1. SPIDER'S WEB
  2. Nauka
  3. Tech

Popatrz, kotku, co jest w środku. Wystarczy do tego wiązka laserowa

lasery

Jak zajrzeć do pomieszczenia i rozejrzeć się po nim, nie wchodząc do środka? Jak zobaczyć, co się znajduje tuż za rogiem? Najnowsze badania dowodzą, że wystarczy do tego wiązka laserowa i szczelina w drzwiach, lub dziurka od klucza. Jeżeli dbasz o swoją prywatność, to zapewne właśnie wyrastają ci nowe siwe włosy.

Metody tworzenia obrazów przedstawiających obiekty znajdujące się poza linią wzroku rozwijane są od wielu lat. Dotychczas opracowywane techniki miały jednak spore ograniczenia. Teraz zasadniczo udało się je wyeliminować, ale po kolei.

Jak zajrzeć tam, gdzie wzrok nie sięga?

Inżynierowie pracujący nad technikami obrazowania NLOS (poza linią wzroku) oparli swoją metodę na emitowaniu przez otwór (np. drzwi) krótkich impulsów światła. Wiązka laserowa odbija się od ściany na drugim końcu pomieszczenia i rozprasza się po całym pomieszczeniu. Jeżeli po drodze napotka na jakiś obiekt, światło odbija się od tego obiektu i wraca w kierunku ściany, aby z czasem w końcu dotrzeć z powrotem do drzwi, gdzie znajduje się kamera.

Specjalnie stworzone do tego algorytmy analizują czas, jaki zajęło fotonom dotarcie z powrotem do kamery, aby odtworzyć ścieżkę, jaką pokonał dany foton, w efekcie lokalizując punkt odbicia od niewidocznego obiektu. Dane obejmujące całą lawinę fotonów odbitych od takiego obiektu pozwalają stworzyć niewyraźny obraz obiektu znajdującego się w pomieszczeniu, w miejscu, do którego nie można zajrzeć, będąc na zewnątrz.

Dotychczas jednak po przeciwnej stronie od drzwi musiała znajdować się powierzchnia, która dobrze odbija światło. Teraz także i ona jest już niepotrzebna.

Wystarczy zwykła dziurka od klucza

Najnowsza technika opracowana przez badaczy z Uniwersytetu Stanforda wymaga jedynie niewielkiego otworu w ścianie pomieszczenia, przez który będzie można przepuścić wiązkę laserową. Na ścianie naprzeciwko powstanie wtedy jedynie niewielki punkt świetlny i tak jak w poprzedniej wersji eksperymentu, rozproszone światło oświetli przedmioty znajdujące się w pomieszczeniu. Światło odbite od tych przedmiotów po pewnym czasie trafi ponownie do kamery, która wyposażona jest w fotodetektor zliczający poszczególne fotony i zapisujący czas ich pojawienia się.

Co ważne, w tym przypadku do fotodetektora dociera mniej fotonów, przez co obrazy są dużo bardziej niewyraźne. Naukowcy zauważyli jednak, że jeżeli przedmiot czy osoba znajdująca się wewnątrz pomieszczenia porusza się, analiza serii impulsów laserowych i wracających do detektora fotonów pozwala dużo lepiej ustalić kształt i rozmiary obiektu/osoby znajdującej się w pomieszczeniu.

Choć zdecydowanie w ten sposób nie da się jeszcze wykonać zdjęcia całego pomieszczenia, znajdując się na zewnątrz, to jest to i tak zdumiewające osiągnięcie. Czułość detektorów w połączeniu z algorytmami analizującymi czas przybycia i drogę, jaką przebyły wpadające do nich fotony, zasadniczo pozwalają nam stać się supermenami, którzy zaglądają do wnętrza pomieszczenia, zanim do niego wejdą i to przez zamknięte drzwi.

Wbrew pozorom zastosowań tej technologii może w przyszłości być wiele. Nie tylko wojsko i policja będą w stanie przed rozpoczęciem akcji zajrzeć do pomieszczeń, w których mogą znajdować się przestępcy, ale także samochody autonomiczne będą w stanie zajrzeć za róg, za budynek i sprawdzić, czy przypadkiem nie znajduje się tam inny pojazd, który zbliża się do tego samego skrzyżowania. Cóż, ciekawe czasy przed nami.