Fotoaparáty jsou široce používány v medicíně a dalších oborech, ale typický moderní fotoaparát je pro mnohé lékařské účely příliš velký. Skupina výzkumníků z univerzit v Princetonu a Washingtonu se spojila a vytvořila extrémně malý fotoaparát o velikosti zrnka soli. Fotoaparáty tak malých rozměrů mají velký potenciál, zejména při studiu lidského těla.
Přestože je potenciální využitelnost takových kamer v lékařském prostředí vysoká, lze je použít i v jiných zařízeních, včetně extrémně malých robotů, což jim umožňuje výrazně zlepšit citlivost.
V minulosti dokázaly malé fotoaparáty zachytit pouze rozmazané a zkreslené snímky s omezeným zorným polem. Obrázek níže ukazuje výrazné zlepšení oproti starším kamerovým systémům a nové kameře vytvořené během této studie. Fotoaparát dokáže pořizovat plnobarevné snímky podobné těm, které byly pořízeny běžným objektivem fotoaparátu.
Vědci spoléhali na společný návrh hardwaru a výpočetního výkonu fotoaparátu, aby vytvořili tak malou kameru s vysokým rozlišením. Věří, že systém by mohl vést k minimálně invazivnímu endoskopu nebo lékařským robotům schopným zkoumat lidské tělo za účelem diagnostiky a léčby různých nemocí a stavů.
Další zajímavou možností kamerového systému je jeho potenciál pro vytvoření řady tisíců kamerových senzorů pro pokrytí celé scény. K vytvoření nového optického systému vědci použili tzv. metapovrch, který vzniká stejně, jako vzniká počítačový čip. Metapovrch má na svém povrchu 1,6 milionu cylindrických sloupců, každý o velikosti viru lidské imunodeficience.
Jedním z klíčů k výkonu této kamery je její integrovaný design optického povrchu a algoritmy zpracování signálu generující obraz. Integrací designu optického povrchu a algoritmů zpracování signálu kamera dosáhla výrazného zvýšení výkonu za přirozených světelných podmínek. Předchozí metasurface kamery vyžadovaly laserové světlo v laboratoři nebo jiné ideální podmínky pro vytváření vysoce kvalitních snímků.
Tým zjistil, že snímky vytvořené tímto fotoaparátem byly srovnatelné s těmi, které byly získány pomocí tradičního objektivu, se zvětšením více než 500000 XNUMXkrát. Ačkoli přístup k optickému designu používaný týmem není nový, jejich systém je první, který využívá technologii optického povrchu ve vnějším rozhraní a neurální zpracování ve vnitřním. V současné době výzkumníci projektu pracují na přidání dalších výpočetních možností do fotoaparátu.
Mnoho operací prováděných v nemocnicích po celém světě používá laparoskopické techniky, které zahrnují vkládání malých kamer a nástrojů do malých řezů v těle pacienta. Přítomnost mnohem menších nástrojů, které jsou s tím možné nová technologie, by znamenalo ještě menší řezy a rychlejší rekonvalescenci po operaci.
Přečtěte si také: