Κάμερα χαμηλού κόστους που λειτουργεί στην ταχύτητα του φωτός

 

Eρευνητές του ΜΙΤ Media Lab ποζάρουν δίπλα στην τρισδιάστατη νανοκάμερα η οποία μπορεί να λειτουργεί στην ταχύτητα του φωτός.

 

Μία «κάμερα νανοδευτερολέπτου», κόστους 500 δολαρίων, η οποία μπορεί να λειτουργεί στην ταχύτητα του φωτός κατασκεύασαν ερευνητές του ΜΙΤ Media Lab. Η συγκεκριμένη τρισδιάστατη κάμερα παρουσιάστηκε την προηγούμενη εβδομάδα στο Χονγκ Κονγκ και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ιατρικούς σκοπούς και σε συστήματα αισθητήρων αποφυγής σύγκρουσης για οχήματα, καθώς και για τη βελτίωση συσκευών ανίχνευσης κίνησης και χειρονομιών. Η κάμερα βασίζεται στην τεχνολογία «Time of Flight», σαν αυτήν που χρησιμοποιείται στο Kinect νέας γενιάς της Microsoft, στην οποία η θέση ενός αντικειμένου υπολογίζεται βάσει του πόσο χρόνο χρειάζεται ένα σήμα φωτός να ανακλαστεί σε μία επιφάνεια και να επιστρέψει στον αισθητήρα...

Ωστόσο, εν αντιθέσει με τις περισσότερες υπάρχουσες συσκευές που αξιοποιούν αυτή την τεχνολογία, η εν λόγω κάμερα δεν «ξεγελιέται» από βροχή, ομίχλη ή ημιδιάφανη/ διάφανα αντικείμενα, σύμφωνα με τον Ακούτα Καντάμπι, απόφοιτο το ΜΙΤ και έναν εκ των ερευνητών.

«Χρησιμοποιώντας την παρούσα τεχνολογία αιχμής, όπως το νέο Kinect, δεν μπορείς να καταγράψεις ημιδιάφανα αντικείμενα σε 3D. Αυτό επειδή το φως που ανακλάται στο διάφανο αντικείμενο και το φόντο ενοποιούνται σε ένα πίξελ στην κάμερα. Μέσω της τεχνικής μας είναι δυνατή η παραγωγή τρισδιάστατων μοντέλων ημιδιαφανών ή σχεδόν διαφανών αντικειμένων» λέει σχετικά.

Η συσκευή χρησιμοποιεί μια τεχνική κωδικοποίησης που χρησιμοποιείται στην βιομηχανία τηλεπικοινωνιών για τον υπολογισμό της απόστασης που έχει ταξιδέψει ένα σήμα, λέει ο Ραμές Ρασκάρ, επίκουρος καθηγητής media arts και επιστημών, ο οποίος και ανέπτυξε τη μέθοδο μαζί με τον Καντάμπι και τους Ρεφαέλ Γουάιτ, Αγιούς Μπαντάρι και Κρίστοφερ Μπαρσί, καθώς και τους Άντριαν Ντόρινγκτον και Λι Στρίτερ του Πανεπιστημίου του Γουεϊκάτο στη Ν. Ζηλανδία.

Σε μία συμβατική κάμερα Time of Flight «εκτοξεύεται» ένα σήμα φωτός, ανακλάται σε ένα αντικείμενο και επιστρέφει στο πίξελ. Από τη στιγμή που η ταχύτητα του φωτός είναι γνωστή, είναι απλό για την κάμερα να υπολογίσει την απόσταση που έχει ταξιδέψει το σήμα οπότε και το «βάθος» του αντικειμένου στο οποίο χτύπησε. Ωστόσο, παράγοντες όπως οι μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες, οι ημιδιάφανες επιφάνειες, οι γωνίες ή η κίνηση δημιουργούν πολλαπλές ανακλάσεις οι οποίες μπερδεύονται με το σωστό σήμα και επιστρέφουν στην κάμερα, δυσχεραίνοντας τον καθορισμό της σωστής μέτρησης.

«Χρησιμοποιούμε μια νέα μέθοδο που μας επιτρέπει να κωδικοποιούμε πληροφορίες εγκαίρως» λέει σχετικά. «Οπότε όταν τα δεδομένα επιστρέφουν, μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς που είναι πολύ κοινοί στον κόσμο των τηλεπικοινωνιών για να υπολογίσουμε τις διαφορετικές αποστάσεις από ένα και μόνο σήμα».

Η κεντρική ιδέα είναι παρόμοια με τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του «θολώματος» (blurring) στις φωτογραφίες. Κατά τον Αγιούς Μπανταρί, τα πράγματα είναι μάλλον απλά: «άνθρωποι που δεν έχουν σταθερά χέρια τείνουν να βγάζουν θολές φωτογραφίες με τα κινητά τους επειδή πολλές διαφορετικές εκδοχές της εικόνας ενοποιούνται. Βάζοντας κάποια αξιώματα στο μοντέλο – για παράδειγμα ότι πολύ από το θόλωμα δημιουργείται από μη σταθερό χέρι – η εικόνα μπορεί να καθαρίσει και να έχουμε ως αποτέλεσμα μία καλύτερη φωτογραφία».

Η ομάδα έχει ονομάσει το νέο αυτό μοντέλο «νανοφωτογραφία». Το 2011, η ομάδα του Ρασκάρ αποκάλυψε μία κάμερα του ενός τρισεκατομμυρίου fps (frames per second) ικανή να «αιχμαλωτίσει» έναν παλμό φωτός καθώς αυτός ταξιδεύει μέσα σε μία «σκηνή», λειτουργώντας σε κλίμακα φεμτοδευτερολέπτου. Ωστόσο, το κόστος της ήταν 500.000 δολάρια. Εν αντιθέσει, η νέα «νανοκάμερα» ελέγχει τον χώρο με ένα σήμα συνεχούς κύματος που κινείται στην κλίμακα το νανοδευτερολέπτου, κάτι που επιτρέπει τη χρήση φθηνών εξαρτημάτων, με αποτέλεσμα τη δραστική μείωση του κόστους.
www.naftemporiki.gr