Jednoho dne, v nepříliš vzdálené budoucnosti, můžeme všichni nosit kamery v našich kapsách, které mohou vidět daleko za tím, co jsou naše oči schopny.
To je cíl týmu vědců z University of Washington, který ve spolupráci se společností Microsoft vyvinul cenově dostupnou hyperspektrální kameru, kterou nazývají HyperCam.
Lidské oko, zatímco oslňující ve své složitosti, může vidět jen omezený rozsah. Z celého elektromagnetického spektra naše oči vnímají pouze tři barevné pruhy - červené, zelené a modré. Vědci tak dlouho používají hyperspektrální zobrazení - technologii, která vynáší elektromagnetické spektrum do stovek pásem k vytváření podrobných datových obrazů nad rámec toho, co oko vidí - pro různé účely. Používá se v zemědělství a těžbě k prohlížení věcí, jako je obsah minerálů a úroveň vlhkosti půdy. U leteckých hyperspektrálních fotografií budou mít určité typy půdy nebo minerálů specifické spektrální podpisy, které vytvářejí vzory. Inspektoři pro bezpečnost potravin mohou pomocí hyperspektrálních kamer posoudit obsah potravin z hlediska výživy nebo kontaminace nepotravinovým materiálem.
HyperCam používá jak viditelné světlo, tak neviditelné blízké infračervené světlo, aby nahlédl pod povrchy objektů a vytvořil vzory, aby nám ukázal, co jim chybí. Pro každý obrázek vytváří obrázek ze 17 různých vlnových délek. Jeho integrovaný software pak vybere nejlepší kousky každého obrazu, aby se vešly do jednoho celku. Upřednostňuje části obrazu, které ukazují věci, které by oko běžně nevnímalo.
„[HyperCam] se automaticky snaží definovat, co je užitečné ve scéně, “ vysvětluje Mayank Goel, doktorand na Washingtonské univerzitě, který pracuje na projektu HyperCam. "To přehání, co lidské oko nevidí."
HyperCam může například vidět žíly pod lidskou kůží. Tyto žíly, kombinované s ultra-podrobnými obrazy kamery na povrchu, mohou být použity pro identifikační účely. V experimentu zahrnujícím 25 subjektů byla HyperCam schopna porovnat fotografie rukou a jejich subjektů s přesností přes 99 procent. Tato vysoká úroveň přesnosti naznačuje, že by HyperCam mohl mít potenciální biometrické využití, například pomocí vzorů pokožky k odemykání chytrých telefonů, nebo dokonce jako ID pro účely online plateb.
Schopnost vytvářet takové detailní obrazy vzorců kůže může mít také řadu lékařských využití, říká Goel. Mohlo by to být například použito k monitorování hojení ran v průběhu času, k zachycení jemnozrnných změn, které lidské oko nevidí.
HyperCam má také zajímavé potenciální využití i pro spotřebitele. Snadno rozlišuje mezi zralým a přezrálým ovocem a vypouští se pod modřiny, které poškozují texturu hrušky nebo jablka. Čím jsou plody zralé, tím tmavší bude na obrázku HyperCam. Je tomu tak proto, že plody zralé jsou měkčí; světlo proniká do ovoce spíše než se odráží.
Na rozdíl od hyperspektrálních kamer používaných pro průmyslové účely, které mohou stát tisíce dolarů, je HyperCam pouze asi 800 USD. A tvůrci říkají, že za pouhých 50 $ by mohla být technologie implantována do mobilních telefonů.
Technologie HyperCamu má svá omezení. Nelze jej použít za jasného denního světla, protože příliš mnoho světla přemůže jeho schopnosti vyřezat spektrum. Dokonce i ve velmi jasně osvětleném obchodě s potravinami může uživatel držet HyperCam docela blízko produktu - řekněme asi jednu stopu -, aby získal přesné údaje.
I když budou moci vybrat nejlepší broskve na trhu, bylo by nepochybně užitečné, vynálezci HyperCamu tvrdí, že má mnohem více potenciálních využití. A i když neexistují žádné okamžité plány na pěstování HyperCamů v mobilních telefonech, vědci doufají, že se k tomu v blízké budoucnosti připojí.
"Chceme spolupracovat s [jinými] vědci, " říká Goel. "Myšlenka je, že lidi vzděláváme o tom, jak tento fotoaparát vyrábějí, a pak ho mohou vygenerovat pro vlastní aplikace."
