Gombostűfejnyi, hihetetlen képminőségű kamerát gyártottak a Washingtoni Egyetem és a Princeton kutatói

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Új típusú, metafelületnek (metasurface) nevezett kamerát alkottak a Princeton Egyetem és a Washingtoni Egyetem kutatói. A metafelület minimálisra – nagyjából gombostűfejnyire – zsugorította az optika méretét, a rögzített kép minőségét pedig képfeldolgozásra alkalmas, gépi tanulási algoritmusokkal turbózták föl.

„Bár az optikatervezésnél alkalmazott megközelítés nem számít újdonságnak, ez az első [képalkotó] rendszer, ami a felületoptikai technológiát használja frontendként, és neurális képfeldolgozással támogatja meg azt.”

– mondta a fejlesztésről Joseph Mait, a Mait-Optik alapítója, az amerikai hadsereg kutatóintézetének (U.S. Army Research Laboratory) egykori vezető tudósa.

Az új kamera – állítják a kutatók – természetes fényben is páratlan minőségű felvételeket készíthet, pedig az eddigi minikamerák csak  laborkörülmények mellett tudtak értékelhető felvételt készíteni. A kamera képességeit bemutató tanulmány a Nature-ben jelent meg.

A finomszálas optikai eszköz által készített felvételt neurális tanulásra képes algoritmusokkal javítják fel.Forrás: Nature

A kamera lencséjében 1,6 millió parányi – a HIV vírusánál kisebb – hengeres oszlop található, amik a fénnyel kölcsönhatásba lépve hozhatják létre a képet. A metafelület szilícium-nitridből készült, amit a számítógépek mikrochipjeinek gyártásához is használnak. Ez azt is jelenti, hogy az új kamerák gyártása gyorsabb és olcsóbb lehet, mint a ma használt fényképezőgépek nagy méretű optikáié.

A kutatók persze nem a hagyományos fényképezőgépek leváltására szánják az új optikai eszközt. Főleg olyan területeken használnák, ahol a miniatürizálás elsősorban nem kényelmi, hanem gyakorlati szempontból fontos – például endoszkópos felvételek készítésénél, ahol a páciensek testén belül készíthetnek fotókat, a legkevésbé invazív módon. A kutatók szerint ugyanakkor annak sincs akadálya, hogy a metafelületet civil eszközökben is felhasználják – például egy telefon teljes hátlapját beboríthatják vele.

„Akár önálló felületeket is ultramagas felbontású kamerákká változtathatunk. Így többé nem lenne rá szükség, hogy külön kamerát építsenek a telefonok hátlapjára, mivel az egész hátlap önálló kameraként működhetne. Vadonatúj módszereket dolgozhatnánk ki a jövőben megjelenő eszközök fejlesztéséhez.”

– idézi Felix Heidét, a tanulmány vezető szerzőjét a Princeton hivatalos sajtóközleménye.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: