Микрокамерам уже нашли сферу использования — они помогут проводить более подробные исследования в медицине.
Инженеры Принстонского и Вашингтонского университетов завершили работу над сверхкомпактной фотокамерой. Устройство размером с крупинку соли позволяет получать детализированные цветные фотоснимки. Камера создана на основе технологии метаповерхностей. На площади около 1 квадратного миллиметра размещено 1,6 миллиона цилиндрических сенсоров, которые захватывают свет и превращают его в сигнал. По размеру каждая микролинза не больше вируса ВИЧ — около 120 нанометров.
Несмотря на тысячи разработок и технологий, в современной медицине пока еще нет подобных приборов, которые бы позволили подробно исследовать самые труднодоступные места человеческого тела. Существующие камеры либо слишком большие, или выдают нечеткие изображения с искажениями. Качество снимков у сверхкомпактной камеры на уровне фотоаппаратов с полноразмерной матрицей, которые в сотни тысяч раз больше по объему.
Чтобы добиться высокого качества, каждая микролинза изготовлена с уникальной геометрией. Сенсоры работают по принципу оптической антенны. После захвата световой волны в работу вступает искусственный интеллект, который обрабатывает входящий сигнал и на выходе выдает детализированное изображение с широким углом обзора.
Как рассказал Феликс Хайде, один из авторов разработки, в отличие от других камер подобного типа, машинное обучение обеспечивает повышенную производительность при естественном освещении. До этого высококачественные снимки можно было получить только в лабораторных условиях при наличии мощного источника света. При обычных условиях сверхкомпактные линзы искажали изображение и передавали лишь часть цветового спектра.
Разработкой метаповерхностей занимался Джеймс Уайтхед. В основе технологии нитрид кремния. Материал похожий по своим свойствам на стекло. Микрокамеры могут производиться на том же оборудовании, что и кремниевые полупроводники, микросхемы. Нужна лишь минимальная перенастройка. Разработка уже готова идти в массовое производство, при этом микрокамеры получаются дешевле стеклянных линз для фотоаппаратов.
Сейчас исследователи занимаются доработкой прототипа и пытаются повысить вычислительную мощность камеры. Это позволит еще больше увеличить качество изображения и подключить дополнительные функции, например способность автоматически регистрировать злокачественные образования или пораженные зоны.