Sehen Sie sich Trippy-Fotos an, die von einer Nano-Kamera aufgenommen wurden

Ein Team von Ingenieuren hat eine Kamera von der Größe eines Salzkorns gebaut, die Bilder in ähnlicher Qualität aufnehmen kann wie eine normale Kamera, die das 500.000-fache ihrer Größe beträgt. Die superkleine Kamera nutzt eine Kombination aus Flachoptik-Technologie und künstlicher Intelligenz, um ihre Bilder zu erzeugen.

Während die Kamera nicht für Point-and-Shoot-Eskapaden geeignet ist, könnte die winzige Technologie in Bereichen wie der medizinischen Bildgebung nützlich sein . Es gibt auch Anwendungen in anderen Bereichen , wie einige der Geldgeber des Projekts belegen : Amazon, Facebook, Google und das US-Verteidigungsministerium.

Die neue Kamera liefert deutlich bessere Bilder als noch vor wenigen Jahren vergleichbare Kameras. T er , dass entwickelte Team in dieser „metasurface Kamera“ hat veröffentlichte ihre Ergebnisse in dieser Woche in Nature Communications. 

Metaoberflächen-Optiken funktionieren etwas anders als zusammengesetzte Optiken (der Typ , der in Ihrem Telefon oder in einem Standardteleskop verwendet wird). Während die zusammengesetzte Optik auf einer Reihe von Linsen beruht, um Licht auf einen Sensor zu werfen, verwendet die Metaoberflächenoptik Nanoantennen (in diesem Fall 1,6 Millionen davon), um Lichtwellenlängen auf einen Sensor zu lenken. Das jüngste Team kombinierte Nanooptik mit Verarbeitungsalgorithmen und schuf so eine sogenannte „neurale Nanooptik“.

„Es war eine Herausforderung , zu entwerfen und diese kleinen Nanostrukturen konfigurieren zu tun , was Sie wollen“ , sagte Studie führen Autor Ethan Tseng, Informatiker an der Universität Princeton, in einer Universität Release . „Für diese spezielle Aufgabe, RGB-Bilder mit großem Sichtfeld aufzunehmen, war es bisher unklar, wie man die Millionen von Nanostrukturen zusammen mit Nachbearbeitungsalgorithmen mitgestaltet.“

Neuronale Nanooptik ermöglicht es der winzigen Kamera, die Lücken des Bildes auszufüllen, das Rauschen zu reduzieren und so ein qualitativ hochwertigeres Foto ihres Motivs zu erzeugen . Die neue Kamera kann Bilder in ähnlicher Qualität aufnehmen wie eine 500.000-mal größere zusammengesetzte optische Kamera.

Betrachtet man sie Seite an Seite mit Bildern, die mit der vorherigen Generation nanooptischer Metasurface-Kameras aufgenommen wurden, wird deutlich, wie viel besser die neuen Fotos sind. Bilder, die mit früheren hochmodernen Metasurface-Kameras aufgenommen wurden, ähnelten nicht genau den aufgenommenen Objekten, da sie verschwommen waren und verzerrte Farben aufwiesen. Die Sättigung und Weichheit der neuen Bilder erwecken das Gefühl eines Traums, aufgenommen mit einer Kamera, die man in einem Teelöffel verlieren könnte .

Felix Heide, Informatiker an der Princeton University und Mitautor der Studie, sagte in der Mitteilung der Universität , dass die Kameras auf Telefonen landen könnten und die Kameras mit Verbundlinsen ersetzen, die wir derzeit in unseren Taschen tragen.

„Wir könnten einzelne Oberflächen in ultrahochauflösende Kameras verwandeln, sodass Sie nicht mehr drei Kameras auf der Rückseite Ihres Telefons benötigen, sondern die gesamte Rückseite Ihres Telefons zu einer riesigen Kamera wird. Wir können uns in Zukunft ganz andere Möglichkeiten vorstellen, Geräte zu bauen“, sagte Heide in der Mitteilung.

Natürlich fallen mir ein paar weniger verträumte Einsatzmöglichkeiten für diese Technologie ein, und ich bin sicher, das Verteidigungsministerium, das die Forschung teilweise finanziert hat, kann dies auch.

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