Οι κάμερες χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική και σε άλλους τομείς, αλλά η τυπική σύγχρονη κάμερα είναι πολύ μεγάλη για πολλούς ιατρικούς σκοπούς. Μια ομάδα ερευνητών από τα πανεπιστήμια του Πρίνστον και της Ουάσιγκτον συνεργάστηκε για να δημιουργήσει μια εξαιρετικά μικρή κάμερα στο μέγεθος ενός κόκκου αλατιού. Κάμερες τόσο μικρού μεγέθους έχουν μεγάλες δυνατότητες, ιδιαίτερα στη μελέτη του ανθρώπινου σώματος.
Αν και η πιθανή χρησιμότητα τέτοιων καμερών στο ιατρικό περιβάλλον είναι υψηλή, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε άλλες συσκευές, συμπεριλαμβανομένων εξαιρετικά μικρών ρομπότ, επιτρέποντάς τους να βελτιώσουν σημαντικά την ευαισθησία.
Στο παρελθόν, οι μικροσκοπικές κάμερες μπορούσαν να καταγράφουν θολές και παραμορφωμένες εικόνες μόνο με περιορισμένο οπτικό πεδίο. Η παρακάτω εικόνα δείχνει μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με τα παλαιότερα συστήματα κάμερας και τη νέα κάμερα που δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης. Η κάμερα μπορεί να τραβήξει έγχρωμες εικόνες παρόμοιες με αυτές που τραβήχτηκαν με έναν κανονικό φακό κάμερας.
Οι ερευνητές βασίστηκαν στον κοινό σχεδιασμό του υλικού και της υπολογιστικής ισχύος της κάμερας για να δημιουργήσουν μια τόσο μικρή κάμερα υψηλής ανάλυσης. Πιστεύουν ότι το σύστημα θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα ελάχιστα επεμβατικό ενδοσκόπιο ή ιατρικά ρομπότ ικανά να εξετάσουν το ανθρώπινο σώμα για τη διάγνωση και τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών και καταστάσεων.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα δυνατότητα για το σύστημα κάμερας είναι η δυνατότητά του να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας σειράς χιλιάδων αισθητήρων κάμερας για να καλύψει ολόκληρη τη σκηνή. Για να δημιουργήσουν ένα νέο οπτικό σύστημα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη λεγόμενη metasurface, η οποία δημιουργείται με τον ίδιο τρόπο που δημιουργείται ένα τσιπ υπολογιστή. Η μεταεπιφάνεια έχει 1,6 εκατομμύρια κυλινδρικές στήλες στην επιφάνειά της, η καθεμία περίπου στο μέγεθος του ιού της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας.
Ένα από τα κλειδιά για την απόδοση αυτής της κάμερας είναι ο ενσωματωμένος σχεδιασμός οπτικής επιφάνειας και οι αλγόριθμοι επεξεργασίας σήματος που παράγουν εικόνα. Με την ενσωμάτωση της σχεδίασης της οπτικής επιφάνειας και των αλγορίθμων επεξεργασίας σήματος, η κάμερα έλαβε σημαντική αύξηση στην απόδοση υπό συνθήκες φυσικού φωτισμού. Προηγούμενες κάμερες μετα-επιφανείας απαιτούσαν φως λέιζερ στο εργαστήριο ή άλλες ιδανικές συνθήκες για την παραγωγή εικόνων υψηλής ποιότητας.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι εικόνες που παρήγαγε αυτή η κάμερα ήταν συγκρίσιμες με αυτές που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας έναν παραδοσιακό φακό, με μεγέθυνση πάνω από 500000 φορές. Αν και η προσέγγιση οπτικού σχεδιασμού που χρησιμοποιείται από την ομάδα δεν είναι νέα, το σύστημά τους είναι το πρώτο που χρησιμοποιεί τεχνολογία οπτικής επιφάνειας στην εξωτερική διεπαφή και νευρωνική επεξεργασία στην εσωτερική. Αυτή τη στιγμή, οι ερευνητές του έργου εργάζονται για την προσθήκη επιπλέον υπολογιστικών δυνατοτήτων στην κάμερα.
Πολλές επεμβάσεις που γίνονται σε νοσοκομεία σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν λαπαροσκοπικές τεχνικές, οι οποίες περιλαμβάνουν την εισαγωγή μικροσκοπικών καμερών και οργάνων σε μικρές τομές στο σώμα του ασθενούς. Η παρουσία πολύ μικρότερων εργαλείων που είναι δυνατά με αυτό νέα τεχνολογία, θα σήμαινε ακόμη μικρότερες τομές και ταχύτερη ανάρρωση μετά την επέμβαση.
Διαβάστε επίσης: