Исследователи из Принстонского и Вашингтонского университетов разработали систему визуализации размером с крупицу соли. Он построен на так называемой метаповерхности с 1,6 миллионами цилиндрических столбов и может работать точно так же, как сенсор камеры.
Каждая стойка действует как оптическая антенна, принимающая свет и формирующая оптический волновой фронт, а затем, благодаря алгоритмам искусственного интеллекта, высококачественное изображение отображается в полном цвете.
В традиционных камерах используются сложные пластиковые и стеклянные линзы, которые направляют свет на датчик, который отправляет сигналы в электронном виде. Новое решение опирается на метаповерхность, которая, вкратце, представляет собой тонкую пленку с отдельными миниатюрными элементами, разработанными для преломления света в любом желаемом направлении.
Возвращаясь к камере, этой метаповерхности и ее цилиндрическим стойкам, нововведением является получение правильной конструкции трубок и разработка правильного алгоритма обработки сигнала, который может создать реальное изображение. Это позволило метаповерхностной камере сделать полноцветную фотографию вместо того, чтобы действовать как лазер, который создавал нечеткие, искаженные изображения с ограниченным полем обзора.
Основное применение этого нового типа камеры – в первую очередь медицинское: роботы смогут выполнять минимально инвазивную эндоскопию для диагностики и лечения заболеваний.
Изготовление метаповерхности основано на нитриде кремния, что означает, что они могут быть быстро произведены в массовом масштабе по более низкой цене, чем линзы для обычных камер. Это первый раз, когда исследователи использовали дизайн, в котором оптическая технология находится на переднем конце, а нейронная обработка работает в бэкенде. Эксперты считают, что этот прорыв откроет двери «совершенно другим способам создания устройств в будущем».
Добавить комментарий