レーザー。それはまさに、黒魔術や惑星を破壊する兵器を連想させる言葉である。それを夜のドライヴに使うなんて、大げさすぎると思うかもしれない。最近のLEDヘッドライトには道端の鹿をはっきり照らせるだけの光量があるので、なおさらだろう。

これに対して、サンタバーバラに本拠地を置くSLD Laserは、コヒーレント単色光を利用してレーザーで前方の道路を照らす方法を見つけたという。この技術は同社の共同創業者である中村修二によるものだ。

通常なら人間の眼には見えないレーザー光を青色の可視光にする技術を発明した中村は、2014年にノーベル物理学賞を受賞した。レーザー光を蛍光体と呼ばれる特殊なフィルターに通すことで、LEDから放出されるよりも数百倍明るく、なおかつ人間の目にも安全な白色光をつくりだしたのだ。

価格差を帳消しにする実力

SLDは現在、レーザー光によるヘッドライトを商品化している。欧州におけるBMWによる採用を皮切りに、まもなく米国でもBMW「M5」に搭載される見通しだ。

M5の価格は、レーザー光のヘッドライトを搭載することで1,500ドル（約16万2,000円）ほど上がってしまう。それでもヘッドライトのさまざまな長所が、その価格差を帳消しにする。

まず、レーザー光はほかの光源と比べて光の拡散が少ない。このため対象物をより正確に狙うことができるし、ほかのドライヴァーの目をくらませることも少なくなる。また、従来のライトよりもコンパクトで細い形状にできるので、デザイナーがクルマの新しい“顔”をデザインするうえで役立つ。

電動化が進んだ時代において、これは素晴らしい技術だと言えるだろう。クルマのデザイン美学において長らく焦点となってきた、長いボンネットや大きなフロントグリルが、電動化によって不要になっているからだ。さらに、レーザーは従来のライトに比べて消費電力が少なく、クルマの動力として利用するバッテリーの電力を節約できる。

データを光にのせて送る

さらに面白い点は、周囲を照らす以上のことに、この技術をいかにうまく応用できるのかである。ここで「Li-Fi」と呼ばれる世界について説明しよう。Li-Fiは、エディンバラ大学教授で移動体通信について研究し、現在はSLDのコンサルタントを務めるハラルド・ハースが生み出し、2011年のTEDで発表した用語である。

「電気通信において光ファイバーは不可欠です。光ファイバーによる通信では、レーザー光がグラスファイバーの中を通りますよね」と、ハースは説明する。この光線は携帯電話の電波と同様に電磁波だが、携帯電話の電波よりもずっと高い周波数を使う。周波数が高くなると、データの送信に使用できる帯域幅が大きく増加する。

「わたしたちが取り組んでいることは、データを光にのせて送るというコンセプトの活用です。ただし、光ファイバーを配線する代わりに安全な白色光を用いているので、光源にもなります」とハースは話す。

Li-Fiには大きな欠点がある。光は角を曲がったり壁を通過したりしないので、見えているものにしかデータを送れないことだ。PHOTOGRAPH BY SLD LASER

言い換えると、いつかヘッドライトで大量のデータを送れるようになるかもしれない、ということである（いまのところ取り組んでいる自動車メーカーはない）。ヘッドライトだけでなく、人工光を発するものなら何でも可能性がある。

「街灯でも信号機でも、一時停止の標識でもいいんです。室内の電球さえもWi-Fiルーターと置き換えられるかもしれません」と、中村と共同でSLDを立ち上げたポール・ルディは語る。可視光線の使用を避けたい場合は、赤外線でもうまく機能するという。

既存の機器を置き換えられるか

クルマがかつてないほど多くのデータを扱うようになっていることもあり、路上でのこうした未来はエキサイティングである。この技術はクルマ同士、あるいはクルマとインフラ間の通信にも応用できる。

この“データ送信ヘッドライト”は、車間距離を自動で維持するアダプティヴ・クルーズコントロールや衝突被害軽減ブレーキ（自動ブレーキ）などに使われている既存のレーダーの一部を置き換えたり、既存のシステムに組み込んだりできるかもしれない。検出に必要な個別の装置もいらなくなる。結果として、クルマのフロントマスクやフロントガラスの後ろの貴重な空間を設計するエンジニアやデザイナーたちを救うことができるだろう。

「レーダーモジュールやケーブルなど必要なものをすべてパッケージ化するために、数立方センチメートルのスペースを見つけるだけでも大変です」。デトロイトを拠点に、レーダーやLiDARなど自動車の通信や安全性、検知システムの開発に数十年にわたって取り組むエンジニアのトム・ルメンセは語る。ルメンセは、こうしたデヴァイスに関連する20以上の特許の発明者である。「それを考えると、（既存の）場所に組み込むというソリューションは面白いかもしれません」

光が「曲がらない」という課題

だが、Li-Fiを広く実装するうえで直面する課題は、その潜在的な適用範囲と同じくらい深刻といえるようだ。まず、光が角を曲がったり壁を通過したりしないので、見えているものにしかデータを送れない。

「自分の周りに見えるクルマと通信したいだけなら、ソリューションとして有効かもしれません。Li-Fiで帯域幅の問題は解決しましたが、これではどこにもつながっていない橋のようなものです」と、ルメンセは指摘する。これは家庭での使用にも当てはまる。携帯電話がポケットに入っていれば、Li-Fiの信号を拾うことができないのだ（ベルトに携帯電話ホルダー装着するときが来たとでもいうのだろうか？）

コストも問題になる。ほぼすべてのネットワーク化された運転支援技術は、現時点では携帯電話の電波で動作している。この通信は確立された“枯れた”技術であり、ほぼどこでも利用できる。新しい帯域を利用するということは、さらなるインフラを構築する費用がかかるということだ。

クルマにギガ単位の通信が必要になる未来

この費用を正当化することは難しいだろうと、ルメンセは指摘する。特にクルマ同士の通信で扱われるのは、ほとんどの場合にクルマの位置や速度、進行方向といった少量のデータだからだ。とはいえ、人間による運転から世界が遠ざかるにつれ、こうした状況は変わる可能性があるだろう。

「運転に必要なすべてのデータをやり取りする完全な自律走行車を手に入れたら、1秒間に1ギガビットや数十ギガビットの通信が必要になります。しかも移動しながらです」と、SLDのルディは言う。「信号を通過しながらデータを送受信したい場合には、どれだけ素早くこなす必要があるかわかるでしょう」

そうした一瞬の通信には、自動運転機能を支援する目に見えない別の帯域が必要になる。ただし、レーザーの支持者はいまのところ、前方の道路をよりはっきり見えるという用途に落ち着かなければならないだろう。