Kamera donanımı ve dijital görüntü işleme ortaklığı ile çalışan sistem, hacimsel olarak 500.000 kat daha büyük geleneksel bir bileşik kamera merceğiyle aynı düzeyde net, tam renkli görüntüler yakalayabiliyor. Araştırma Nature Communications dergisinde yayınlandı. Böyle bir kamera hastalıkları teşhis ve tedavi etmek için tıbbi robotlarla minimal invaziv endoskopiye olanak sağlayabilir ve boyut ve ağırlık kısıtlamaları olan diğer robotlar için görüntülemeyi iyileştirebilir. Bu türden binlerce kamera dizisi kullanılarak tam sahne algılama için yüzeyler, kameralara dönüştürülebilir.
VIRÜS BOYUTUNDA KAMERA BILEŞENLERİ; Geleneksel bir kamera, ışık ışınlarını odaklamak için bir dizi kavisli cam veya plastik lens kullanırken yeni optik sistem, metasurface adı verilen ve bir bilgisayar çipine çok benzer şekilde üretilebilen bir teknolojiye dayanıyor. Yalnızca yarım milimetre genişliğinde olan metasurface üzerinde her biri kabaca bir HIV virüsü boyutunda olan 1,6 milyon silindirik çıkıntı bulunuyor. Her çıkıntı benzersiz bir geometriye sahip ve bir optik anten gibi çalışıyor. Tüm optik dalga cephesini doğru bir şekilde şekillendirmek için her bir çıkıntının tasarımını değiştirmek gerekiyor. Makine öğrenimi tabanlı algoritmaların yardımıyla, çıkıntıların ışıkla olan etkileşimleri bir araya gelerek bugüne kadar geliştirilmiş tam renkli bir metasurface kameranın üretebileceği en yüksek kaliteli görüntüler ve en geniş görüş alanı elde ediliyor.
Çalışmanın kıdemli yazarı ve Princeton’da bilgisayar bilimi yardımcı doçenti Felix Heide, bu tasarım sayesinde bir laboratuvar benzeri ideal koşullarda üretilmiş saf lazer ışığını gerektiren önceki metasurface kameraların aksine, kameranın doğal ışık koşullarında yüksek performans elde ettiklerini söylüyor.
Çalışmanın ortak liderliğini yapan, Princeton’dan bilgisayar bilimi doktora öğrencisi Ethan Tseng, “Bu küçük mikro yapıları istediğinizi yapacak şekilde tasarlamak ve yapılandırmak zor oldu” diyor. “RGB görüntülerin geniş bir görüntüleme alanını yakalamak oldukça zor, çünkü bu küçük mikro yapılardan milyonlarca var ve bunların en uygun şekilde nasıl tasarlanacağı net değil.” Yardımcı yazar Shane Colburn, farklı nano-anten konfigürasyonlarının test edilmesini otomatikleştirmek için bir hesaplamalı simülatör oluşturarak bu zorluğun üstesinden geldi. Colburn, “Antenlerin sayısı ve ışıkla etkileşimlerinin karmaşıklığı nedeniyle, bu tür bir simülasyon büyük miktarda bellek ve zaman kullanabilir” diyor. Colburn, metasurface’in görüntü üretim yeteneklerini yeterli doğrulukla verimli bir şekilde tahmin etmek için bir model geliştirdi. Çalışmayı, şu anda yardımcı doçent olduğu Washington Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümünde (UW ECE) doktora öğrencisi olarak yürüten Colburn ayrıca Seattle merkezli bir şirket olan ve metasurface görüntüleme teknolojilerini ticarileştiren Tunoptix’te sistem tasarımını yönetiyor. Tunoptix, Colburn’ün lisansüstü danışmanı, Washington Üniversitesinde ECE ve fizik bölümlerinde doçent ve çalışmanın ortak yazarı Arka Majumdar tarafından kuruldu.