Ученые из Тель-Авивского университета (TAU) разработали систему камер, которая может распознавать цвета инфракрасного спектра, не требуя особого последующего преобразования в видимый спектр, что обычно является дорогостоящим и трудоемким процессом. Об этом сообщает портал PetaPixel. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Исследование, проведенное Майклом Мреженом, Йони Эрлихом, Ассафом Леваноном и профессором Хаимом Суховски из отдела физики конденсированных материалов TAU, показало, что разработанная ими технология позволяет распознавать и отображать газы и вещества, такие как водород, углерод и натрий, а также биологические соединения, встречающиеся в природе, которые обычно невидимы для человеческого глаза и большинства датчиков современных фотокамер.
Человеческий глаз и большинство фотокамер улавливают излучения света с длинами волн от 400 до 700 нанометров, в целом находящихся в диапазоне между длинами волн синего и красного цветов. Это лишь относительно небольшая часть всего электромагнитного спектра: ниже 400 нанометров – это ультрафиолетовое излучение, а выше 700 – инфракрасное.
Цвета в этих «недоступных» по видимости частях спектра имеют большое значение, поскольку многие материалы имеют уникальную «подпись»-идентификатор, выраженную в виде цвета, особенно в среднем инфракрасном диапазоне. Такие маркеры указывают, в частности, на раковые клетки, поскольку те имеют более высокую концентрацию молекул определенного типа, которые проявляются именно в инфракрасном диапазоне.
«В каждой из частей электромагнитного спектра содержится большое количество информации о материалах, закодированных как «цвета», которые до сих пор были скрыты от глаз», – говорит доктор Мрежен.
«Мы, люди, можем видеть в диапазоне между «красным» и «синим». Если бы мы могли видеть в инфракрасном диапазоне, мы бы обнаружили, что такие элементы, как водород, углерод и натрий, имеют свой уникальный цвет. Таким образом, спутник мониторинга окружающей среды может «видеть» загрязняющие вещества, выбрасываемые заводом, или спутник-шпион может видеть, где спрятаны взрывчатые вещества или уран. Кроме того, поскольку каждый объект излучает тепло в инфракрасном диапазоне, всю эту информацию можно было увидеть даже ночью», – дополняет профессор Суховски.
Технологии инфракрасного обнаружения уже существуют, но данное исследование делает особо значимым то, что оно позволяет увидеть «цвета» спектра гораздо более доступным способом, чем было известно раньше. Например, в медицинской визуализации давно проводятся эксперименты, в которых инфракрасные изображения преобразуются в видимый свет для выявления раковых клеток, но для подобного преобразования требуются чрезвычайно сложные и дорогие камеры, которые нередко либо технически пока что невозможны, либо недоступны для общего использования.
Главное, чего добились исследователи из TAU, – это более дешевая и эффективная технология, которую можно установить на стандартную потребительскую камеру и которая позволяет сделать преобразование всей средней инфракрасной области видимым на частотах, которые может воспринимать человеческий глаз.
Отчет об исследовании был опубликован научным порталом Wiley, и команда TAU уже подала заявку на патент своей технологии. В дальнейшем израильские специалисты надеются выпустить свою разработку для широкого использования, и несколько компаний уже выразили заинтересованность в этом для своих проектов.