Исследователи из Принстонского университета и Вашингтонского университета разработали сверхкомпактную камеру. И если я скажу вам «ультра, действительно ультра» компактный, поверьте мне: он размером с большую крупинку соли. Система была разработана с использованием технологии под названием метаповерхность. 1,6 миллиона цилиндрических штифтов составляют невероятную структуру этого объекта, который может быть изготовлен аналогично компьютерному чипу.
Подобная микрокамера могла бы принести удачу всем программам диагностики и обнаружения, поскольку она также преодолевает (среди прочего) проблемы с четкостью и полем зрения всех своих «конкурентов», которые также были намного крупнее.
Дай мне фотоаппарат
Новая система может создавать четкие цветные изображения и конкурировать с обычным фотообъективом в 500.000 XNUMX раз больше, пишут исследователи в статье. опубликовано вчера, 29 ноября, в Nature Communications.
Традиционная камера использует ряд изогнутых стеклянных или пластиковых линз для фокусировки световых лучей. Вместо этого эта новая оптическая система основана, как уже упоминалось, на технологии под названием метаповерхность. На пространстве полмиллиметра эта технология способна разместить более полутора миллионов наноструктур размером с вирус ВИЧ.
Ключ к невероятным характеристикам этого объекта лежит в сочетании передового дизайна с искусственным интеллектом, что позволило спроектировать конструкцию таким образом, чтобы оптимизировать взаимодействие этих крошечных оптических цилиндров со светом. Результат? Система, которая может обеспечить практически неинвазивную визуализацию. Вся поверхность, ткань, возможно, искусственный глаз могут быть буквально покрыты этими массивами «оптических антенн»: все может стать камерой.
Исследование
Исследователи во главе с Феликс Хайде они сравнили изображения, полученные новой камерой, с результатами предыдущих камер, включая метаповерхностные. Все они страдали от искажения изображения и ограниченной способности улавливать свет. Конечно, все, кроме одного.
«Спроектировать и сконфигурировать эти небольшие микроструктуры было непросто», — говорит он. Итан Ценг, доктор компьютерных наук, который был одним из руководителей исследования. «Для этой конкретной задачи по захвату изображений RGB с широким полем зрения это было непросто, потому что существуют миллионы этих маленьких микроструктур, и нам нужно было оптимально их спроектировать».
Почему эта камера - прорыв
Хотя подход к оптическому проектированию не нов, это первая система, в которой безупречно используются поверхностные оптические технологии в сочетании с нейронной обработкой. В результате этого исследования удалось создать идеальное сочетание чрезвычайно точного проектирования и столь же точной оптимизации.
Сейчас Хайде и его коллеги работают над добавлением к камере дополнительных вычислительных возможностей. Помимо оптимизации качества изображения, они хотели бы добавить функции обнаружения объектов и другие возможности, полезные для медицины и робототехники.
Помимо более «благородных» приложений, само собой, будет немало и коммерческих. Мы могли бы избежать размещения камеры (да что там говорить, иногда я вижу даже пять) за смартфоном. Вся задняя часть телефона может стать одной камерой. И кто знает, что еще. Мы хотим поговорить о видеонаблюдении? Лучше не давай.
