Cientistas inventam câmera revolucionária que pode fotografar através de qualquer coisa

Pesquisadores do departamento de engenharia da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, inventaram uma nova câmera de alta resolução que pode ver e fotografar pessoas ou objetos além dos cantos e esquinas ou abaixo da pele, sob névoa ou até elementos dentro do corpo humano.

O processo é chamado de holografia de comprimento de onda sintética, e é um novo método que funciona espalhando luz indiretamente em objetos ocultos, que então se espalham novamente e viajam de volta para a câmera. Um algoritmo então reconstrói aquele sinal de luz espalhado de uma forma que revela objetos ocultos. A equipe diz que, devido à sua alta resolução temporal, o método também pode ver objetos que se movem rapidamente, como carros acelerando nas curvas ou o coração humano batendo no peito.

A abordagem SWH combina quatro atributos principais destacados nos seguintes cenários de aplicação de NLoS em potencial: em cada exemplo, uma superfície ou meio de espalhamento é usado para iluminar indiretamente e interceptar a luz espalhada pelos objetos ocultos. a) Uma pequena área de sondagem permite inspecionar defeitos em espaços estreitamente confinados, por exemplo, em motores de aeronaves em funcionamento. b) Um amplo FoV angular permite medir / detectar objetos ocultos sem conhecimento prévio de sua posição como, por exemplo, importante ao navegar em ambientes visuais degradados. c) A alta resolução espacial permite a medição de pequenas estruturas, como imagens não invasivas de vasos cerebrais através do crânio. d) A alta resolução temporal permite a imagem de objetos em movimento, por exemplo, discernir arritmia cardíaca através do tórax.

A ideia de fotografar ou visualizar um assunto em uma esquina versus ver um órgão dentro de um corpo humano pode soar como desafios completamente diferentes que exigiriam soluções diferentes, mas a equipe diz que eles estão intimamente relacionados, uma vez que ambos lidam com meios de dispersão nos quais a luz atinge um objeto e se espalha de uma maneira que uma imagem direta do objeto não pode mais ser vista.

A holografia de comprimento de onda sintética faz parte de um novo campo de pesquisa denominado imagem não-linha de visão (NLoS). O método desenvolvido pelos pesquisadores da Northwestern pode fotografar rapidamente imagens de campo completo de grandes áreas com o que eles descrevem como precisão submilimétrica.

“Com este nível de resolução, a câmera computacional poderia potencialmente obter imagens através da pele para ver até os menores capilares em ação”, escreve Amanda Morris da Northwestern .

Embora a equipe diga que existem casos de uso óbvios para a tecnologia em imagens médicas, eles também argumentam que ela poderia ser usada como uma ferramenta de alerta precoce em sistemas de navegação automotiva ou inspeção industrial em pequenos espaços. A equipe afirma que as aplicações possíveis são “infinitas”.

“Nossa tecnologia dará início a uma nova onda de recursos de imagem”, diz Florian Willomitzer, da McCormick School of Engineering e o primeiro autor do estudo.

“Nossos protótipos de sensores atuais usam luz visível ou infravermelha, mas o princípio é universal e pode ser estendido a outros comprimentos de onda. Por exemplo, o mesmo método pode ser aplicado a ondas de rádio para exploração espacial ou imagem acústica subaquática. Pode ser aplicado em muitas áreas, e nós apenas arranhamos a superfície. ”

Uma análise detalhada de como a equipe projetou e construiu a câmera pode ser encontrada no site da Northwestern University, bem como no artigo de pesquisa completo publicado na Nature. Fonte: Petapixel.