FOTO Freepik
Ochiul uman poate detecta doar lungimi de undă din gama luminii vizibile, dar un nou sistem de imagistică ne va permite să „vedem” radiațiile infraroșii folosind smartphone-uri.
Urmărește mai jos producțiile video ale PetsCats.ro:
- articolul continuă mai jos -
Cercetătorii au creat un sistem inspirat de șerpi care transformă căldura în imagine 4K vizibilă pe telefonul mobil
Oamenii de știință din China au creat un sistem de imagistică artificială, primul de acest fel, inspirat de șerpii care sunt capabili să „vadă” căldura provenită de la prada lor în întuneric total. Senzorul captează imagini în infraroșu (IR) de rezoluție ultra-înaltă, în rezoluție 4K (3.840 × 2.160 pixeli), calitate similară cu imaginea redată de camera iPhone-ului 17 Pro, scrie Live Science.
Orice obiect cu o temperatură peste zero absolut (-460 grade Fahrenheit sau -273 grade Celsius) emite o anumită radiație electromagnetică. Pentru căldura normală a corpului, aceasta are o lungime de undă în domeniul IR. Ochiul uman poate detecta doar lungimi de undă mai scurte.
Șerpii pot vedea și lumina vizibilă, dar unele specii, cum ar fi viperele (Crotalinae), au și un organ special de detectare a căldurii chiar lângă nări, care le permite să vizualizeze radiațiile IR cu lungime de undă mai mare. Se numește organ „fosă”, deoarece este alcătuit dintr-o cameră goală la interior, traversată de o membrană subțire. Când undele IR încălzesc anumite zone ale membranei, o „imagine” termică este trimisă către creier prin intermediul nervilor atașați.
Ochiul uman are limite, dar tehnologia nu
Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Beijing au folosit acest concept pentru a-și crea propriul sistem de detectare a radiațiilor IR. Au așezat straturi de materiale diferite pe un disc de 8 inci, prin care trece radiația până când se manifestă ca o imagine de înaltă calitate vizibilă ochiului uman. Sistemul a fost prezentat într-un studiu publicat la data de 20 august, în revista Nature, Light: Science & Applications.
Primul strat al sistemului de imagistică este unul de detectare IR, format din așa-numitele „puncte cuantice coloidale” – nanoparticule minuscule realizate din atomi de mercur și telur ce eliberează sarcini electrice atunci când absorb radiațiile IR. Sarcinile se deplasează apoi prin mai multe straturi de reducere a zgomotului către un strat de diodă organică emițătoare de lumină (LED) cunoscut sub numele de „convertor ascendent”.
Aici, electronii întâlnesc „găuri” (absențe de electroni) și eliberează energie, pe care moleculele fosforescente o transformă în lumină verde, vizibilă. În cele din urmă, lumina vizibilă întâlnește stratul de „semiconductor de oxid metalic complementar” (CMOS) și este convertită într-o imagine.
Viziunea IR în viitoarele smartphone-uri și camere
Acesta este primul sistem ce poate transforma radiațiile IR de undă scurtă și medie (lungimi de undă de la 1,1 la 5 micrometri) într-o imagine de rezoluție ultra-înaltă la temperatura camerei. Deoarece senzorul CMOS se află direct deasupra convertorului ascendent, semnalele IR mai slabe sunt captate înainte ca zgomotul să le poată acoperi. În alte sisteme, în care CMOS și convertorul ascendent sunt separate, este necesară o răcire criogenică costisitoare pentru a preveni acumularea de zgomot pe măsură ce semnalele se deplasează între ele.
Capacitatea de a vedea radiațiile IR extinde eficient gama de lungimi de undă vizibile pentru oameni de peste 14 ori. O cameră echipată cu tehnologia senzorului va putea detecta obiecte calde în condiții de lumină slabă, cum ar fi ceață, fum sau noaptea.
„Vederea artificială extinsă în raza infraroșie ar putea funcționa pe orice vreme, fie zi, fie noapte, indiferent de condițiile meteorologice extreme, și ar putea fi utilă în domenii noi, cum ar fi inspecția industrială, siguranța alimentară, detectarea gazelor, știința agricolă și conducerea autonomă”, au scris cercetătorii în studiu.
Potrivit oamenilor de știință, zeci de milioane de pixeli folosind sistemul lor „ar putea fi realizați la un cost extrem de scăzut”, făcând ca tehnologia să fie mai fezabilă pentru camerele foto și smartphone-uri în viitor.
