دوربینی به اندازه دانه نمک!
روشا فارمسی_d
رستوران پارسیان_D
روشا فارمسی_d
رستوران پارسیان_D
دکتر نداف کرمانی_ fموبایل
دندانپزشکی تاج_f موبایل
روشا فارمسی_d
رستوران پارسیان_D
ادیب_1
اپیلاسیون نانا 1
لاله زار مال_1
ادیب_3
اپیلاسیون نانا 3
لاله زار مال_3
اپیلاسیون نانا 4
لاله زار مال_4
ادیب_4
اپیلاسیون نانا 2
لاله زار مال_2
ادیب_2
دکتر نداف کرمانی_ f
دندانپزشکی تاج_f
۱۱۷۴۰۲۹
۰۹ آذر ۱۴۰۰ - ۱۵:۰۶
۲۷۷۸
پژوهشگران آمریکایی، نوعی دوربین ابداع کرده‌اند که به اندازه یک دانه نمک است.

ایسنا: پژوهشگران آمریکایی، نوعی دوربین ابداع کرده‌اند که به اندازه یک دانه نمک است.

به نقل از فیز، دوربین‌هایی که در اندازه میکرو ساخته شده‌اند، این قابلیت را دارند که مشکلات را در بدن انسان شناسایی کنند و به ربات‌های فوق‌العاده کوچک امکان بدهند تا توانایی حس کردن داشته باشند اما روش‌های پیشین، تصاویر مبهمی با میدان دید محدود ثبت کرده‌اند.

پژوهشگران "دانشگاه پرینستون"(Princeton University) و "دانشگاه واشنگتن"(University of Washington) در پروژه مشترکی، با ابداع یک دوربین فوق‌العاده پیچیده به اندازه یک دانه درشت نمک، بر این چالش غلبه کرده‌اند. آنها در پژوهش خود نشان داده‌اند که این سیستم جدید می‌تواند تصاویری واضح و تمام رنگی را تولید کند.

دوربینی به اندازه دانه نمک!

این سیستم با طراحی پردازش محاسباتی و سخت افزار دوربین می‌تواند آندوسکوپی غیرتهاجمی با ربات‌های پزشکی را برای تشخیص و درمان بیماری‌ها امکان‌پذیر سازد و تصویربرداری را برای سایر ربات‌هایی که محدودیت اندازه و وزن دارند، بهبود ببخشد. مجموعه‌های متشکل از هزاران دوربین مشابه این نمونه می‌توانند برای سنجش تمام صحنه استفاده شوند و سطوح را به دوربین تبدیل کنند.

در حالی که یک دوربین سنتی، مجموعه‌ای از لنزهای خمیده شیشه‌ای یا پلاستیکی را برای خم کردن پرتوهای نور در فوکوس به کار می‌برد، این سیستم نوری جدید به فناوری موسوم به "فراسطح"(Metasurface) متکی است که می‌توان آن را شبیه به یک تراشه رایانه‌ای تولید کرد. عرض فراسطح، تنها نیم میلی‌متر است و ۱/۶ میلیون ساختار استوانه‌ای به شکل میله دارد که هر کدام تقریبا به اندازه ویروس "HIV" هستند.

هر میله، دارای یک هندسه منحصر به فرد است و مانند یک آنتن نوری عمل می‌کند. تغییر طراحی هر میله برای شکل دادن درست کل جبهه موج نوری، ضروری است. با کمک الگوریتم‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی، تعامل میله‌ها با نور ممکن می‌شود تا تصاویری را با بالاترین کیفیت و وسیع‌ترین میدان دید برای یک دوربین تمام‌رنگی فراسطحی تولید کند.

یک نوآوری کلیدی در ایجاد دوربین، طراحی یکپارچه الگوریتم‌های پردازش سیگنال و سطح نور بود که تصویر را تولید می‌کنند. "فلیکس هاید"(Felix Heide)، استادیار علوم رایانه‌ای دانشگاه پرینستون و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این کار، دوربین را در شرایط نور طبیعی تقویت کرد؛ برخلاف دوربین‌های فراسطحی پیشین که به پرتو لیزر آزمایشگاه یا سایر شرایط ایده‌آل برای تولید تصاویر با کیفیت بالا نیاز داشتند.

پژوهشگران، تصاویر تولیدشده با سیستم خود را با نتایج به دست آمده از دوربین‌های فراسطحی پیشین مقایسه کردند. تصاویر ثبت‌شده با نانودوربین‌ها به جز کمی تاری در لبه‌های قاب، قابل مقایسه با تصاویر لنزهای سنتی بودند که حجم آنها بیش از ۵۰۰ هزار برابر است.

سایر لنزهای فوق‌العاده فشرده فراسطحی، مشکلاتی از جمله اعوجاج‌های عمده تصویر، میدان دید کوچک و توانایی محدود در گرفتن طیف کامل نور مرئی را شامل می‌شوند.

"ایتن تسنگ"(Ethan Tseng)، دانشجوی مقطع دکتری علوم رایانه‌ای دانشگاه پرینستون و از سرپرست‌های این پروژه گفت: طراحی و پیکربندی این ریزساختارهای کوچک برای انجام آن چه که می‌خواهید، یک چالش است. این کار برای این وظیفه ویژه یعنی ثبت تصاویر با میدان دید بزرگ، چالش‌برانگیز است زیرا میلیون‌ها ریزساختار کوچک وجود دارد و مشخص نیست که چگونه می‌توان آنها را با روش بهتری طراحی کرد.

"شین کولبرن"(Shane Colburn)، از پژوهشگران این پروژه، با ابداع یک شبیه‌ساز محاسباتی برای آزمایش خودکار پیکربندی‌های گوناگون نانو آنتن، با این چالش مقابله کرد. به گفته کولبرن، این نوع شبیه‌سازی به دلیل تعداد آنتن‌ها و پیچیدگی تعامل آنها با نور می‌تواند از حافظه و زمان قابل توجهی استفاده کند. او مدلی را برای بررسی کارآمد قابلیت‌های تولید تصویر فراسطحی با دقت کافی ایجاد کرد.

"جیمز وایتهد"(James Whitehead)، دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه واشنگتن و از پژوهشگران این پروژه، سطوح فراسطحی را ساخت که مبتنی بر نیترید سیلیسیم بودند. نیترید سیلیسیم، ماده‌ای شیشه مانند است که با روش‌های استاندارد نیمه‌رسانا که برای تولید تراشه‌های رایانه‌ای استفاده می‌شود، سازگاری دارد. این بدان معناست که یک طرح فراسطحی معین را می‌توان به سادگی و با هزینه‌ای کمتر از هزینه تولید لنز دوربین‌های معمولی، به صورت انبوه تولید کرد.

هاید و همکارانش اکنون در تلاش هستند تا قابلیت‌های محاسباتی بیشتری را به دوربین اضافه کنند. آنها مایل هستند تا فراتر از بهینه‌سازی کیفیت تصویر، قابلیت‌ تشخیص دادن اشیا و روش‌های سنجش مربوط به پزشکی و علوم رباتیک را به این فناوری اضافه کنند.

همچنین هاید، استفاده از دوربین‌های فوق فشرده را برای ابداع سطوح به عنوان حسگر در نظر گرفته است. وی افزود: ما می‌توانیم سطوح را به دوربین‌هایی تبدیل کنیم که وضوح فوق‌العاده بالایی دارند. با کمک این فناوری، دیگر به سه دوربین در پشت تلفن همراه خود نیاز نخواهید داشت، بلکه همه قسمت پشت تلفن همراه شما به یک دوربین بزرگ تبدیل می‌شود. ما می‌توانیم به روش‌های کاملا متفاوتی برای ساخت این دستگاه‌ها در آینده فکر کنیم.

این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.

برچسب ها:
نام:
* نظر:
تعداد کاراکترهای مجاز: 450
قوانین ارسال نظر
بانک اطلاعات مشاغل تهران و کرج
گروه تولیدی نیلوفر_1
سفیر بار ساقدوش_1
شرکت هوش و دانش سپهر_1
سفیر بار ساقدوش_3
گروه تولیدی نیلوفر_3
شرکت هوش و دانش سپهر_3
گروه تولیدی نیلوفر_4
سفیر بار ساقدوش_4
شرکت هوش و دانش سپهر_4
سفیر بار ساقدوش_2
گروه تولیدی نیلوفر_2
شرکت هوش و دانش سپهر_2
فنی آتل_فوتر موبایل
تدبیرکالا_فوتر موبایل
رستوران باغ بهشت_فوتر موبایل
قالیشویی ادیب_فوتر موبایل
موسسه خیریه زهرا_فوتر موبایل
آیلین_تزریق چربی موبایل
روانشناسی مرهم_ فوتر موبایل
نیکان فارمدمهر_فوتر موبایل
دکتر آزاد خواه_فوتر موبایل
تنورستان_فوتر موبایل
دکتر لاجوردی_فوتر موبایل
قالیشویی ثمین_فوتر موبایل
پارسیان طب - فوتر موبایل
اورانوس_فوترموبایل2
دکتر صالحی_فوتر موبایل
ترجمه زندگی_فوتر موبایل
آیلین_فوتر موبایل بلفارو
قالیشویی نوین_فوتر موبایل
دکتر عارفی - موبایل فوتر
کلینیک النا_فوتر موبایل
آیلین_فوتر موبایل کاشت ابرو
شفا_فوترموبایل
قالیشویی بانو_فوترموبایل
قالیشویی محتشم کاشان_فوتر موبایل
روشا فارمسی_فوتر موبایل
رستوران پارسیان_فوتر موبایل
روشا فارمسی_فوتر
فنی آتل_فوتر
شفا_فوتر
تدبیرکالا_فوتر
پارسیان طب - فوتر
قالیشویی نوین_فوتر
روانشناسی مرهم_ فوتر
رستوران پارسیان_فوتر
اورانوس_فوتر2
آیلین_تزریق چربی
آیلین_فوتر بلفارو
کلینیک النا_فوتر
رستوران باغ بهشت _فوتر
قالیشویی بانو_فوتر
دکتر صالحی_فوتر
ترجمه زندگی_فوتر
موسسه خیریه زهرا_فوتر
دکتر آزاد خواه_فوتر
نیکان فارمدمهر_فوتر
تنورستان_فوتر
قالیشویی ثمین_فوتر
دکتر لاجوردی_فوتر
قالیشویی ادیب_فوتر
آیلین_فوتر کاشت ابرو
قالیشویی محتشم کاشان_فوتر