Teknologi Kamera Holografik ini Diciptakan untuk Dapat Melihat Semua Jenis Benda

Berita Baru, Amerika Serikat – Kamera holografik yang kuat telah dikembangkan oleh para ilmuwan, dan kamera ini mampu melihat hampir semua hal, termasuk sudut, kabut, dan bahkan daging manusia.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Perangkat, yang dibuat oleh para peneliti dari Northwestern University di Evanston, Illinois, menggunakan teknik yang disebut “holografi panjang gelombang sintetis.”

Ia bekerja dengan secara tidak langsung menyebarkan cahaya ke objek tersembunyi, yang kemudian menyebar lagi dan berjalan kembali ke kamera, di mana teknologi AI digunakan untuk merekonstruksi objek aslinya.

Tim mengatakan itu adalah satu dekade lagi untuk tersedia secara komersial, tetapi ketika itu teknologinya dapat digunakan di mobil, CCTV dan bahkan sebagai pemindai medis.

Salah satu contohnya adalah mengganti penggunaan endoskopi dalam kolonoskopi, alih-alih mengumpulkan gelombang cahaya untuk melihat di sekitar lipatan di dalam usus manusia.

Ini adalah bidang penelitian yang relatif baru, yang dikenal sebagai pencitraan non-line-of-sight (NLoS), dan teknik ini dapat dengan cepat menangkap gambar bidang penuh dari area yang luas.

Ia melakukannya dengan presisi submilimeter, tingkat resolusi yang dapat digunakan kamera yang digerakkan oleh AI untuk melihat menembus kulit, dan bahkan melihat kapiler terkecil bekerja.

Saat cahaya dihamburkan ke objek tersembunyi dan dihamburkan kembali ke kamera, sebuah algoritme merekonstruksi sinyal cahaya yang tersebar.

Karena resolusinya yang tinggi, metode ini juga berpotensi untuk memotret objek yang bergerak cepat, seperti detak jantung di dada atau mobil yang melaju kencang di tikungan jalan.

Sementara metode ini memiliki potensi yang jelas untuk pencitraan medis non-invasif, ada berbagai macam aplikasi.

Ini termasuk pembuatan sistem navigasi peringatan dini untuk mobil dan inspeksi industri di ruang tertutup rapat.

Namun, para peneliti percaya aplikasi potensial tidak terbatas.

“Teknologi kami akan mengantarkan gelombang baru kemampuan pencitraan,” kata Florian Willomitzer, penulis pertama studi tersebut.

“Prototipe sensor kami saat ini menggunakan cahaya tampak atau inframerah, tetapi prinsipnya bersifat universal dan dapat diperluas ke panjang gelombang lainnya.”

“Misalnya, metode yang sama dapat diterapkan pada gelombang radio untuk eksplorasi ruang angkasa atau pencitraan akustik bawah air. Ini dapat diterapkan ke banyak area, dan kami hanya menggores permukaannya saja.”

Apakah itu melihat di sekitar sudut, atau melihat jantung yang memompa di dalam tubuh, tim mengatakan solusi “sebenarnya terkait erat.”

Hal ini karena keduanya mengandalkan media hamburan, di mana cahaya mengenai suatu objek dan menyebar sedemikian rupa sehingga gambar langsung tidak mungkin lagi.

“Jika Anda pernah mencoba menyorotkan senter melalui tangan Anda, maka Anda telah mengalami fenomena ini,” kata Willomitzer.

“Anda melihat titik terang di sisi lain tangan Anda, tetapi, secara teoritis, seharusnya ada bayangan yang dilemparkan oleh tulang Anda, memperlihatkan struktur tulang.”

“Sebaliknya, cahaya yang melewati tulang tersebar di dalam jaringan ke segala arah, benar-benar mengaburkan gambar bayangan.”

Tujuan dari proyek ini adalah untuk mencegat cahaya yang tersebar untuk merekonstruksi informasi yang terkandung di dalam cahaya, termasuk waktu perjalanannya.

“Tidak ada yang lebih cepat dari kecepatan cahaya, jadi jika Anda ingin mengukur waktu perjalanan cahaya dengan presisi tinggi, maka Anda memerlukan detektor yang sangat cepat,” kata Willomitzer.

“Detektor seperti itu bisa sangat mahal,” jelas para ilmuwan.

Mereka ingin menemukan cara untuk menyingkirkan detektor cepat, dan melakukannya dengan menggabungkan gelombang cahaya dari dua laser untuk menghasilkan “gelombang cahaya sintetis.”

Ini dapat disesuaikan dengan pencitraan holografik dalam skenario hamburan yang berbeda, mereka menjelaskan, menambahkan bahwa jika Anda dapat menangkap seluruh bidang cahaya suatu objek dalam hologram, Anda kemudian dapat merekonstruksi bentuk 3D-nya secara penuh.

“Kami melakukan pencitraan holografik ini di sekitar sudut atau melalui penghambur dengan gelombang sintetis, bukan gelombang cahaya normal.”

Upaya sebelumnya menggunakan teknik NLoS untuk memulihkan gambar objek tersembunyi mengalami masalah yang sama, resolusi sangat rendah dan bidang sudut kecil.

Masalah lain dengan upaya sebelumnya adalah waktu yang diperlukan untuk memindai, atau membutuhkan area penyelidikan yang sangat besar untuk mengukur cahaya yang tersebar.

Teknologi baru mengatasi masalah tersebut, dan dapat mengambil gambar di sekitar sudut dan melalui bentuk media lain seperti kulit dan logam pada resolusi yang lebih tinggi.

Ini menggabungkan resolusi spasial tinggi, resolusi temporal tinggi, area penyelidikan kecil dan bidang pandang sudut besar.

Ini berarti kamera dapat memotret fitur-fitur kecil di ruang terbatas, serta objek tersembunyi di area yang lebih luas dengan resolusi lebih tinggi.

Ia bahkan dapat melakukannya ketika objek target bergerak seperti mobil lain di jalan di tikungan yang tak terlihat.

Karena cahaya hanya merambat di jalan lurus, penghalang buram, seperti dinding, semak atau mobil, harus ada di sana agar perangkat baru dapat melihat di sekitar sudut.

Cahaya yang dipancarkan dari unit sensor memantul dari penghalang, lalu mengenai objek di sekitar sudut.

Cahaya kemudian memantul kembali ke penghalang dan akhirnya kembali ke detektor unit sensor.

“Sepertinya kita dapat menanam kamera komputasi virtual di setiap permukaan yang jauh untuk melihat dunia dari perspektif permukaan,” kata Willomitzer.

“Teknik ini mengubah dinding menjadi cermin,’ katanya, menambahkan bahwa ‘ini menjadi lebih baik karena teknik ini juga dapat bekerja di malam hari dan dalam kondisi cuaca berkabut.”

Mereka menyarankan itu dapat digunakan untuk menggantikan, atau melengkapi, endoskopi yang digunakan dalam pencitraan medis dan industri, misalnya, dengan menggunakan cahaya untuk melihat di sekitar lipatan di dalam usus, daripada mengirim kamera fleksibel untuk kolonoskopi.

Ini juga dapat digunakan untuk gambar di dalam peralatan industri besar, seperti turbin di generator, saat masih berjalan, mengurangi gangguan.

Saat ini masih berupa prototipe dan membutuhkan waktu hingga sepuluh tahun untuk menjadi produk komersial, sebagian karena waktu yang diperlukan untuk mendapatkan persetujuan medis.

Studi ini diterbitkan 17 November di jurnal Nature Communications.