Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα απεικόνισης που μπορεί να παράγει καθαρότερες εικόνες όταν το φως περνά μέσα από δύσκολα περιβάλλοντα, όπως ο βαθύς βιολογικός ιστός και η πυκνή ομίχλη. Η τεχνολογία αξιοποιεί υπέρυθρο φως, αλλά αντιμετωπίζει τη σκέδαση που συνήθως περιορίζει την απόδοσή του.
Παράλληλα, χρησιμοποιεί οικονομικούς ανιχνευτές πυριτίου αντί για ακριβότερα εξειδικευμένα υλικά, γεγονός που θα μπορούσε να διευκολύνει την ευρύτερη αξιοποίησή της.
Το φως λειτουργεί σαν ηλεκτρονικό κλείστρο
Κεντρικό στοιχείο της τεχνολογίας είναι η τεχνική της χρονικής πύλης, την οποία η ομάδα του Robert Boyd μελετά εδώ και περισσότερο από μία δεκαετία.
«Η χρονική πύλη ουσιαστικά λειτουργεί σαν το κλείστρο μιας κάμερας», εξηγεί ο Yang Xu, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Αντί όμως για μηχανικό κλείστρο, εδώ χρησιμοποιούνται εξαιρετικά σύντομοι παλμοί φωτός που ελέγχουν το ίδιο το φως.
Οι παλμοί επιτρέπουν τη διέλευση φωτονίων για περίπου ένα πικοδευτερόλεπτο. Η πύλη αποτελείται από ένα λεπτό φιλμ οξειδίου του ινδίου και κασσίτερου, το οποίο μετατρέπει τα υπέρυθρα φωτόνια σε ορατό φως, επιτρέποντας την παραγωγή εικόνων σε πραγματικό χρόνο.
Εφαργές στην ιατρική και τα αυτόνομα οχήματα
Η μέθοδος θα μπορούσε να βελτιώσει βιοϊατρικές εφαρμογές, όπως η απεικόνιση για την ανίχνευση καρκίνου, αλλά και συστήματα LiDAR που χρησιμοποιούνται σε αυτόνομα οχήματα και επηρεάζονται από την ομίχλη και άλλες συνθήκες έντονης σκέδασης.
Η τεχνητή νοημοσύνη διευρύνει το οπτικό πεδίο
Οι ερευνητές συνεργάστηκαν επίσης με ομάδα του UCLA και συνδύασαν τη χρονική πύλη με μηχανική μάθηση. Με αυτόν τον τρόπο κατάφεραν να διευρύνουν σημαντικά το οπτικό πεδίο του συστήματος.
«Με την προσθήκη τεχνητής νοημοσύνης μπορούμε ουσιαστικά να ανακατασκευάσουμε μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή του στόχου», σημειώνει ο Xu.
Η νέα τεχνολογία, που παρουσιάστηκε στο Nature Communications, ανοίγει έτσι τον δρόμο για οικονομικότερη και αποτελεσματικότερη απεικόνιση μέσα από περιβάλλοντα όπου η συμβατική οπτική δυσκολεύεται να «δει».
