Kameroita käytetään laajasti lääketieteessä ja muilla aloilla, mutta tyypillinen nykyaikainen kamera on liian suuri moniin lääketieteellisiin tarkoituksiin. Joukko Princetonin ja Washingtonin yliopistojen tutkijoita on tehnyt yhteistyötä luodakseen äärimmäisen pienen, suolajyvän koon kameran. Näin pienikokoisilla kameroilla on suuri potentiaali erityisesti ihmiskehon tutkimuksessa.
Vaikka tällaisten kameroiden potentiaalinen käyttökelpoisuus lääketieteellisessä ympäristössä on suuri, niitä voidaan käyttää myös muissa laitteissa, mukaan lukien erittäin pienissä roboteissa, jolloin ne voivat parantaa merkittävästi herkkyyttä.
Aiemmin pienet kamerat pystyivät ottamaan vain epäselviä ja vääristyneitä kuvia rajoitetulla näkökentällä. Alla olevassa kuvassa näkyy merkittävä parannus vanhoihin kamerajärjestelmiin ja tämän tutkimuksen aikana luotuun uuteen kameraan. Kamera voi ottaa täysvärikuvia, jotka ovat samanlaisia kuin tavallisella kameran linssillä.
Tutkijat luottivat kameran laitteiston ja laskentatehon yhteiseen suunnitteluun luodakseen niin pienen, korkearesoluutioisen kameran. He uskovat, että järjestelmä voisi johtaa minimaalisesti invasiiviseen endoskooppiin tai lääketieteellisiin robotteihin, jotka pystyvät tutkimaan ihmiskehoa erilaisten sairauksien ja tilojen diagnosoimiseksi ja hoitamiseksi.
Toinen mielenkiintoinen mahdollisuus kamerajärjestelmälle on sen potentiaali käyttää tuhansien kamera-anturien sarjan luomiseen koko kohtauksen kattamiseksi. Uuden optisen järjestelmän luomiseen tutkijat käyttivät ns. metasurfacea, joka luodaan samalla tavalla kuin tietokonesiru. Metapinnan pinnalla on 1,6 miljoonaa lieriömäistä pylvästä, joista jokainen on suunnilleen ihmisen immuunikatoviruksen kokoinen.
Yksi tämän kameran suorituskyvyn avaimista on sen integroitu optinen pintasuunnittelu ja kuvan muodostavat signaalinkäsittelyalgoritmit. Integroimalla optisen pinnan suunnittelun ja signaalinkäsittelyalgoritmit kameran suorituskyky parani huomattavasti luonnollisessa valaistuksessa. Aiemmat metasurface-kamerat vaativat laservaloa laboratoriossa tai muissa ihanteellisissa olosuhteissa korkealaatuisten kuvien tuottamiseksi.
Tiimi havaitsi, että tällä kameralla tuotetut kuvat olivat verrattavissa perinteisellä objektiivilla saatuihin kuviin, joiden suurennos on yli 500000 XNUMX-kertainen. Vaikka ryhmän käyttämä optisen suunnittelun lähestymistapa ei ole uusi, heidän järjestelmänsä on ensimmäinen, joka käyttää optista pintatekniikkaa ulkorajapinnassa ja hermokäsittelyä sisäisessä. Tällä hetkellä projektitutkijat pyrkivät lisäämään kameraan lisää laskentaominaisuuksia.
Monissa sairaaloissa eri puolilla maailmaa suoritetuissa leikkauksissa käytetään laparoskooppisia tekniikoita, joihin kuuluu pienten kameroiden ja instrumenttien asettaminen pieniin viilloihin potilaan kehossa. Paljon pienempiä työkaluja, jotka ovat mahdollisia tällä uusi teknologia, tarkoittaisi vielä pienempiä viiltoja ja nopeampaa toipumista leikkauksen jälkeen.
Lue myös: