Ερευνητές δημιούργησαν κάμερα με μέγεθος όσο ένας κόκκος αλατιού (ΕΙΚΟΝΕΣ)

Επιστήμονες από το Πρίνστον και το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον ανέπτυξαν μια κάμερα με μέγεθος όσο ένας ενός χοντρός κόκκος αλατιού, ονομάζοντας την έρευνά τους Neural nano-optics. Βέβαια, το πιο εντυπωσιακό στην όλη υπόθεση δεν είναι το μέγεθος αυτό καθ’ αυτό, αφού και στο παρελθόν έχουν δημιουργηθεί “nano” κάμερες, αλλά αντιθέτως τα αποτελέσματα που μπορούν να παραχθούν από μια κάμερα που έχει τόσο μικροσκοπικό μέγεθος.

Συγκεκριμένα, η εν λόγω ομάδα ερευνητών ανακάλυψε έναν τρόπο για να εξάγει ευκρινείς έγχρωμες εικόνες, συγκρίσιμες με αυτές από τις συμβατικές κάμερες που έχουν 500.000 φορές μεγαλύτερο μέγεθος.

Πως διαφέρει από τις κάμερες που ξέρουμε μέχρι σήμερα:

Η βασική καινοτομία της συγκεκριμένης μικροσκοπικής κάμερας είναι μια τεχνολογία που ονομάζεται "metasurface".

Στις παραδοσιακές κάμερες, μια σειρά κυρτών ή κοίλων φακών εστιάζει τις ακτίνες του φωτός για να παραχθεί μια εικόνα, κάτι που φυσικά χρειάζεται αρκετό χώρο. Αντιθέτως, το metasurface, το οποίο κατασκευάζεται όπως περίπου και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, έχει πλάτος μόλις μισό χιλιοστό και περιλαμβάνει πάνω από 1,6 εκατομμύρια κυλινδρικές θέσεις. Αυτές οι μικροσκοπικές στήλες έχουν περίπου το μέγεθος του ιού της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας.

"Κάθε θέση έχει μοναδική γεωμετρία και λειτουργεί σαν ‘οπτική κεραία’. Η διαφοροποίηση του σχεδιασμού είναι απαραίτητη για τη σωστή καταγραφή ολόκληρης της οπτικής κυματομορφής,” όπως μεταφέρει το Phys.org.

Οι διαφορές με τις άλλες μικροσκοπικές κάμερες που έχουν κατασκευαστεί:

Φυσικά, εκεί που σταματά το καινοτόμο hardware, ξεκινά το εξίσου εντυπωσιακό software. Αναλυτικότερα, μια σειρά από machine learning αλγορίθμους αναλαμβάνει να επεξεργαστεί τα δεδομένα από τις αλληλεπιδράσεις του metasurface με το φως και εξάγει τις εικόνες.

Ακολουθεί μια συγκριτική εικόνα με την προηγούμενη τεχνολογία αιχμής από το 2018.

Μάλιστα, οι προηγούμενες κάμερες αυτού του τύπου απαιτούσαν χρήση λέιζερ και άλλες εργαστηριακές συνθήκες για την παραγωγή μιας εικόνας. Ωστόσο, η οπτική επιφάνεια του Neural nano-optics δουλεύει χέρι-χέρι με τους προηγμένους αλγόριθμους και έτσι αυτή η συσκευή μπορεί να καταγράψει εικόνες απλά με φυσικό φως.

Φυσικά, αυτό καθιστά την μικροσκοπική κάμερα τρομερά πρακτική. Οι ερευνητές οραματίζονται τη χρήση της σε μη επεμβατικές ιατρικές διαδικασίες ή ως αισθητήρα για μικρά ρομπότ.

Δείτε τις φωτογραφίες της μικροσκοπικής κάμερας που έχει μέγεθος όσο ένας κόκκος αλατιού:

Παρακάτω μπορείτε να βρείτε διάφορες φωτογραφίες που τραβήχτηκαν με το Neural nano-optics. Μάλιστα, υπάρχει και σύγκριση με την προηγούμενη τεχνολογία αιχμής από το 2018, καθώς και με μια συμβατική κάμερα φυσιολογικού μεγέθους.

Βέβαια, μην περιμένετε σύντομα ο κόσμος γύρω μας να γεμίσει με μικροσκοπικές κάμερες που μετά βίας φαίνονται. Τα ψιλά γράμματα του Neural nano-optics είναι πως για να λειτουργήσει χρειάζεται ένας πολύ ισχυρός υπολογιστής με τεράστια μνήμη RAM, για να επεξεργαστεί τα δεδομένα από τις 1.6 εκατομμύρια θέσεις του metasurface της κάμερας.