Kameraer er meget udbredt inden for medicin og andre områder, men det typiske moderne kamera er for stort til mange medicinske formål. En gruppe forskere fra Princeton og Washington universiteter er gået sammen om at skabe et ekstremt lille kamera på størrelse med et gran salt. Kameraer af så lille en størrelse har et stort potentiale, især i studiet af den menneskelige krop.
Selvom den potentielle anvendelighed af sådanne kameraer i det medicinske miljø er høj, kan de også bruges i andre enheder, herunder ekstremt små robotter, hvilket giver dem mulighed for at forbedre følsomheden betydeligt.
Tidligere kunne bittesmå kameraer kun tage slørede og forvrængede billeder med et begrænset synsfelt. Billedet nedenfor viser en væsentlig forbedring i forhold til de ældre kamerasystemer og det nye kamera, der blev skabt under denne undersøgelse. Kameraet kan tage fuldfarvebilleder svarende til dem, der er taget med et normalt kameraobjektiv.
Forskerne stolede på det fælles design af kameraets hardware og computerkraft til at skabe et så lille kamera med høj opløsning. De mener, at systemet kan føre til et minimalt invasivt endoskop eller medicinske robotter, der er i stand til at undersøge den menneskelige krop for at diagnosticere og behandle forskellige sygdomme og tilstande.
En anden interessant mulighed for kamerasystemet er dets potentiale til at blive brugt til at skabe en række af tusindvis af kamerasensorer til at dække hele scenen. For at skabe et nyt optisk system brugte forskerne en såkaldt metasurface, som skabes på samme måde som en computerchip. Metasoverfladen har 1,6 millioner cylindriske søjler på overfladen, hver på størrelse med den humane immundefektvirus.
En af nøglerne til dette kameras ydeevne er dets integrerede optiske overfladedesign og billedgenererende signalbehandlingsalgoritmer. Ved at integrere designet af den optiske overflade og signalbehandlingsalgoritmer fik kameraet en betydelig stigning i ydeevnen under naturlige lysforhold. Tidligere metasurface-kameraer krævede laserlys i laboratoriet eller andre ideelle forhold for at producere billeder af høj kvalitet.
Holdet fandt ud af, at billederne produceret af dette kamera var sammenlignelige med dem, der blev opnået med et traditionelt objektiv, med en forstørrelse på mere end 500000 gange. Selvom den optiske designtilgang, der bruges af teamet, ikke er ny, er deres system det første, der bruger optisk overfladeteknologi i den ydre grænseflade og neural behandling i den indre. På nuværende tidspunkt arbejder projektforskere på at tilføje yderligere computerfunktioner til kameraet.
Mange operationer udført på hospitaler rundt om i verden bruger laparoskopiske teknikker, som involverer indsættelse af bittesmå kameraer og instrumenter i små snit i patientens krop. Tilstedeværelsen af meget mindre værktøjer, der er mulige med dette ny teknologi, ville betyde endnu mindre snit og hurtigere restitution efter operationen.
Læs også: