Kameror används ofta inom medicin och andra områden, men den typiska moderna kameran är för stor för många medicinska ändamål. En grupp forskare från universiteten i Princeton och Washington har slagit sig samman för att skapa en extremt liten kamera lika stor som en saltkorn. Kameror av så liten storlek har stor potential, särskilt i studien av människokroppen.
Även om den potentiella användbarheten av sådana kameror i den medicinska miljön är hög, kan de också användas i andra enheter, inklusive extremt små robotar, vilket gör att de kan förbättra känsligheten avsevärt.
Tidigare kunde små kameror bara ta suddiga och förvrängda bilder med ett begränsat synfält. Bilden nedan visar en betydande förbättring jämfört med de äldre kamerasystemen och den nya kameran som skapades under denna studie. Kameran kan ta fullfärgsbilder liknande de som tagits med ett vanligt kameraobjektiv.
Forskarna förlitade sig på den gemensamma designen av kamerans hårdvara och datorkraft för att skapa en så liten, högupplöst kamera. De tror att systemet kan leda till ett minimalt invasivt endoskop eller medicinska robotar som kan undersöka människokroppen för att diagnostisera och behandla olika sjukdomar och tillstånd.
En annan intressant möjlighet för kamerasystemet är dess potential att användas för att skapa en rad tusentals kamerasensorer för att täcka hela scenen. För att skapa ett nytt optiskt system använde forskarna en så kallad metayta, som skapas på samma sätt som ett datorchip skapas. Metaytan har 1,6 miljoner cylindriska kolonner på sin yta, var och en ungefär lika stor som det mänskliga immunbristviruset.
En av nycklarna till den här kamerans prestanda är dess integrerade optiska ytdesign och bildgenererande signalbehandlingsalgoritmer. Genom att integrera utformningen av den optiska ytan och signalbehandlingsalgoritmer fick kameran en betydande ökning av prestanda under naturliga ljusförhållanden. Tidigare metasytekameror krävde laserljus i laboratoriet eller andra idealiska förhållanden för att producera högkvalitativa bilder.
Teamet fann att bilderna som producerades av den här kameran var jämförbara med dem som erhölls med en traditionell lins, med en förstoring på mer än 500000 XNUMX gånger. Även om den optiska designmetoden som används av teamet inte är ny, är deras system det första som använder optisk ytteknologi i det yttre gränssnittet och neural bearbetning i det inre. För närvarande arbetar projektforskare med att lägga till ytterligare beräkningsmöjligheter till kameran.
Många operationer som utförs på sjukhus runt om i världen använder laparoskopiska tekniker, som innebär att små kameror och instrument sätts in i små snitt i patientens kropp. Förekomsten av mycket mindre verktyg som är möjliga med detta ny teknologi, skulle innebära ännu mindre snitt och snabbare återhämtning efter operation.
Läs också: