VIDEO: Visokorezolucijska kamera veličine zrna soli

Znanstvenici Princetona i Sveučilišta u Washingtonu, u suradnji s Nvidijom razvili su sićušnu kameru veličine zrna soli koja koristi tehnologiju neuralne nano-optike, kojom se omogućuje snimanje slika visoke kvalitete.

Kamera veličine pola milimetra koristi optičke metapovršine i strojno učenje kako bi se rekonstruirala slika, interpretirali podaci i u konačnici dobile slike visoke kvalitete.

"Za rekonstrukciju slika iz izmjerenih podataka, predlažemo metodu dekonvolucije koja se temelji na značajkama koja koristi diferencibilni inverzni filtar zajedno s neuralnim mrežama za ekstrakciju i pročišćavanje značajki", rekao je viši autor Felix Heide, docent računalnih znanosti na Princetonu.

Optičke metapovršine oslanjaju se na novu metodu manipulacije svjetlom, koristeći cilindrične stupiće postavljene na malu, četvrtastu površinu. Stupići, koji se razlikuju po geometriji, rade poput antena koje mogu uhvatiti dolazne fotone (valove elektromagnetskog zračenja). Ti se valovi zatim šalju kao signali s metapovršine na računalo za interpretiranje i proizvodnju slike. Tim je testirao algoritme strojnog učenja na simulatoru, uspoređujući različite konfiguracije antena. S 1,6 milijuna cilindara na optičkoj površini i složenim svjetlosnim interakcijama, simulacije zahtijevaju ogromne količine memorije, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Algoritam je testiran i utreniran pomoću cuDNN-ubrzanogTensorFlow frameworka dubokog učenja s NVIDIA P100 GPU-om. Rezultat je novi sustav koji je sposoban proizvesti slike usporedive s objektivima modernih fotoaparata i to pomoću uređaja koji je 500 tisuća puta manji. Prema studiji, nova kamera je također 10 puta bolja u filtriranju pogrešaka od prethodnih tehnika.

Tim sada radi na dodavanju više računalnih sposobnosti kameri i razvija značajke kao što su detekcija objekata i senzori za medicinu ili robotiku u budućim iteracijama. Osim toga, mogućnost primjene vide i u sustavima u kojima ultra-kompaktni uređaji za snimanje pretvaraju čitave površine u senzore.

"Mogli bismo pojedinačne površine pretvoriti u kamere ultra visoke rezolucije. Dakle, više vam ne bi trebale tri kamere na stražnjoj strani vašeg telefona, već bi cijela stražnja strana uređaja postala jedna divovska kamera. Zahvaljujući ovoj tehnologiji mogli bismo smisliti potpuno različite načine za izradu uređaja u budućnosti", rekao je Heide.

Čitav znanstveni rad objavljen u časopisu Nature možete pronaći na ovoj poveznici.