Лазер может подглядывать в замочную скважину

14.09.2021

Способность "заглядывать" внутрь закрытых помещений в течение долгого времени относилась к разряду научной фантастики и всяких "супергеройских" умений. Однако, исследователи из лаборатории Computational Imaging Lab Стэнфордского университета, взяв за основу технологию NLOS (non-line-of-sight imaging), добились того, что единственный луч лазерного света, проникающий в замкнутое помещение, скажем так, через замочную скважину, позволят увидеть все физические объекты, находящиеся в этом помещении.

Технология съемки NLOS является уже достаточно давно известной технологией. На основе этого метода уже были созданы "умные" камеры, способные заглядывать за углы и производить съемку предметов, скрытых какими-либо препятствиями. Однако, большинство предыдущих реализаций технологии NLOS-съемки позволяли увидеть достаточно крупные объекты и ровные поверхности, стен в помещении, к примеру. Технология NLOS является очень перспективной технологией для целого ряда областей. Самоуправляемые автомобили-роботы, к примеру, при помощи такой технологии могут "заглянуть" за углы и распознать потенциальную опасность прежде, чем ее сможет увидеть обычная камера или человек-водитель.

Технология работает следующим образом - лазер излучает серию коротких импульсов определенной длительности, идущих через определенный интервал времени. Свет лазера многократно отражается от поверхностей предметов, в том числе и от скрытых препятствиями, какая-то его часть возвращается назад и улавливается датчиками камеры. Информация о том, сколько времени прошло между подачей начального импульса и регистрацией сигнала отраженного света, обрабатывается при помощи сложных математических алгоритмов, которые воссоздают изображения предметов, не попадающих в поле прямого зрения камеры. Конечные изображения не могут похвастаться высоким качеством и разрешающей способностью, но человек достаточно легко распознает предметы на этих изображениях.

Однако, у существующих реализаций NLOS-технологии имеется ряд серьезных ограничений, качество ее работы очень сильно зависит от площади и отражающей способности поверхности скрытых предметов. Это, и некоторые другие ограничения, делали попытки съемки извне находящегося внутри замкнутого помещения практически невозможным делом до последнего времени.

Метод съемки "через замочную скважину", разработанный в Стэнфорде, получил такое название из-за того, что для его работы необходимо лишь крошечное отверстие, через которое луч лазера может осветить маленькое пятно на противоположной поверхности. Огромное количество фотонов многократно отражается от поверхностей стен и предметов в помещении, но лишь небольшому количеству фотонов удается вернуться назад и попасть на поверхность лавинного фотодетектора, способного регистрировать и измерять время прибытия даже единичных фотонов.

<< Назад: Программируемый процессор на базе молекул ДНК 15.09.2021

>> Вперед: Кофе в пробирках 14.09.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Стекло Extreme ULE с минимальным коэффициентом теплового расширения 11.10.2024 Компания Corning представила инновационный материал с минимальным коэффициентом теплового расширения, который станет важным элементом в современных литографических системах. Этот материал, названный Extreme ULE, разработан для применения в передовых технологиях Low-NA и High-NA EUV (экстремального ультрафиолетового излучения). Эти технологии используются для создания полупроводниковых компонентов будущего поколения, и разработка Corning обещает сделать производственные процессы еще более точными и эффективными. Основное преимущество Extreme ULE заключается в его минимальном тепловом расширении, что особенно важно при работе с высокоточными оптическими системами. В условиях высоких температур многие материалы могут расширяться, приводя к искажениям и потере точности, что недопустимо в литографии, где требуются минимальные допуски. Extreme ULE обеспечивает стабильность размеров, что позволяет поддерживать исключительную однородность и точность при производстве фотошаблонов и зеркал. В литографических системах стекло с такими характеристиками играет ключевую роль. В современных полупроводниковых процессах используются технологии, требующие высочайшей точности при нанесении узоров на чипы. Идеальная плоскость и равномерность стекла Extreme ULE существенно уменьшают волнистость поверхности, что минимизирует нежелательные отклонения и гарантирует высокое качество оптических компонентов. Это, в свою очередь, позволяет наносить передовые покрытия и улучшает производительность оборудования. Extreme ULE будет применяться для создания фотошаблонов - ключевых элементов в процессе литографии, с помощью которых на полупроводниковых пластинах создаются сложные схемы. Благодаря своей исключительной стабильности, этот материал поможет снизить риск деформации шаблонов, что улучшит качество и надежность полупроводников. Кроме того, материал найдет применение в зеркалах для литографии, где точность поверхности критически важна. Любые изменения в геометрии зеркала могут привести к нарушению фокусировки светового потока, что значительно снизит эффективность процессов производства полупроводников. Использование Extreme ULE откроет новые возможности для создания будущих поколений микрочипов, которые станут основой для передовых электронных устройств. Снижение тепловых колебаний и улучшение точности нанесения слоев на полупроводники позволит разрабатывать более производительные и энергоэффективные чипы. Новая разработка Corning обещает стать важным шагом в эволюции литографических технологий. Extreme ULE обеспечит более стабильное производство полупроводниковых компонентов, что повлияет на все отрасли, связанные с высокотехнологичными устройствами - от мобильных телефонов и компьютеров до сложных систем искусственного интеллекта и автомобилей будущего.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026