Le fotocamere sono ampiamente utilizzate in medicina e in altri campi, ma la tipica fotocamera moderna è troppo grande per molti scopi medici. Un gruppo di ricercatori delle università di Princeton e Washington ha collaborato per creare una fotocamera estremamente piccola delle dimensioni di un granello di sale. Telecamere di dimensioni così ridotte hanno un grande potenziale, in particolare nello studio del corpo umano.
Sebbene la potenziale utilità di tali telecamere nell'ambiente medico sia elevata, possono essere utilizzate anche in altri dispositivi, inclusi robot estremamente piccoli, consentendo loro di migliorare significativamente la sensibilità.
In passato, le minuscole fotocamere potevano catturare solo immagini sfocate e distorte con un campo visivo limitato. L'immagine seguente mostra un miglioramento significativo rispetto ai vecchi sistemi di telecamere e alla nuova telecamera creata durante questo studio. La fotocamera può acquisire immagini a colori simili a quelle acquisite con un normale obiettivo per fotocamera.
I ricercatori hanno fatto affidamento sul design congiunto dell'hardware della fotocamera e della potenza di calcolo per creare una fotocamera così piccola e ad alta risoluzione. Ritengono che il sistema potrebbe portare a un endoscopio minimamente invasivo o a robot medici in grado di esaminare il corpo umano per diagnosticare e curare varie malattie e condizioni.
Un'altra possibilità interessante per il sistema di telecamere è il suo potenziale per essere utilizzato per creare una serie di migliaia di sensori di telecamere per coprire l'intera scena. Per creare un nuovo sistema ottico, i ricercatori hanno utilizzato una cosiddetta metasuperficie, che viene creata nello stesso modo in cui viene creato un chip di computer. La metasuperficie ha 1,6 milioni di colonne cilindriche sulla sua superficie, ciascuna delle dimensioni del virus dell'immunodeficienza umana.
Una delle chiavi delle prestazioni di questa fotocamera è il design integrato della superficie ottica e gli algoritmi di elaborazione del segnale che generano immagini. Integrando il design della superficie ottica e gli algoritmi di elaborazione del segnale, la fotocamera ha ricevuto un aumento significativo delle prestazioni in condizioni di luce naturale. Le precedenti fotocamere a metasuperficie richiedevano luce laser in laboratorio o altre condizioni ideali per produrre immagini di alta qualità.
Il team ha scoperto che le immagini prodotte da questa fotocamera erano paragonabili a quelle ottenute utilizzando un obiettivo tradizionale, con un ingrandimento di oltre 500000 volte. Sebbene l'approccio alla progettazione ottica utilizzato dal team non sia nuovo, il loro sistema è il primo a utilizzare la tecnologia della superficie ottica nell'interfaccia esterna e l'elaborazione neurale in quella interna. In questo momento, i ricercatori del progetto stanno lavorando per aggiungere ulteriori capacità di elaborazione alla fotocamera.
Molti interventi chirurgici eseguiti negli ospedali di tutto il mondo utilizzano tecniche laparoscopiche, che comportano l'inserimento di minuscole telecamere e strumenti in piccole incisioni nel corpo del paziente. La presenza di strumenti molto più piccoli che sono possibili con questo nuova tecnologia, significherebbe incisioni ancora più piccole e un recupero più rapido dopo l'intervento chirurgico.
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