06.04.2010 11:25
Uus meetod peidetud objektide nägemiseks
Uus meetod peidetud
objektide nägemiseks võib tulevikus aidata pilootidel udus orienteeruda ja
arstidel ilma operatsioonita täpsemalt inimkeha sisse vaadata.
Princetoni ülikooli
teadlaste väljatöötatud meetod põhineb tavaolukorras objekti kujutise häguseks
muutvate pilvede, inimkeha kudede või sogase vee poolt hajutatud valguskiirte
kasutamisel kujutise võimendamiseks, kirjutas Science Daily.
Katses muutsid teadlased
häguse kujutise selgeks numbrite ja joonte mustriks. Kujutise teravustamiseks
kasutati just hajutatud kiiri, mis muidu tekitavad kujutise häguseks muutvat
optilist taustamüra. „Tavaliselt peetakse müra halvaks asjaks,“ ütles uurimuses
osalenud Jason Fleischer. „Mõnikord on aga võimalik müra abil signaali
võimendada ning rohkem müra võib signaali kvaliteeti hoopis parandada.“
Tema sõnul võib selline
signaali võimendamise meetod omada palju erinevaid rakendusi, muu hulgas
võimaldada arstidel paremini uurida looteid või pilootidel halvas ilmas
lennukit juhtida. Meetodit saaks rakendada ka öist nägemist võimaldavate
prillide tegemiseks, veealuste struktuuride uurimiseks või steganograafias, mis
on signaalide peitmine turvalisuse eesmärgil. Uurimistööst kirjutatakse
pikemalt ajakirjasNature Photonics.
Oma katses lasid Fleischer
ja uurimuse kaasautor Dmitry Dylov laserkiire läbi pisikese klaasitüki, kuhu
oli graveeritud numbrid ja jooned. Kiir kandis pildi videomonitoriga ühendatud
vastuvõtjale. Seejärel paigutati klaasitüki ja vastuvõtja vahele väike plastitükk,
mis hajutas laserkiire enne vastuvõtjani jõudmist. Selle tulemusena muutus
signaal nii hägusaks, et numbreid ja jooni ei olnud enam võimalik monitoril
eristada. Efekt oli sarnane nägemist takistavale udule või suitsule.
Eksperimendi
võtmeelemendiks oli kolmas objekt, mille Fleischer ja Dylov laserkiire teele
paigutasid. Vastuvõtja ette asetati strontsium-baariumniobaadi kristall. See
materjal kuulub mittelineaarsete optiliste materjalide alla, mis muudavad
valguskiirte käitumist. Antud juhul võimaldas kristall müral signaali
võimendada. Kristall kogus kokku plastitüki poolt hajutatud valguskiired ning
kasutas neid hägusa kujutise selgemaks muutmiseks.
"Kasutasime müra, et
signaali toita,“ ütles Dylov. „See on nagu tehtaks inimesest pimedas pilt ning
meie muudaksime inimese kujutise heledamaks ja tausta tumedamaks. Kontrast toob
kujutise esile.“
Stohhastilise resonantsi nime all tuntud meetod töötab vaid kindla
mürakoguse korral, sest liiga palju müra võib signaali alla suruda. Seda
meetodit on varemgi erinevatel eesmärkidel kasutatud, kuid siiani polnud seda
kasutatud objektide vaatamiseks. Teadlased plaanivad oma meetodit veelgi
tõhusamaks muuta, võttes kasutusele ka teisi signaalitöötlemise meetodeid, ning
rakendada väljatöötatud põhimõtteid ka valguse asemel ultraheli kasutavatel
biomeditsiinilistel seadmetel.