Cercetătorii micșorează camera la dimensiunea unui bob de sare: cum ar putea ajuta la tratarea bolilor

Cercetătorii micșorează camera la dimensiunea unui bob de sare: cum ar putea ajuta la tratarea bolilor

Camerele de dimensiuni micro au un mare potențial de a identifica problemele din corpul uman și de a permite detectarea pentru roboții super-mici. Acum, camera cea mai mică poate ajuta mult în medicină.

Acum, cercetătorii de la Universitatea Princeton și de la Universitatea din Washington au depășit aceste obstacole cu o cameră ultracompactă de dimensiunea unui grăunte gros de sare. Noul sistem poate produce imagini clare, pline de culoare, la egalitate cu o lentilă de cameră compusă convențională de 500.000 de ori mai mare ca volum, au raportat cercetătorii într-o lucrare publicată în Nature Communications.

Activat de o proiectare comună a hardware-ului camerei și a procesării computaționale, sistemul ar putea permite endoscopie minim invazivă cu roboți medicali pentru a diagnostica și trata boli și pentru a îmbunătăți imagistica pentru alți roboți cu constrângeri de dimensiune și greutate. Mii de astfel de camere ar putea fi folosite pentru detectarea multor boli.

Camera de dimensiunea unui bob de sare, utilizată în identificarea unor boli

În timp ce o cameră tradițională folosește o serie de lentile curbate din sticlă sau plastic pentru a focaliza razele de lumină, noul sistem optic se bazează pe o tehnologie numită metasuprafață, care poate fi produsă la fel ca un cip de computer. Lățimea de doar o jumătate de milimetru, metasuprafața este împânzită cu 1,6 milioane de stâlpi cilindrici, fiecare aproximativ de dimensiunea virusului imunodeficienței umane (HIV).

Fiecare are o geometrie unică și funcționează ca o antenă optică. Designul fiecăruia este necesară pentru a modela corect întregul front de undă optică. Cu ajutorul algoritmilor bazați pe învățarea automată, interacțiunile cu lumina se combină pentru a produce imagini de cea mai înaltă calitate și cel mai larg câmp vizual pentru o cameră cu metasuprafață color, dezvoltată până în prezent.

O inovație cheie în crearea camerei a fost designul integrat al suprafeței optice și algoritmii de procesare a semnalului care produc imaginea. Acest lucru a sporit performanța camerei în condiții de lumină naturală, spre deosebire de camerele anterioare care necesitau lumina laser pură a unui laborator sau alte condiții ideale pentru a produce imagini de înaltă calitate, a spus Felix Heide, autorul principal al studiului și profesor la Princeton.

Citește și: