Fotoaparáty sú široko používané v medicíne a iných oblastiach, ale typický moderný fotoaparát je príliš veľký na mnohé medicínske účely. Skupina výskumníkov z univerzít v Princetone a Washingtone sa spojila, aby vytvorili extrémne malú kameru s veľkosťou zrnka soli. Fotoaparáty tak malých rozmerov majú veľký potenciál najmä pri štúdiu ľudského tela.
Aj keď je potenciálna využiteľnosť takýchto kamier v lekárskom prostredí vysoká, možno ich použiť aj v iných zariadeniach, vrátane extrémne malých robotov, čo im umožňuje výrazne zlepšiť citlivosť.
V minulosti dokázali malé fotoaparáty zachytiť len rozmazané a skreslené obrázky s obmedzeným zorným poľom. Obrázok nižšie ukazuje výrazné zlepšenie oproti starším kamerovým systémom a novej kamere vytvorenej počas tejto štúdie. Fotoaparát dokáže zachytiť plnofarebné obrázky podobné tým, ktoré sú zachytené bežným objektívom fotoaparátu.
Vedci sa pri vytvorení tak malého fotoaparátu s vysokým rozlíšením spoliehali na spoločný dizajn hardvéru a výpočtového výkonu fotoaparátu. Veria, že tento systém by mohol viesť k minimálne invazívnemu endoskopu alebo lekárskym robotom schopným skúmať ľudské telo na diagnostiku a liečbu rôznych chorôb a stavov.
Ďalšou zaujímavou možnosťou kamerového systému je jeho potenciál na vytvorenie radu tisícok kamerových senzorov na pokrytie celej scény. Na vytvorenie nového optického systému vedci použili takzvaný metapovrch, ktorý vzniká rovnako, ako vzniká počítačový čip. Metapovrch má na svojom povrchu 1,6 milióna cylindrických stĺpcov, každý o veľkosti vírusu ľudskej imunodeficiencie.
Jedným z kľúčov k výkonu tejto kamery je jej integrovaný dizajn optického povrchu a algoritmy spracovania signálu na generovanie obrazu. Integráciou dizajnu optického povrchu a algoritmov spracovania signálu kamera výrazne zvýšila výkon za prirodzených svetelných podmienok. Predchádzajúce metasurface kamery vyžadovali laserové svetlo v laboratóriu alebo iné ideálne podmienky na vytváranie vysokokvalitných obrázkov.
Tím zistil, že obrázky vytvorené týmto fotoaparátom boli porovnateľné s obrázkami získanými pomocou tradičného objektívu so zväčšením viac ako 500000 XNUMX-krát. Hoci prístup k optickému dizajnu, ktorý tím používa, nie je nový, ich systém je prvý, ktorý využíva technológiu optického povrchu vo vonkajšom rozhraní a neurónové spracovanie vo vnútornom. V súčasnosti výskumníci projektu pracujú na pridaní ďalších výpočtových možností do fotoaparátu.
Mnoho operácií vykonávaných v nemocniciach po celom svete používa laparoskopické techniky, ktoré zahŕňajú vkladanie malých kamier a nástrojov do malých rezov v tele pacienta. Prítomnosť oveľa menších nástrojov, ktoré sú s tým možné Nová technológia, by znamenalo ešte menšie rezy a rýchlejšie zotavenie po operácii.
Prečítajte si tiež: