كاميرا بحجم حبة الرمل. «الكاميرا الأصغر فى العالم»

كاميرا بحجم حبة الرمل. «الكاميرا الأصغر فى العالم»

لنرى العالم فى حبة الملح ،تعد الكاميرا المجهرية الأولى لرؤية المستقبل بصورة واضحة.

كثير من الأنجازات التى حققها العلماء على النطاق الصغير هى مدهشة ومذهلة على الدوام ، وفى حين تركيز البشر على الحصول على كاميرات اكثر دقة وكفاءه توجهت معظم الشركات الى ما هوا ابعد بكثير من ذلك ،حيث إتجهوا الى تصنيع كاميرات فائقة الصغر مع الحفاظ على دقة وجودة الصورة ،فاليوم طور فريق من الباحثين من جامعةبرينسنون Princeton University وجامعة واشنطن University Of Washington كاميرا  صغيرة جدا بحجم حبة الرمل ، لاحظ الباحثون فى ورقتهم التى نشرت ان 'أجهزه التصوير كانت فائقة الصغر بالفعل ولكن لا تتميز بجودة الصورةواضحة.

 

وولكن سرعان ما تغلب الباحثون فى جامعة واشنطن وجامعة برينستون على هذه العقبه وقاموا بتحسين هذه الكاميرات الصغيرة  الكاميرات ، حيث انه طور الباحثون نوعاً فريد من الأسطح تسمى الأسطح الخارقة ،الذى يتكون السطح الخارجى منه على 1.6 مليون منشور حساس للضوء على سطح فيلم يبلغ غرضه 0.5 ملم ، ولألتقاط الصورة تمتص المنشورات الفوتونات الواردة، حيث يعمل كل منها كهواء بصرى ،ومن ثم يقوم السطح الخارق بترجمة هذه الفوتونات الواردة، كل منها يمثل أصغر كمية منفصلة من الأشعاع الكهرومغناطيسى ، تقوم بترجمتها الى إشارات يمكن للكمبيوتر قراءتها.

المميزات التى تتمتع بها هذه الكاميرات الصغيرة 

تتميز الكاميرات الصغيرة الحجم بإمكانيات كبيرةوالتى يمكن إستخدامها لأكتشاف المشكلات فى جسم الإنسان والوصول الى اجزاء صغيرة جدا ، وبالتالى يمكن ان تحدث ثورة فى المجال الطبى وتمكن الأطباء من اكتشاف المشاكل داخل جسم الأنسان وإجراء عمليات المنظار لتشخيص وإستكشاف الأمراض وعلاجها دون تدخلات جراحية كبيرة او عن طريق زيادة الاستشعار وتحسين عمليات التصوير بواسطة الروبوتات فائقة الصغر.على عكس الكاميرات المجهرية فى الماضى التى كانت تخرج صورا غير واضحة.

 

كان الإبتكار الرئيسى من إنشاء الكاميرا هو التصميم المتكامل للسطح البصري وخوارزميات معالجة إشارة بدء الصورة،قالFelix Heide،أستاذ مساعدفى علوم الحاسب ومن مؤلفى الدراسة ،ان هذا عزز أداه الكاميرا فى ظروف الأضاءه الطبيعة،على عكس الكاميرات السطحية الأخرى التى كانت تتطلب ضوء ظروف مثالية او ضوء ليزر اخر عالى الجودة 

وقالEthan Tsengوهوا طالب حاصل على الدكتوراه فى علوم الكمبيوتر بجامعة برينستون "لقد كان تصميم هذه الهياكل النانوية الصغيرة وتكونيها تحدياً للقيام بما تريد ، وبالنسبة لهذه المهمة ذات مجال رؤية كبير  لألتقاط صورة RGB  ، لم يكن من الواضح سابقاً كيفية المشاركة فى تصميم ملايين من الهياكل النانوية جنباالى جنب مع خوارزميات ما بعد المعالجة"

عالج المؤلف المشارك Shane Colburn هذه التحدى من خلال إنشاء محاكى لإتمام إختبار تكوينات الهوائى المختلفة،قال كولبورن إنه نظرًا لعدد الهوائيات وتعقيد تفاعلاتها مع الضوء ، يمكن لهذا النوع من المحاكاة استخدام "كميات هائلة من الذاكرة والوقت". حيث طور نموذجًا لتقريب قدرات التصوير للواجهات الفائقة بكفاءةودقة كافية.

الهوامش

نشر البحث فى مجلة Nature Communication 

قسم علوم الكمبيوتر بجامعة برينستون Princeton University

بحث جامعة واشنطن University Of Washington