Ist es ein Vogel, ist es ein Flugzeug? Es ist ein Superman -ähnliche Technologie.
Obwohl es sich wie etwas anhört, das direkt aus einem Comic stammt, ist es dank eines neuen Geräts, das von Forschern der Stanford University entwickelt wurde, für den Menschen jetzt möglich, mit etwas, das dem Röntgenblick ähnelt, durch Wolken und Nebel zu spähen.
Die Forscher nahmen ein ähnliches System wie das, mit dem autonome Fahrzeuge "sehen" können, und erweiterten es mit einem unglaublich effizienten Algorithmus, mit dem dreidimensionale versteckte Objekte basierend auf den Bewegungen der Lichtteilchen rekonstruiert werden können.
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Röntgenblick oder Schaumblick?
Die Forscher vor kurzem veröffentlicht ein Papier in Naturkommunikation, in dem sie die Tatsache demonstrierten, dass ihr System in der Lage war, Formen zu rekonstruieren, die durch 1 Zoll dicken Schaum verdeckt sind - etwas, das einem Blick durch eine Wand mit bloßem Auge ähnelt und Superman würdig wäre.
"Viele Bildgebungstechniken lassen Bilder ein bisschen besser aussehen, ein bisschen weniger verrauscht, aber hier machen wir das Unsichtbare wirklich sichtbar." Gordon Wetzstein, Assistenzprofessor für Elektrotechnik an der Stanford University und leitender Autor des Papiers, erklärt in a Pressemitteilung .
"Dies überschreitet wirklich die Grenze dessen, was mit jeder Art von Erfassungssystem möglich sein könnte. Es ist wie übermenschliches Sehen", fuhr er fort.
Obwohl die Technik im Wesentlichen ermöglicht, dass Objekte hinter sichtbaren Barrieren gesehen werden, eignet sie sich am besten für Situationen in großem Maßstab, z. B. zum Navigieren selbstfahrender Autos bei starkem Regen oder Nebel und Satellitenbilder der Erde oder anderer Planeten unter trüben Bedingungen.
Die Forscher sagen jedoch, dass die Technologie andere Systeme zur Verwendung im mikroskopischen Maßstab ergänzen und daher auch für medizinische Anwendungen verwendet werden kann.
Erkennen winziger Lichtpartikel
Das System koppelt einen Laser mit einem hochempfindlichen Photonendetektor, der jedes Bit von aufzeichnet. Laserlicht das trifft es. Hindernisse wie Nebel, Schaum oder Wolken lassen das gelegentliche Photon durch. Das System kann also diese winzigen Partikel aufnehmen, die durch diese Barrieren gelangen, auf das dahinterliegende Objekt treffen und zurück zumDetektor.
Ein Algorithmus analysiert dann, wo und wann die Photonen auf den Detektor treffen, um die versteckten Objekte in 3D zu rekonstruieren.
"Sie konnten mit Ihren eigenen Augen nicht durch den Schaum sehen, und selbst wenn Sie nur die Photonenmessungen vom Detektor betrachten, sehen Sie wirklich nichts", sagte David Lindell, Doktorand der Elektrotechnik und Hauptautor der Arbeit . "Mit nur einer Handvoll Photonen kann der Rekonstruktionsalgorithmus diese Objekte belichten - und Sie können nicht nur sehen, wie sie aussehen, sondern auch, wo sie sich im 3D-Raum befinden."
Zum besseren Verständnis des Universums
Eines Tages könnte ein Nachkomme dieser Technologie verwendet werden, um durch andere Planeten zu navigieren, um durch trübe Bedingungen, eisige Wolken und andere visuelle Barrieren zu sehen, die sonst unser Verständnis dessen, was da draußen ist, behindern würden.
Heute glauben die Forscher, dass ihr System machen könnte autonome Fahrzeuge und andere Maschinen sind noch sicherer und zielen darauf ab, mehr Experimente und Simulationen durchzuführen, um die besten Anwendungsfälle für ihre Technologie zu finden.
Lindell und Wetzstein betonen, dass diese Arbeit eine zutiefst interdisziplinäre Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Technik darstellt: "Diese Sensorsysteme sind Geräte mit Lasern, Detektoren und erweiterte Algorithmen was sie in einen interdisziplinären Forschungsbereich zwischen Hardware und Physik und angewandter Mathematik versetzt ", erklärte Wetzstein." All dies sind kritische Kernfelder in dieser Arbeit, und das ist das Spannendste für mich. "