Uimitoarea "vedere termică" a șerpilor i-a inspirat pe cercetătorii chinezi să facă un sistem de viziune termică 4k egalând calitatea camerei unui iPhone 17 Pro

Autor: Andrei Itu

Senzorii captează imagini de înaltă rezoluţie, respectiv 4K - 3.840 × 2.160 pixeli, în infraroşu (IR), egalând calitatea camerei unui telefon iPhone 17 Pro, transmite joi Live Science.

Orice obiect care are o temperatură mai mare de zero absolut (-273 grade Celsius) emite radiaţie electromagnetică. 

La temperatura corpului omenesc, emisiile au lungimi de undă care sunt specifice spectrului infraroșu. Dar ochiul uman percepe numai radiațiile cu lungimi de undă mai scurte, ce aparțin spectrului vizibil al luminii.

Șarpele cu clopoţei are un organ senzorial special

Şerpii pot să vadă, la rândul lor, în spectrul "vizibil" al luminii, dar unele specii, aşa cum este crotalul (n.red. Crotalinae - şarpele cu clopoţei) au un organ senzorial special, în apropierea nărilor, ce le permite să vizualizeze în spectrul infraroşu. Este un organ "cavitate" (pit organ) pentru că are o cameră goală cu o membrană subţire suspendată peste ea. Când undele infraroşii încălzesc anumite zone ale membranei, o "imagine" termică este transmisă la creier, cu ajutorul nervilor ataşaţi.

Oamenii de ştiinţă de la Institutul de Tehnologie din Beijing au utilizat acest concept, pentru a-şi crea propriul sistem de detectare în infraroşu (IR). Ei au suprapus straturi de diferite materiale pe un disc de 8 inci, prin care radiaţia trece până când apare ca o imagine de înaltă calitate vizibilă pentru ochiul uman. Sistemul a fost explicat, într-un studiu publicat pe data de 20 august în revista Nature Light: Science & Applications.

Primul strat al sistemului de imagistică 

Primul strat al sistemului de imagistică este unul de detectare IR, format din aşa-numitele "puncte cuantice coloidale" - nanoparticule minuscule făcute din atomi de mercur şi telur care eliberează sarcini electrice atunci când absorb radiaţia IR. Apoi, sarcinile electrice călătoresc până la un strat organic de diode emiţătoare de lumină (LED) cunoscut sub numele de "convertor".

Aici, electronii întâlnesc "găuri" (absenţe de electroni) şi eliberează energie, pe care moleculele fosforescente o transformă în lumină verde, vizibilă. În final, lumina vizibilă întâlneşte stratul "semiconductor de oxid de metal complementar" (CMOS) şi este convertită într-o imagine.

Primul sistem care poate transforma IR cu unde scurte şi medii într-o imagine de rezoluţie ultra-înaltă

Acesta este primul sistem ce poate transforma IR cu unde scurte şi medii (lungimi de undă de 1,1 până la 5 micrometri) într-o imagine de rezoluţie ultra-înaltă la temperatura camerei. Pentru că senzorul CMOS se află direct deasupra convertorului, semnalele IR mai slabe sunt captate înainte ca zgomotul să le poată ascunde.

În alte sisteme, în care CMOS şi convertorul sunt separate, sunt necesare sisteme de răcire criogenică costisitoare, cu scopul de a pentru a preveni acumularea de zgomot pe măsură ce semnalele călătoresc între ele.

Posibilitatea de a vedea radiaţia infraroşie extinde, într-un mod eficient, gama de lungimi de undă vizibile pentru oameni de peste 14 ori. O cameră ce are această tehnologie va fi capabilă să detecteze obiecte calde în condiţii de lumină slabă, precum în ceaţă, prin fum sau pe timp de noapte.

Viziunea artificială extinsă în domeniul infraroşu ar putea funcţiona pe orice vreme

"Viziunea artificială extinsă în domeniul infraroşu ar putea funcţiona pe orice vreme, fie zi sau noapte, indiferent de manifestări extreme ale vremii, şi poate fi utilizată în noi domenii, cum ar fi inspecţia industrială, siguranţa alimentară, detectarea gazelor, ştiinţa agricolă şi conducerea autonomă", au scris cercetătorii în studiu.

Ei au mai afirmat că această tehnologie este fezabilă chiar şi pentru camerele şi smartphone-urile de consum în viitorul apropiat. Aceste dispozitive au deja senzori CMOS standard pe care straturile ar putea fi ataşate, mai notează Live Science, potrivit Agerpres.

Vezi și - Oamenii de știință au descoperit rechini care trăiesc în interiorul unui vulcan subacvatic activ