محققان دو دانشگاه پرینستون و واشینگتن موفق به ساخت یک سیستم تصویربرداری شدند که به اندازه یک دانه نمک است! این سیستم جدید بر روی یک به اصطلاح فراسطح (metasurface) با 1.6 میلیون پایه استوانهای ساخته شده و می تواند دقیقاً مانند سنسور دوربین عمل کند.
در این سنسور تصویری بسیار ریز هر یک از پایهها به عنوان یک آنتن نوری عمل کرده و نور را دریافت میکند تا پس از شکل دادن موج نوری و به کمک الگوریتمهای هوش مصنوعی، تصویری با کیفیت بالا و در رنگهای کامل تولید شود.
دوربینهای سنتی از لنزهای پلاستیکی و شیشهای پیچیدهای استفاده میکنند که پرتوهای نور را شکسته و روی سنسور میتابانند و سنسور نیز به نوبه خود آنها را به شکل سیگنالهای الکترونیکی ارسال میکند. اما این روش جدید متکی به فراسطح است، که به طور خلاصه، یک لایه نازک با عناصر مینیاتوری جداگانه است که برای شکست نور در تمامی جهت دلخواه ایجاد میشود.
نوآوری به کار رفته در ساخت این فراسطح و پایههای استوانهای آن، به طراحی مناسب لولهها و توسعه الگوریتم پردازش سیگنال مناسب برمیگرددد که قادر است یک تصویر واقعی تولید کند. چنین سیستمی به دوربین فراسطح اجازه میدهد به جای اینکه مانند لیزر عمل کرده و تصاویری مبهم و مخدوش با میدان دید محدود تولید کند، یک عکس تمام رنگی و باکیفیت بالا بگیرد.
کاربرد اصلی این دوربین های بسیار ریز در درجه اول پزشکی است و به کمک آن رباتها قادر خواهند بود آندوسکوپی را به شکل بهتر و کم خطرتری برای تشخیص و درمان بیماریها انجام دهند.
لایههای فراسطح بر مبنای نیترید سیلیکون ساخته میشوند و این یعنی میتوان آنها را به سرعت و با هزینهای به مراتب کمتر از لنزهای معمولی دوربین، به تولید انبوه رساند. همچنین، این اولین بار است که محققان از طرحی استفاده میکنند که در آن فناوری نوری در «فرانت اند» (Front End) قرار دارد و پردازش عصبی در «بک اند» (Back End) جریان دارد. کارشناسان بر این باورند که این دستاورد جدید میتواند درهای تازهای به سوی فناوری ساخت دستگاههای هوشمند گشوده و شیوه ساخت آنها را کاملاً متحول کند.
