Ne glede na to, ali gre za robote, ki delajo na območju katastrofe, avtonomni avtomobili, ki se vozijo po mestu, ali satelite, ki gledajo skozi vesolje, imajo stroji, ki vidijo skozi oblake, meglico in meglo, izjemno koristni – in znanstveniki so morda pravkar naredili najboljši sistem.

Novo razviti sistem deluje prek algoritma, ki meri gibanje posameznih svetlobnih delcev ali fotonov, sproženih v hitrih impulzih iz laserja, in z njimi rekonstruira predmete, ki so zakriti ali skriti pred človeškim očesom.

Zaradi posebne tehnike je način, kako lahko rekonstruira svetlobo, ki je bila raztresen in se odbijal ob pregradi na poti.

V poskusih je laserski vid lahko videl predmete, skrite za 1-palčno plastjo pene.

(Stanfordski laboratorij za računalniško slikanje)

“Zaradi številnih slikovnih tehnik so slike videti nekoliko boljše, nekoliko manj hrupne, toda to je res nekaj, kar naredi nevidno vidno,” pravi inženir elektrotehnike Gordon Wetzstein, z univerze Stanford.

“To res premika mejo tistega, kar je mogoče s kakršnim koli sistemom zaznavanja. To je kot nadčloveška vizija.”

Ko v tej študiji laserska svetloba prehaja skozi pregrado – peno – le nekaj fotonov zadene predmet zadaj, še manj pa jih vrne nazaj. Vendar je algoritem dovolj pameten, da s pomočjo teh majhnih delcev informacij rekonstruira skriti predmet.

Uradno je znana kot konfokalna difuzna tomografija in čeprav ni prva metoda pregledovanja takšnih ovir, ponuja več izboljšav – lahko deluje, ne da bi vedeli, kako daleč je na primer skriti predmet.

Sistem lahko deluje tudi brez zanašanja na balistične fotone, kot to počnejo drugi pristopi – to so fotoni, ki lahko potujejo do in iz skritega predmeta skozi razpršeno polje, ne da bi se pri tem popačili.

“Zanimalo nas je, kako bi lahko brez teh predpostavk slikali skozi razpršilne medije in zbrali vse razpršene fotone za rekonstrukcijo slike,” pravi elektroinženir David Lindell, z univerze Stanford.

“Zaradi tega je naš sistem še posebej uporaben za obsežne aplikacije, kjer bi bilo balističnih fotonov zelo malo.”

Obsežne aplikacije, kot je na primer navigacija samovozečega avtomobila v močnem dežju ali celo zajemanje slik površine Zemlje (ali drugih planetov) skozi oblačno meglico – tukaj je veliko potencialnih uporab. Raziskovalci želijo še naprej eksperimentirati z več scenariji in bolj razpršenimi okolji.

Trenutni sistemi se ne znajo najbolje spoprijeti s sipanjem svetlobe, ki ga povzročata megla in megla.

Na primer, LiDAR je odličen pri zaznavanju predmetov, ki jih človeško oko ne vidi, vendar ima težave, ko dež ali megla motijo ​​podrobne laserske preglede. Nadalje bi lahko ta sistem odpravil to težavo.

Preden pridemo predse, je treba omeniti, da lahko skeniranje s to metodo traja od minute do ene ure, zato je na voljo še veliko optimizacije.

Reprodukcija skritega predmeta v treh dimenzijah, ki ga človeško oko ne vidi, je izjemno impresiven podvig.

“Navdušeni smo, da to potiskamo še naprej z drugimi vrstami geometrije sipanja,” pravi Lindell.

“Torej ne samo predmeti, skriti za debelo ploščo materiala, ampak predmeti, ki so vdelani v gosto razpršen material, kar bi bilo kot videti predmet, ki ga obdaja megla.”

Raziskava je bila objavljena v Ljubljani Nature Communications.