Sistem ‘Zmijski vid’ bi mogao 4K termalno snimanje učiniti stvarnošću
Podijeli vijest
Inspiracija iz prirode za tehnološki napredak
Vjekovima, najveći tehnološki napreci čovječanstva počinjali su jednostavnim posmatranjem prirode. Želja za letenjem inspirisana je sposobnošću ptica da se vinu u nebo. Fascinacija morskim životom i okeanom pomogla je u dizajniranju i izgradnji podmornica, brodova i nekih od najvećih plovila ikada viđenih. Ovi izumi su postali temelj trgovine i ratovanja. Ova praksa učenja od prirodnog dizajna poznata je kao biomimikrija, a sklonost posuđivanju ideja iz prirode još uvijek traje.
Nedavni primjer dolazi od grupe naučnika sa Pekinškog instituta za tehnologiju u Kini, koji su razvili sistem vještačkog vida inspirisan određenim vrstama zmija. Neformalno nazvana “zmijski vid”, ova tehnologija, kako je navedeno u radu objavljenom u časopisu Light, Science & Applications, oponaša sposobnost detekcije toplote kod zmija ljutica, vrste koja je evoluirala da detektuje infracrveno zračenje koje emituju topla tijela, omogućavajući im da “vide” i love plijen čak i u potpunom mraku.
Cilj ove nove tehnologije je premostiti jaz između trenutnih kamera za noćno gledanje i oštrih slika visoke rezolucije koje dobijamo od normalnih kamera. Sistemi za noćno gledanje za široku potrošnju često proizvode zrnaste ili mutne slike jer se oslanjaju na vlastito infracrveno osvjetljenje i ne mogu detektovati prirodno infracrveno zračenje koje objekti emituju. Zmijski vid rješava ovaj problem dajući standardnom senzoru kamere mogućnost da detektuje ovo prirodno emitovano infracrveno zračenje sa mnogo većom jasnoćom. Jednostavno rečeno, omogućava običnom senzoru kamere da snimi jasne, detaljne slike u potpunom mraku – nešto sa čime se konvencionalne jeftine kamere za noćno gledanje bore.
Veza između termalnog snimanja i tehnologije zmijskog vida
Ova novorazvijena tehnologija zmijskog vida funkcioniše vrlo različito od trenutnih nadzornih kamera za široku potrošnju sa mogućnošću noćnog gledanja. Kamere za nadzor za široku potrošnju obično koriste ugrađeno infracrveno svjetlo koje je nevidljivo ljudskom oku da bi vidjele u mraku. Zamislite to kao baterijsku lampu koja emituje snop svjetlosti vidljiv samo senzoru kamere.
Nasuprot tome, termalno snimanje – što radi ova kamera sa zmijskim vidom – funkcioniše tako što detektuje prirodno toplotno zračenje koje emituju objekti. Ovdje uopšte nema LED osvjetljenja. Termalno snimanje se koristi u nekoliko primjena, od vatrogasne i vojne nadzorne opreme (uključujući naočale za noćno gledanje) do industrijske inspekcije, potrage i spašavanja i dvogleda za noćno gledanje. Iako termalna oprema već postoji – uključujući dodatne termalne kamere dizajnirane za pametne telefone – tehnologija pati od nekoliko problema u svom trenutnom obliku. Ovi problemi se kreću od slika niske rezolucije i loše tačnosti boja do visokih troškova održavanja, što je čini nepraktičnom za svakodnevnu upotrebu u sigurnosne svrhe.
Ovdje na scenu stupa nova tehnologija zmijskog vida. Umjesto da emituju infracrveno svjetlo ili se oslanjaju na skupe termalne senzore, naučnici sa Pekinškog instituta za tehnologiju razvili su modifikovani CMOS senzor koji je sličan onima koje koriste moderni pametni telefoni. Ova modifikacija omogućava senzoru da “vidi” inače nevidljivo infracrveno zračenje, zadržavajući pritom sposobnost snimanja slika sa rezolucijom i jasnoćom na koju smo navikli.
Kako funkcioniše tehnologija zmijskog vida?
Da bismo razumjeli kako funkcioniše tehnologija zmijskog vida, važno je zapamtiti da svaki objekat oko nas neprekidno emituje infracrveno zračenje. Kolokvijalno rečeno, to znači da ovi objekti neprekidno emituju ili apsorbuju toplotu. Ovaj proces se dešava neprestano, čak i u potpunom mraku, i odvija se daleko izvan frekvencijskog opsega koji naše oči (ili obični senzori kamere) mogu detektovati; stoga je, za sve namjere i svrhe, nevidljiv. Tradicionalne termalne kamere mogu vidjeti ove emisije, ali im trebaju specijalizovani (i skupi) materijali i sistemi hlađenja da bi to učinile.
Tehnologija zmijskog vida u suštini pojednostavljuje ovaj proces umetanjem posebnog sloja kvantnih tačaka između različitih slojeva koji čine CMOS senzor. Ovaj sloj omogućava senzoru da detektuje infracrveno zračenje i pretvori ga u vidljivu svjetlost. Zamislite ovaj sloj kao vrstu prevodioca koji apsorbuje dolazeće nevidljivo zračenje i pretvara tu energiju u fotone vidljive svjetlosti, koje CMOS senzor može detektovati.
Kada se ova konverzija dogodi, senzor može “vidjeti” infracrveno zračenje kao što bi vidio običnu sliku. Još nevjerovatnije je da senzor može snimiti ovo zračenje uz očuvanje oštrine i detalja koje moderni CMOS senzori mogu ponuditi. Kao rezultat toga, dobijate oštru, detaljnu termalnu sliku koja daleko nadmašuje ono što tradicionalne termalne kamere mogu pružiti. Zmijski vid, dakle, otkriva potpuno novi svijet inače nevidljive toplote, uz jednostavnost i jasnoću moderne digitalne fotografije.
