Egy napon, a nem túl távoli jövőben, zsebünkben mindannyian fényképezőgépeket szállíthatunk, amelyek messze meghaladják azt, amire a szemünk képes.
Ez a washingtoni egyetemi kutatócsoport célja, aki a Microsoft-szal együttműködésben fejlesztett ki egy megfizethető hiperspektrális kamerát, amelyet HyperCam-nek hívnak.
Az emberi szem, bár káprázatos komplexitása miatt, csak korlátozott hatótávolságot láthat. A teljes elektromágneses spektrumból szemünk csak három színsávot érzékel - piros, zöld és kék. Tehát a tudósok már régóta használják a hiperspektrális képalkotást - egy olyan technológiát, amely az elektromágneses spektrumot több száz sávba osztja, hogy részletes adatképeket készítsen azon túl, amit a szem láthat - sokféle célra. A mezőgazdaságban és a bányászatban olyan dolgok megvizsgálására szolgál, mint a talaj ásványi tartalma és nedvességszintje. A légi hiperspektrális fényképeken bizonyos típusú talajok vagy ásványok specifikus spektrális aláírással rendelkeznek, amelyek mintákat képeznek. Az élelmiszerbiztonsági ellenőrök hiperspektrális kamerákat használhatnak az élelmiszerek tápértékének vagy nem élelmiszer-alapanyagok általi szennyezettségének felmérésére.
A HyperCam a látható fényt és a láthatatlan közeli infravörös fényt is felhasználja a tárgyak felületének peerálására és minták létrehozására, hogy megmutassuk a szemünknek, mi hiányzik. Minden képhez egy képet készít 17 különböző hullámhosszról. Integrált szoftvere ezután kiválasztja az egyes képek legjobb darabjait, hogy azok az egészbe illeszkedjenek. Kiváltságokat élvez a kép olyan részein, amelyek olyan dolgokat mutatnak be, amelyeket a szem általában nem érzékel.
„A [HyperCam] automatikusan megpróbálja meghatározni, hogy mi hasznos egy jelenetben” - magyarázza Mayank Goel, a washingtoni egyetemi doktori hallgató, aki a HyperCam projekten dolgozik. "Túlozza, amit az emberi szem nem lát."
A HyperCam például az emberi bőr alatti vénákat láthat. Ezek a vénaminták, a kamera rendkívül részletes képeivel, a bőr felületének mintázataival együtt felhasználhatók az azonosításhoz. Egy 25 alanyban részt vevő kísérletben a HyperCam több mint 99 százalékos pontossággal képes volt egyeztetni a kezek és alanyok fényképeit. Ez a magas pontosság azt sugallja, hogy a HyperCam biometrikus felhasználással járhat, például bőrminták segítségével okostelefonok feloldásához, vagy akár online fizetési azonosítóként.
A bőrminták ilyen részletes képeinek készítésére számos orvosi alkalmazás is felhasználható - mondta Goel. Használható például egy seb időbeli gyógyulásának megfigyelésére, olyan finom szemcsés változások rögzítésére, amelyeket az emberi szem nem lát.
A HyperCam érdekes potenciális felhasználási lehetőségeket kínál a fogyasztók számára is. Könnyen megkülönbözteti az érett és az érett gyümölcsöket, és felszíni alatti zúzódásokat fejt ki, amelyek megkönnyítik a körte vagy az alma textúráját. Minél éresebb a gyümölcs, annál sötétebb lesz a HyperCam képe. Ennek oka az, hogy az érett gyümölcsök lágyabbak; A fény behatol a gyümölcsbe, nem pedig visszaverődik.
Az ipari célokra használt hiperspektrális kamerákkal ellentétben, amelyek több ezer dollárt fizethetnek, a HyperCam mindössze 800 dollár. Az alkotók azt mondják, hogy mindössze 50 dollárért a technológia beültethető a mobiltelefonokba.
A HyperCam technológiájának korlátai vannak. Világos nappali fényben nem használható, mivel a túl sok fény aláássa annak képességét, hogy felvegye a spektrumot. Lehet, hogy még egy nagyon fényesen megvilágított élelmiszerboltban a HyperCam-et is elég közel kell tartania a termék közelében - mondjuk egy láb -, hogy pontos leolvasást kapjon.
Noha a piaci legjobb őszibarack kiválasztása kétségtelenül hasznos lenne, a HyperCam feltalálói szerint sokkal több lehetséges felhasználási lehetősége van. És bár nincs azonnali terv a HyperCams ültetése a mobiltelefonokba, a kutatók remélik, hogy a közeljövőben erre törekszenek.
"Szeretnénk együttműködni [más] tudósokkal" - mondja Goel. "Az ötlet az, hogy oktatjuk az embereket arra, hogy miként készítik ezt a kamerát, majd elkészíthetik azt saját alkalmazásukhoz."
