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Quarta-feira, Agosto 17, 2022

Câmera holográfica espia instantaneamente ao redor de obstáculos

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Uma nova técnica de imagem pode um dia ajudar os médicos a examinar tecidos humanos e atrás de ossos, permitir que mecânicos inspecionem máquinas em movimento, como turbinas de aviões, em busca de pequenos defeitos, ou permitir que veículos automatizados vejam através de neblina densa ou cantos cegos. Um estudo detalhado dentro Comunicações da Natureza mostra como o processo, chamado holografia de comprimento de onda sintético, pode capturar instantâneos detalhados e quase instantâneos de objetos escondidos da vista.

A luz se espalha quando salta em uma esquina ou viaja através de um material nublado, diz Atul Ingle, engenheiro elétrico da Portland State University que não esteve envolvido no estudo. Para ver o que está do outro lado de tais obstáculos, ele diz, “você precisa desfazer a dispersão e resolver o problema. [hidden] estruturas com resolução muito alta.” A técnica supera esses desafios em taxas de quadros rápidas o suficiente para vídeo, acrescenta Ingle.

O processo envolve o disparo de feixes de laser com comprimentos de onda ligeiramente diferentes passando por obstruções – seja de uma parede ou através de algum material translúcido – para atingir um alvo oculto. Os comprimentos de onda que refletem de volta são capturados e sobrepostos para produzir um padrão de interferência que revela as distâncias dos objetos escondidos da visão direta. Esse processo se baseia em uma técnica chamada interferometria, que os cientistas usaram para medir com precisão a tamanho e forma das estrelas e estruturas celulares. Outras formas de imagem “sem linha de visão” lutam com velocidade simultânea, alta resolução e amplo campo de visão. “Nosso método combina todos esses atributos ao mesmo tempo em um método”, diz o físico da Northwestern University Florian Willomitzer, principal autor do novo estudo.

Willomitzer e seus colegas demonstraram que podiam capturar imagens de letras de tamanho milimétrico além dos cantos, bem como através de placas de plástico nebulosas. Enquanto os métodos de imagem anteriores digitalizavam iterativamente milhares de pixels para compor uma cena, esse processo exigia apenas duas exposições (cada uma levando apenas 23 milissegundos para capturar) para digitalizar um campo de visão quase hemisférico.

Combinar esta técnica com imagens de ultra-som pode eventualmente permitir que os médicos vejam ao redor dos ossos ou vejam pequenos vasos sanguíneos sob a pele, sugere Ingle. Ambos os pesquisadores dizem, no entanto, que mais trabalho e testes são necessários para transformar essa visão em realidade. Sondar um pedaço de tecido vivo é mais difícil do que espiar através de plástico fino – mas em 10 ou mais anos, diz Ingle, essa pesquisa pode produzir uma maneira prática e comercialmente disponível de olhar além da linha de visão.



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