Istraživači sa Univerziteta Northwestern razvili su novu kameru visoke rezolucije koja može da vidi nevidljivo – objekte iza uglova, da omogući preciznu vidljivost kroz maglu, prikuplja (medicinske) informacije kroz kožu a potencijalno čak i ljudsku lobanju.
Takozvana sintetička holografija talasne dužine, predstavlja novu metodu koja funkcioniše tako što indirektno rasipa svetlost na skrivene objekte, koja se raspršuje i putuje nazad do kamere, odakle algoritam rekonstruiše rasejani svetlosni signal da bi otkrio skrivene objekte. Zbog svoje visoke rezolucije, metoda takođe ima potencijal da slika objekte koji se brzo kreću, poput automobila koji jure iza ugla, srce u grdima ili neki drugi vitalni organ u telu. Studija je objavljena 17. novembra 2021. u časopisu Nature Communications.
Reč je o relativno novom području istraživanja slučajeva bez optičke vidljivosti (Non-Line of Sight – NLoS). U poređenju sa srodnim tehnologijama NLoS snimanja, nova metoda može neverovatnom preciznošću brzo snimiti polje širokog područja. Sa ovim nivoom rezolucije, računarska kamera bi potencijalno mogla da slika kroz kožu kako bi videla čak i najsitnije kapilare.
Iako metoda ima očigledan potencijal za neinvazivno medicinsko snimanje, navigacijske sisteme ranog upozorenja za automobile i industrijske inspekcije u usko skučenim prostorima, istraživači veruju da su potencijalne primene beskrajne.
„Naša tehnologija će uvesti novi način snimanja“, kako je izjavio Florian Willomitzer iz Northwesterna, prvi autor studije. „… trenutni prototipovi senzora koriste vidljivo ili infracrveno svetlo, ali princip je univerzalan i može se proširiti na druge talasne dužine. Na primer, isti metod bi se mogao primeniti na radio talase za istraživanje svemira ili podvodno akustičko snimanje. Može se primeniti na mnoga područja, a mi smo samo zagrebali površinu.“
„Mi radimo ovo holografsko snimanje iza ugla ili kroz raspršivače – sa sintetičkim talasima umesto sa normalnim svetlosnim talasima.“
„Tehnika takođe može da radi noću i po maglovitim vremenskim uslovima.“ što znači da bi sistem mogao biti idealan za putnike koji voze u opasnim uslovima kao što su planinski putevi.
Princip rada ovog fenomena Willomitzer je objasnio kroz sledeći primer „Ako ste ikada pokušali da uperite baterijsku lampu kroz svoju ruku, onda ste iskusili ovaj fenomen. Vidite svetlu tačku na drugoj strani vaše ruke, ali, teoretski, trebalo bi da postoji senka koju bacaju vaše kosti, otkrivajući strukturu kostiju. Umesto toga, svetlost koja prolazi kroz kosti se raspršuje unutar tkiva u svim pravcima, potpuno zamagljujući sliku senke.“
Tokom godina bilo je brojnih NLoS pokušaja snimanja skrivenih objekata. Ali ove metode obično imaju jedan ili više problema. Oni ili imaju nisku rezoluciju, izuzetno malo ugaono polje posmatranja, zahtevaju dugotrajno skeniranje rastera ili su im potrebne velike površine za merenje rasejanog svetlosnog signala.
Nova tehnologija, međutim, prevazilazi ove probleme i predstavlja prvu metodu za snimanje oko uglova i kroz raspršujući medij koji kombinuje visoku prostornu rezoluciju, visoku vremensku rezoluciju, malu površinu sondiranja i veliko ugaono vidno polje. To znači da kamera može da snima sitne karakteristike u usko skučenim prostorima, kao i skrivene objekte u velikim oblastima sa visokom rezolucijom — čak i kada se objekti kreću.
Za ljude koji se kreću putevima koji krivudaju kroz planinski prevoj ili se vijugaju kroz seosku šumu, ovaj metod bi mogao da spreči nesreće otkrivanjem drugih automobila ili jelena koji se nalaze izvan vidokruga iza krivine. „Ova tehnika pretvara zidove u ogledala“, rekao je Willomitzer. „Postaje sve bolje jer tehnika takođe može da radi noću i po maglovitim vremenskim uslovima.
Na ovaj način, tehnologija visoke rezolucije bi takođe mogla da zameni (ili dopuni) endoskope za medicinsko snimanje.
Slično, sintetička holografija talasne dužine može da slika unutar industrijske opreme dok je još uvek u pogonu – što je nemoguće za sadašnje endoskope.
„Ako imate turbinu koja radi i želite da pregledate nedostatke unutra, obično biste koristili endoskop“, rekao je Willomitzer . „Ali neki defekti se pojavljuju samo kada je uređaj u pokretu. Ne možete koristiti endoskop i gledati u unutrašnjost turbine s prednje strane dok radi. Naš senzor može da pogleda unutar turbine koja radi da bi otkrio strukture koje su manje od jednog milimetra.“
Willomitzer veruje da će se na kraju tehnologija koristiti da pomogne vozačima da izbegnu saobraćajne nesreće, nesreće u proizvodnji, medicini i drugim granama industrije.
Po protokolu neophodno je proći više godina, kako navode, najmanje 5 – 10 da bi se rad nove tehnologoje odobrio i nakon toga pustio u upotrebu.
