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ヴァレリー・L・トーマス（1943年2月8日生まれ）は、アメリカのデータ科学者であり発明家です。彼女はイリュージョン送信機を発明し、1980年に特許を取得しました。 [ 2 ]彼女は、 NASAのランドサット計画の初期に画像処理システムで使用されたデジタルメディアフォーマットの開発を担当しました。 [ 3 ] 人種隔離時代にメリーランド州ボルチモアで生まれたトーマスは、モーガン州立大学を卒業するまでに多くの障壁を乗り越えなければなりませんでした。彼女は1964年に物理学の学位を取得して優等で卒業しました。彼女はNASAで31年間勤務し、大規模作物在庫実験（LACIE）や宇宙物理分析ネットワーク（SPAN）などの複数のプロジェクトでリーダーシップを発揮しました。1995年に退職した後も、トーマスはSTEM分野で恵まれない若者の指導を続けました。彼女は衛星通信とリモートセンシング技術への貢献が認められ、2018年に全米発明家殿堂入りを果たしました。[ 4 ]
トーマスはメリーランド州ボルチモアで生まれた。[ 5 ]彼女は人種統合の時代にあたる1961年に高校を卒業した。[ 6 ]彼女はモーガン州立大学に進学し、そこで物理学を専攻する2人の女性のうちの1人となった。[ 7 ]トーマスはモーガン州立大学で数学と科学の授業で優秀な成績を収め、1964年に物理学の学位を最優等の成績で取得した。[ 6 ]
トーマスは1964年にNASAでデータアナリストとして働き始めた。[ 8 ] [ 9 ]彼女は衛星運用管制センターを支援するリアルタイムコンピュータデータシステムを開発した（1964年～1970年）。彼女はランドサット計画の創設を監督し、この計画への彼女の参加は、宇宙から地球を視覚化できるようにするという他のNASA科学者の研究をさらに発展させた。[ 10 ]
1974年、トーマスは約50人のチームを率いて、NASAジョンソン宇宙センター、米国海洋大気庁（NOAA）、米国農務省との共同事業である大規模地域作物在庫実験（LACIE）を実施した。LACIEは、衛星を使用して世界規模で小麦の収穫量を予測するプロセスを自動化できる可能性を示した。[ 9 ]
彼女は1976年に科学展に参加し、ソケットから外した電球が点灯しているように見える錯覚を体験した。別の電球と凹面鏡を使ったこの錯覚は、トーマスにインスピレーションを与えた。好奇心に駆られた彼女は、1977年に特許取得の可能性について調査を開始した。これには、凹面鏡の位置が、鏡を通して反射される実際の物体にどのような影響を与えるかを観察する実験の作成が含まれていた。彼女は発見と実験を通して、錯覚送信機と呼ばれる光学デバイスを発明した。[ 7 ] 1980年10月21日、[ 8 ]彼女は錯覚送信機の特許を取得した。このデバイスはNASAに採用され、後に手術器具からテレビまでさまざまなデバイスのスクリーンに応用された。[ 11 ] [ 12 ]トーマスはNASAの宇宙科学データ運用室の副室長になった。[ 13 ]トーマスの発明は、児童向けフィクションの本、テレビ、ビデオゲームで描かれている。[ 6 ]
1985年、NSSDCコンピュータ施設のマネージャーとして、トーマスはそれまで独立していた2つのコンピュータ施設の統合と再構成の責任者でした。その後、1986年から1990年まで宇宙物理解析ネットワーク（SPAN）[ 14 ]のプロジェクトマネージャーを務め、その間SPANは大規模な再構成を経て、約100のコンピュータノードを持つ科学ネットワークから、世界中の約2,700のコンピュータノードを直接接続するネットワークへと成長しました。トーマスのチームは、世界中の科学者の研究ステーションを接続して科学的協力を向上させるコンピュータネットワークを開発したことで評価されています。[ 6 ]
1990年、SPANはNASAの科学ネットワークと今日のインターネットの重要な一部となった。[ 9 ]また、ハレー彗星、オゾン研究、衛星技術、ボイジャー探査機に関連するプロジェクトにも参加した。
彼女は、Mathematics Aerospace Research and Technology Inc. プログラムで学生の指導にあたった。[ 15 ]トーマスは、小学校、中学校、大学、大学院の学生グループや大人グループによく講演を行った。地域社会の模範として、長年にわたり学校や全国的な会議を訪問している。ゴダード宇宙飛行センターのサマープログラムで活動する学生の指導も行った。また、全米技術協会 (NTA) や女性科学技術者協会 (WISE) などの団体と協力し、科学フェアの審査員も務めた。[ 16 ]
1995年8月末、彼女はNASAを退職し、NASA宇宙科学データ運用室の副室長、NASA自動システム事故対応能力の管理者、宇宙科学データ運用室教育委員会の委員長の職を退いた。[ 9 ]
1976年、トーマスは凹面鏡を使った錯視を展示した科学展に行った。これらの鏡は、電球がソケットから外されているにもかかわらず、電球が光っているように見せた。錯視に触発された彼女は、これらの放物面鏡がどのようにして三次元画像を遠くまで送信できるかを研究し始めた。1977年から1980年にかけて、トーマスは三次元画像の生成と送信の原理を探る実験を行った。1980年10月21日、彼女は錯視送信機の発明で米国特許第4,229,761号を取得した。この装置は、送信と受信の地点に放物面鏡を使用して、実空間に浮かんでいるように見える三次元錯視を作り出す。カメラは最初の鏡によって作られた実像を撮影し、受信側のプロジェクターにビデオ信号を送信し、プロジェクターは2番目の放物面鏡に画像を再構成する。これにより、特別な眼鏡や高価な光源を必要とせずに三次元効果が得られる。[ 17 ]
トーマスの発明以前は、3 次元画像技術には多くの制約がありました。高価なレーザー システムが必要で、静止画像しか記録できず、コストがかかり複雑でした。トーマスの発明は、標準的な放物面鏡とビデオ伝送技術を使用して、特殊な機器を必要とせずにリアルタイム 3D 画像伝送を実現することでこの問題を解決しました。このソリューションは、外科医が最小限の侵襲で臓器を視覚化したり、科学者が複雑なデータを 3 次元で視覚化したりできるなど、以前は不可能だった実用的な応用を可能にしました。イリュージョン トランスミッターは、これらの課題に対処する高価で複雑な技術の代わりに光学原理を使用しています。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
NASA は、衛星データの可視化や宇宙科学アプリケーションに錯視送信機技術を今でも使用しています。この技術は、可視化システムを通じて医療および外科分野でも利用されています。これにより、外科医は腹腔鏡手術や内視鏡手術中に内部構造を 3D で可視化することができ、手術の精度が向上します。トーマスの光学原理は、仮想現実システムなどの 3D ディスプレイ技術にも使用されています。現代の実装としては、高解像度画像を生成できるデジタルカメラやプロジェクターがあります。研究者たちは、これらの基礎原理の新しい応用を今も発見し続けており、錯視送信機技術は今日でも非常に重要なものです。[ 21 ] [ 22 ]
退職後、トーマスはUMBCマルチコアハイブリッド生産性研究センターのアソシエイトを務めた。 [ 23 ]また、サイエンス・マスマティクス・エアロスペース・リサーチ・アンド・テクノロジー社と全米技術協会を通じて若者の指導も続けた。[ 7 ] 2018年、トーマスは衛星通信とリモートセンシングのパイオニアとしての貢献が認められ、全米発明家殿堂入りを果たした。[ 24 ]
トーマスは、ゴダード宇宙飛行センター功労賞やNASA平等機会メダルなど、数々の賞を受賞している。[ 15 ]
採用され、手術だけでなくテレビやビデオスクリーンの製造にも応用されている。
は現在この技術を使用しており、科学者たちは現在、外科医が人体内部を観察するためのツールにこの技術を組み込む方法、そして将来的にはテレビやビデオスクリーンにも組み込む方法を研究している。