FoodPro Preloader

Slik ser du rundt hjørner


Fra Nature magazine Evnen til å se gjenstander som er skjult bak vegger, kan være uvurderlig på farlige eller utilgjengelige steder, som for eksempel innsiden av maskiner med bevegelige deler eller i svært forurensede områder. Nå har forskere ved Massachusetts Institute of Technology i Cambridge funnet en måte å gjøre nettopp det. De bren

Fra Nature magazine

Evnen til å se gjenstander som er skjult bak vegger, kan være uvurderlig på farlige eller utilgjengelige steder, som for eksempel innsiden av maskiner med bevegelige deler eller i svært forurensede områder. Nå har forskere ved Massachusetts Institute of Technology i Cambridge funnet en måte å gjøre nettopp det.

De brenner en puls av laserlys på en vegg på den andre siden av den skjulte scenen, og registrerer tiden hvor det spredte lyset kommer til et kamera. Fotoner spretter av veggen på den skjulte gjenstanden og tilbake til veggen, spredt hver gang, før en liten brøkdel når til slutt kameraet, hver på en litt annen tid. Det er denne tidenes oppløsning som gir nøkkelen til å avsløre den skjulte geometrien. Plasseringen av 50-femtosekunden (det er 50 quadrillionths of a second) laserpuls er også endret 60 ganger, for å få flere perspektiver på den skjulte scenen.

"Vi er alle kjent med lydekkoer, men vi kan også utnytte lysets ekkoer, " sier Ramesh Raskar, leder for Camera Culture Research Group på MIT Media Lab som gjennomførte studien.

Et normalt kamera kan bare se objekter som ligger rett foran den. Lys som når sensoren fra hinsides den direkte synslinjen er for diffus til å formidle nyttig informasjon om den skjulte scenen, etter å ha blitt spredt av flere refleksjoner. Den nye oppsettet, som beskrives i dag i Nature Communications 1, overvinter dette problemet ved å fange ultra-rask informasjon om flyets tid - det vil si hvor lenge hver foton har tatt for å nå kameraet. Denne informasjonen dekodes deretter av en rekonstruksjonsalgoritme som er godkjent av lagmedlem Andreas Velten.

Utnytte scatter
De fleste ultra-raske bildebehandlingsteknologier tar sikte på å redusere effektene av spredt lys, fokuserer i stedet på bare de første fotene for å nå sensoren. Forskjellen her, sier Raskar, "er at vi faktisk utnytter det spredte lyset".

Kameraet tjener virkelig sin ultra-raske etikett. Det kan ta opp bilder hver 2 pikosekunder, den tiden det tar lys for å reise bare 0, 6 mm. Så det kan registrere avstanden som hver foton reiste med presisjon på under millimeter.

En av de store tekniske utfordringene var å plage opp informasjonen fra fotoner som har reist samme avstand, og nådde kameraet i samme posisjon etter å ha slått på forskjellige deler av den skjulte scenen.

Datamaskinen overvinner denne komplikasjonen ved å sammenligne bilder generert fra forskjellige laserposisjoner, slik at sannsynlige posisjoner for objektet kan estimeres. Mens fotoner som har truffet forskjellige deler av den skjulte scenen fra en laserposisjon, kan være de samme, vil de ha en annen total avstand for et annet laserpunkt. "Den generelle matematiske teknikken, " forklarer Raskar, "ligner beregningstomografi som brukes i røntgenkattscanninger."

For tiden tar hele prosessen flere minutter, men forskerne håper at det i fremtiden vil bli redusert til mindre enn 10 sekunder.

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra bladet Nature . Artikkelen ble først publisert 20. mars 2012.

The Carbon Trap: Kan Kina overleve uten kull?Kan Offshore Drilling virkelig gjøre USA olje uavhengig?Vil billig naturgass gjenopplive hydrogenbilen?Dagens klimaendring virker mye raskere enn endringer i de siste 65 millioner åreneGlad 170 til!Amerikas beste klimaforsvar ligger i offentlige landEn matematisk guide til verdens mest levende byerDyr over hele verden Stick nær hjemmet når mennesker beveger seg inn