions because it's flashing back more light and then the one at the bottom on the right is optimized for water and is sending more light back to us even though it's submerged in water.

上部の左側は乾燥した環境に最適化されており、より多くの光を点滅させています。一方、右側の下部は水に最適化されており、水に浸かっているにもかかわらず、より多くの光を私たちに送っています。

And of course the best solution is to include a mix of these elements in the product, whether it's the layer put on top of painted lines or directly into taped lines so that people can see them in either weather condition.

そしてもちろん、最適なソリューションは、ペイントされたラインの上に置かれるレイヤーであれ、テープ状のラインの中に直接置かれるレイヤーであれ、どちらの気象条件でも人々が見ることができるように、製品にこれらの要素をミックスして含めることです。

If it's dry, the one 0.9 will send the light back while the 2.4 won't.

乾燥していれば、0.9の方は光を送り返しますが、2.4の方は送り返さないのです。

And when it's wet, the opposite occurs.

そして、水に濡れると、その逆が起こる。

So behind me we have a variety of painted lines.

だから、私の背後にはさまざまなペイントラインがある。

Some have the regular glass beads on them and other ones have the three M.

普通のガラスビーズがついているものと、3つのMがついているものがあります。

Elements on them with the 1.9 refractive index for the 2.4 refractive index or a combination of those and we're gonna see what happens in the dark when they get rained on here's the setup in the dark before the rain machine has been turned on and you can see all the lines are equally visible.

屈折率1.9の素子、屈折率2.4の素子、あるいはそれらの組み合わせで、雨を降らせたときにどうなるかを見てみましょう。これは、レインマシンを作動させる前の暗闇でのセットアップで、すべてのラインが同じように見えているのがわかりますね。

But as the rain begins to run, some of the lines slowly start to become obscured and harder and harder to see.

しかし、雨が走り始めると、徐々にラインが不明瞭になり、見えづらくなるものも出てきます。

It's only the few stripes on this right hand side that remain visible as they have varying amounts of the water reflective elements.

この右側の数本のストライプだけが、水の反射成分の量が異なるため、見えるようになっています。

And here's the difference in the real world.

そして、ここが現実の世界と違うところです。

On the left is a wet line without water reflective elements.

左は水反射素子のないウェットライン。

And on the right you can see it with these elements and as a result you can actually see that line even in the rain.

そして右側は、これらの要素を使って、結果的に雨の中でもそのラインを実際に見ることができるのです。

So there you have it.

というわけで、これにて終了です。

Road signs are officially way cooler than you probably or at least are a lot cooler than I ever realized they were before making this video and hopefully I've convinced you of that too.

道路標識は、あなたが思っているよりもずっとクールで、少なくとも私がこのビデオを作る前に気づいていたよりもずっとクールです。

I want to send a huge thank you for having me at the facility and to JC and gus for showing me around and teaching me and especially making me multiple signs that I can bring home back here to the ASAP science headquarters.

そして、私を案内し、教えてくれたJCとガスに心からお礼を言いたいです。

I will cherish it forever.

一生大切にします。

Thank you so much for watching.

ご視聴ありがとうございました。

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