次に美術館やアートギャラリーを訪れたときは、それぞれの絵画を少し注意深く見てみてください。特に古い作品なら、キャンバスの表面にひび割れがあることに気づくかもしれません。
目にする損傷は、放射エネルギーが絵画の表面に当たることで生じます。そして光（可視放射）は、芸術作品に回復不能な損傷を与えます。
しかし、すべてが失われたわけではありません。私たちの新たな研究によると、最適化されたスマート照明システムは、色の見え方を保ちながら絵画への損傷を抑えられます。
ジレンマ
赤外線、紫外線、可視光による芸術作品への損傷は、十分に記録されています。光子（光を構成する素粒子）が絵の具の顔料に吸収されると、顔料分子はより高いエネルギー状態になります。この励起状態では、分子の化学組成が変化します。これを光化学反応と呼びます。
人間の目から見ると、光化学反応はひび割れ、変色、表面の硬化として現れます。
赤外線と紫外線を含む日光が、絵画に大きな損傷を与えるのは当然です。美術館では、損傷を抑えるために白熱灯が使われ、近年では発光ダイオード（LED）も一般的になっています。
しかし、ある研究グループは示しました。照明技術にかかわらず、光は色の劣化を引き起こし得ます。ゴッホの有名な『ひまわり』の鮮やかな黄色は、LEDからの青色光と緑色光を吸収することで、濃い茶色に変わりつつあります。芸術作品の保存に関する研究を見ると、これは勝ち目のない戦いのように思えます。
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もちろん、最良の保存方法は光を完全に遮断することだと考えるのは正しいでしょう。しかし、作品を見たり、その美しさを味わったりするには光が必要です。
ここには、視認性と損傷という、相反する二つの要素のジレンマが残ります。
光の最適化
照明技術だけでは、このジレンマに対処するには不十分かもしれません。しかし、技術の使い方を工夫すれば違いを生み出せます。
この問題に取り組む私たちの方法は、次の三つの重要な事実に基づいています。
1. 光が光化学反応を引き起こすのは、顔料に吸収されたときだけである
2. 顔料の反射率（光を反射する能力）によって、光の吸収量が決まる
3. LEDなどの照明機器は、光の出力（スペクトルの構成と光の強度）を微調整できる
絵画の反射率を測定し、吸収を抑えるよう照明を最適化できます。先行研究では、光の吸収を減らすよう照明を最適化すると、視覚体験を示していますエネルギー消費を大幅に削減できることが、損なわれることなく分かっています。最適化された光源の下でも、作品は通常の白色光源の下と同じように自然で魅力的に見えます。
この新たな研究では、光の吸収を抑えるため、5点の絵画に合わせてLEDを最適化しました。遺伝的アルゴリズム（人工知能の手法）を用いて、光の吸収を19%から47%削減しました。絵画への効果に加え、この方法では照明のエネルギー消費もほぼ半減しました。
持続可能性の向上と芸術作品の保存に加え、絵画の色の質も最適化の対象としました。作品への鑑賞者の評価を損なわないよう、色の見え方と明るさは一定に保ちました。
これは、私たちの視覚系にある特性によって可能になります。人間の色覚を担う網膜の視細胞である錐体細胞は、可視光の全域に同じように反応するわけではありません。
波長と強度の異なる組み合わせでも、脳には同一の信号として伝わることがあります。この知見により、異なる光源を使って同じ色の見え方を実現する柔軟性が生まれます。
このスマート照明システムでは、色の情報を得るために芸術作品をスキャンします。その後、精密な投影システムが最適化された光を絵画に照射します。
この方法は、世界的に有名なモナ・リザなどの芸術作品を暗闇に置くことなく、寿命を延ばす解決策となります。
