RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Aparat wielkości ziarnka piasku pomoże w diagnostyce

Kamery o niewielkich rozmiarach mogą posłużyć do konstruowania bardzo małych robotów (fot. Shutterstock/Konstantin Kolosov)
Kamery o niewielkich rozmiarach mogą posłużyć do konstruowania bardzo małych robotów (fot. Shutterstock/Konstantin Kolosov)

„Obiektyw” z metamateriału zintegrowany z siecią neuronową pozwolił skonstruować kamerę fotograficzną, którą ledwie widać gołym okiem, ale która daje obraz porównywalny tradycyjnymi urządzeniami o znacznie większych wymiarach – informuje „Nature Communications”.

Awaria na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. NASA utraciła kontakt z kamerami

Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej poinformowała, że utraciła łączność z kamerami wysokiej rozdzielczości znajdującymi się na...

zobacz więcej

Kamery o niewielkich rozmiarach mogą pomóc w diagnostyce wnętrza ludzkiego ciała lub posłużyć do konstruowania bardzo małych robotów. Jednak wcześniejsze konstrukcje rejestrowały rozmyte, zniekształcone obrazy o ograniczonym polu widzenia.

Naukowcom z Princeton University i University of Washington udało się pokonać te przeszkody. Nowy system może generować wyraźne, pełnokolorowe obrazy, dorównujące jakością kamerze o 500 tys. razy większej objętości, wyposażonej w konwencjonalny obiektyw.

Tradycyjna kamera czy aparat fotograficzny wykorzystują do uzyskania ostrego obrazu obiektyw - zespół szklanych lub plastikowych soczewek. Nowy system optyczny opiera się na technologii zwanej metapowierzchnią (metasurface), którą można wyprodukować podobnie jak chip komputerowy. Szeroka na zaledwie pół milimetra metapowierzchnia jest usiana 1,6 miln cylindrycznych słupków, każdy mniej więcej wielkości ludzkiego wirusa HIV.

Każdy słupek ma unikalną geometrię i działa jak antena optyczna. Zróżnicowanie konstrukcji poszczególnych słupków jest niezbędne do prawidłowego ukształtowania całego czoła fali optycznej. Za pomocą algorytmów opartych na uczeniu maszynowym łączy się sygnały, aby uzyskać najwyższej jakości obrazy i najszersze pole widzenia dla opracowanej do tej pory pełnokolorowej kamery metasurface.

Zobacz także: NASA udostępniła niespotykane zdjęcie Wenus


Pierwsze zdjęcie Marsa z chińskiej sondy kosmicznej

Chińska agencja kosmiczna zaprezentowała pierwsze zdjęcie Marsa wykonane przez sondę Tianwen 1, która zbliża się do planety. Sonda ma wejść na...

zobacz więcej

Kluczową innowacją było zintegrowanie powierzchni optycznej i algorytmy przetwarzania sygnału, które tworzą obraz. To poprawiło wydajność w warunkach naturalnego oświetlenia, w przeciwieństwie do poprzednich kamer metapowierzchniowych, które wymagały światła laserowego lub innych idealnych warunków, aby uzyskać wysokiej jakości obrazy.

Naukowcy porównali obrazy wytworzone za pomocą ich systemu z wynikami poprzednich kamer metapowierzchniowych, a także obrazy zarejestrowane przez konwencjonalną optykę, która wykorzystuje układ sześciu soczewek. Poza odrobiną rozmycia na krawędziach kadru, obrazy z aparatu w rozmiarze nano były porównywalne z obrazami tradycyjnej konfiguracji obiektywu, która ma ponad 500 tys. razy większą objętość.

Metapowierzchnie oparte są na azotku krzemu, materiale podobnym do szkła, który jest kompatybilny ze standardowymi metodami produkcji półprzewodników stosowanych w chipach komputerowych. To oznacza, że metapowierzchnie można by produkować masowo przy kosztach niższych niż obiektywy w konwencjonalnych aparatach.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
Trwają prace nad zwiększeniem możliwości obliczeniowych kamery. Poza optymalizacją jakości obrazu jej twórcy chcieliby dodać możliwości wykrywania obiektów i innych funkcji istotnych dla medycyny i robotyki. W przyszłości zamiast wbudowywać w telefon jeden czy więcej aparatów – można by wykonać cały jego tył z metamateriału, działającego jak kamera.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:

Zobacz więcej