카메라는 의학 및 기타 분야에서 널리 사용되지만 일반적인 현대 카메라는 많은 의료용으로 사용하기에는 너무 큽니다. 프린스턴 대학과 워싱턴 대학의 연구원 그룹이 협력하여 소금 알갱이 크기의 극도로 작은 카메라를 만들었습니다. 이처럼 작은 크기의 카메라는 특히 인체 연구에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
의료 환경에서 이러한 카메라의 잠재적 유용성은 높지만 초소형 로봇을 비롯한 다른 장치에도 사용할 수 있어 감도를 크게 향상시킬 수 있습니다.
과거에 소형 카메라는 제한된 시야로 흐릿하고 왜곡된 이미지만 캡처할 수 있었습니다. 아래 이미지는 이 연구에서 생성된 이전 카메라 시스템과 새 카메라에 비해 상당한 개선 사항을 보여줍니다. 카메라는 일반 카메라 렌즈로 촬영한 것과 유사한 풀 컬러 이미지를 촬영할 수 있습니다.
연구원들은 이러한 소형 고해상도 카메라를 만들기 위해 카메라 하드웨어의 공동 설계와 컴퓨팅 성능에 의존했습니다. 그들은 이 시스템이 다양한 질병과 상태를 진단하고 치료하기 위해 인체를 검사할 수 있는 최소 침습 내시경 또는 의료 로봇으로 이어질 수 있다고 믿습니다.
카메라 시스템의 또 다른 흥미로운 가능성은 전체 장면을 커버하는 수천 개의 카메라 센서 어레이를 만드는 데 사용될 수 있다는 것입니다. 새로운 광학 시스템을 만들기 위해 연구원들은 컴퓨터 칩이 만들어지는 것과 같은 방식으로 만들어지는 이른바 메타표면을 사용했습니다. 메타표면은 표면에 1,6만 개의 원통형 기둥이 있으며, 각각은 인간 면역결핍 바이러스 크기입니다.
이 카메라 성능의 핵심 중 하나는 통합된 광학 표면 설계와 이미지 생성 신호 처리 알고리즘입니다. 광학 표면 설계와 신호 처리 알고리즘을 통합함으로써 카메라는 자연광 조건에서 성능이 크게 향상되었습니다. 이전의 메타표면 카메라는 고품질 이미지를 생성하기 위해 실험실 또는 기타 이상적인 조건에서 레이저 광을 필요로 했습니다.
팀은 이 카메라로 생성된 이미지가 500000배 이상의 배율로 기존 렌즈를 사용하여 얻은 이미지와 유사하다는 것을 발견했습니다. 팀이 사용하는 광학 설계 접근 방식은 새로운 것은 아니지만 외부 인터페이스에는 광학 표면 기술을 사용하고 내부 인터페이스에는 신경 처리를 사용하는 시스템은 처음입니다. 현재 프로젝트 연구원들은 카메라에 컴퓨팅 기능을 추가하기 위해 노력하고 있습니다.
전 세계의 병원에서 수행되는 많은 수술은 환자의 신체의 작은 절개부에 작은 카메라와 기구를 삽입하는 복강경 기술을 사용합니다. 이것으로 가능한 훨씬 더 작은 도구의 존재 새로운 기술, 더 작은 절개와 수술 후 빠른 회복을 의미합니다.
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