科学者たちは、機械が雲と霧を透視する方法を見つけた

災害地域で作業するロボット、街中を移動する自動運転車、宇宙を見下ろす衛星など、雲、煙霧、霧の中を透視できる機械を備えていると信じられないほど便利です。科学者は最高のシステムを作ったばかりかもしれません。

新しく開発されたシステムは、レーザーからの高速パルスで発射された個々の軽い粒子または光子の動きを測定するアルゴリズムを介して機能し、人間の目から見えないまたは隠れているオブジェクトを再構築するために使用します。

この技術を特別なものにしているのは、これまでにあった光を再構築できる方法です。 散らばった 途中でバリアに跳ね返りました。

実験では、レーザーサイトは1インチの泡の層の後ろに隠された物体を見ることができました。

(スタンフォード計算イメージング研究所)

「多くの画像技術により、画像は少し見栄えが良くなり、少しノイズが少なくなりますが、これは実際に目に見えないものを見えるようにするものです。」 電気技師のゴードン・ウェッツスタインは言います、スタンフォード大学から。

「これは、あらゆる種類の検知システムで何が可能かということのフロンティアを本当に推進しています。超人的なビジョンのようなものです。」

レーザー光がバリア(この研究ではフォーム)を通過するとき、背後のオブジェクトに当たる光子はほんの数個です。 ただし、アルゴリズムは、これらの小さな情報を使用して非表示オブジェクトを再構築するのに十分なほどスマートです。

公式には、共焦点拡散トモグラフィーとして知られています。これは、このようなバリアを通過する最初の方法ではありませんが、いくつかの改善点があります。たとえば、隠されたオブジェクトがどれだけ離れているかを知らなくても機能します。

このシステムは、他のアプローチのように、弾道光子に依存することなく機能することもできます。これらは、散乱フィールドを介して隠されたオブジェクトとの間を行き来することができますが、歪むことはありません。

「私たちは、これらの仮定なしに散乱媒体を介して画像化し、散乱したすべての光子を収集して画像を再構築できることに興味がありました。」 電気技師デビッド・リンデルは言います、スタンフォード大学から。

「これにより、私たちのシステムは、弾道光子がほとんどない大規模なアプリケーションに特に役立ちます。」

たとえば、大雨の中で自動運転車をナビゲートしたり、雲のもやを通して地球(または他の惑星)の画像をキャプチャしたりするなど、大規模なアプリケーション–ここには多くの潜在的な用途があります。 研究者たちは、より多くのシナリオとより多くの散乱環境で実験を続けることに熱心です。

現在のシステムは、霧やヘイズによって引き起こされる光の散乱に対処するのが特に得意ではありません。

たとえば、LiDARは人間の目では見えないオブジェクトの検出には優れていますが、雨や霧が詳細なレーザースキャンに干渉すると問題が発生し始めます。 将来的には、このシステムはその問題を修正することができます。

先に進む前に、この方法を使用したスキャンには1分から1時間かかることがあるので、まだ十分な最適化が行われていることに注意してください。

とはいえ、人間の目では見えない隠しオブジェクトを3次元で再現することは、非常に印象的な偉業です。

「他のタイプの散乱ジオメトリでこれをさらに推進することに興奮しています」 リンデルは言う

「つまり、厚い材料のスラブの後ろに隠されているオブジェクトだけでなく、密に散乱しているマテリアルに埋め込まれているオブジェクトは、霧に囲まれているオブジェクトのようになります。」

研究はに掲載されています 自然コミュニケーション

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