طوّر فريق من الباحثين من جامعتي برينستون وواشنطن كاميرا مجهرية جديدة بحجم حبة الملح يمكنها التقاط صور نقية كاملة الألوان كما تفعل العدسات العادية التي يزيد حجمها عنها بـ 500000 مرة،
ويتغلب التصميم الجديد على مشاكل التصميمات السابقة للكاميرا صغيرة الحجم، والتي تميل إلى التقاط صور مشوهة وغامضة مع مجالات رؤية محدودة للغاية، بحسب موقع "ديلي ميل".
ويمكن للكاميرا الجديدة أن تسمح للروبوتات فائقة الصغر باستشعار محيطها، أو حتى مساعدة الأطباء على رؤية تفاصيل داخل جسم الإنسان.
JUST WHEN YOU THOUGHT YOUR PRIVACY COULDN'T GET ANY LESS....... Say cheese! Microscopic camera the size of a grain of SALT is developed that can produce crisp, full-colour images 'on par with lenses 500,000 times larger' https://t.co/q3PZgw3wJb
— Don (@worldwatchman) November 30, 2021
وداخل الكاميرا التقليدية بالحجم الكامل تُستخدم سلسلة من الزجاج المنحني أو العدسات البلاستيكية لثني أشعة الضوء الواردة في البؤرة في قطعة من الفيلم أو جهاز استشعار رقمي.
في المقابل، تعتمد الكاميرا الصغيرة التي طوّرها عالم الكمبيوتر إيثان تسينغ وزملاؤه على "سطح خارق" خاص مرصع بـ 1.6 مليون عمود أسطواني يمكنها تعديل سلوك الضوء.
ويتميز سطح الجهاز الذي يبلغ عرضه 0.5 ملليمتر بشكل فريد يسمح له بالعمل كأداة استشعار. ثم تقوم خوارزميات التعلم الآلي بتفسير تفاعل كل منشور مع الضوء وتحويله إلى صورة.
جودة عالية
ويلتقط الجهاز الصغير صورًا فوتوغرافية بأعلى جودة مع أوسع مجال رؤية لأي كاميرا كاملة الألوان تم تطويرها حتى الآن.
وأدّت التصميمات السابقة إلى إنتاج صور بتشوهات كبيرة، ومجالات رؤية مقيدة ومشاكل في التقاط الطيف الكامل للضوء المرئي لأنه يعتمد على خلط الألوان الأساسية من الأحمر والأخضر والأزرق.
وبصرف النظر عن القليل من الضبابية في إطار الصور، فإن الصور التي يمكن للكاميرا الصغيرة التقاطها يمكن مقارنتها بتلك التي تم التقاطها باستخدام إعداد كاميرا عادي بالحجم الكامل يضم ست عدسات انكسارية، بحسب الدراسة التي نُشرت في مجلة "نايتشر كوميونكايشنز".
كما يمكن للكاميرا أيضًا أن تعمل بشكل جيد في الضوء الطبيعي، بدلًا من ضوء الليزر النقي أو غيره من الظروف المثالية للغاية التي تتطلبها الكاميرات السابقة إذا كانت ستنتج صورًا عالية الجودة.
"كميات هائلة من الذاكرة والوقت"
وفقًا للبروفيسور كولبورن، فإن العدد الهائل من مسارات الاستشعار على كل سطح وتعقيد تفاعلاتها مع الضوء يعني أن كل محاكاة تستخدم "كميات هائلة من الذاكرة والوقت".
وقال المهندس البصري جوزيف مايت، الذي لم يشارك في الدراسة: "على الرغم من أن أسلوب التصميم البصري ليس جديدًا، إلا أن هذا هو أول نظام يستخدم تقنية بصرية سطحية في الواجهة الأمامية والمعالجة العصبية في الخلف".
ويعمل الفريق الآن على إضافة قدرات حسابية إلى الكاميرا لزيادة تحسين جودة الصورة، ولكن أيضًا لدمج أشياء مثل اكتشاف الكائنات، والتي ستكون مفيدة للتطبيقات العملية.