Camera nhỏ bằng hạt muối chụp ảnh màu siêu nét

Dù có kích thước siêu nhỏ, mẫu camera mới có thể chụp ảnh màu ở chất lượng tương đương những thấu kính thông thường lớn gấp 500.000 lần.

Thiết bị quang học siêu nhỏ gọn mới được phát triển bởi nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Princeton và Đại học Washington. Thiết bị khắc phục được vấn đề của những thiết kế camera cỡ vi mô trước đây, thường cho ảnh méo và mờ với tầm nhìn rất hạn chế. Camera mới có thể cho phép robot siêu nhỏ cảm biến môi trường xung quanh, thậm chí giúp bác sĩ xem xét vấn đề bên trong cơ thể người.

Camera nhỏ bằng hạt muối chụp ảnh màu siêu nét
Camera siêu nhỏ đặt trên đầu ngón tay. (Ảnh: Đại học Princeton)

Camera cỡ lớn thông thường sử dụng hàng loạt thấu kính thủy tinh hoặc nhựa giúp bẻ cong tia sáng chiếu vào tiêu điểm ở tấm phim hoặc cảm biến kỹ thuật số. Ngược lại, camera tí hon do nhà khoa học vi tính Ethan Tseng và cộng sự phát triển dựa vào một bề mặt siêu mỏng đặc biệt với 1,6 triệu cột trụ, mỗi cột lớn cỡ một virus HIV, có thể điều chỉnh đường hướng của ánh sáng.

Loading...

Mỗi cột trên bề mặt rộng 0,5 mm có hình dáng độc nhất cho phép nó hoạt động như một ăngten. Thuật toán học máy sau đó giải mã tương tác của mỗi cột với ánh sáng, biến đổi thành hình ảnh. Những bức ảnh chụp từ thiết bị siêu nhỏ này cung cấp hình ảnh chất lượng cao nhất với tầm nhìn rộng nhất so với bất kỳ camera ảnh màu siêu mỏng nào từng được phát triển từ trước tới nay.

Thiết kế trước đây có xu hướng bị méo ảnh, tầm quan sát hạn chế và gặp vấn đề trong việc chụp toàn bộ quang phổ của ánh sáng khả kiến do dựa vào sự kết hợp của các màu cơ bản như đỏ, xanh lá cây và xanh dương để tạo ra những màu khác.

Ngoài bị mờ đôi chút gần mép khung hình, ảnh chụp bằng camera tí hon mới có thể sánh ngang với camera cỡ lớn thông thường trang bị 6 thấu kính khúc xạ. Camera cũng có thể hoạt động tốt trong ánh sáng tự nhiên thay vì phải dùng đèn laser hoặc yêu cầu điều kiện lý tưởng như những camera siêu mỏng trước đây nhằm tạo ra ảnh chất lượng cao.

Để vượt qua khó khăn do có hàng triệu cấu trúc vi mô nhỏ trên bề mặt siêu mỏng, chuyên gia quang học Shane Colburn ở Đại học Washington tạo ra mô hình kỹ thuật số mô phỏng thiết kế camera kèm theo ảnh chụp thu được, cho phép họ đánh giá và tinh lọc cấu hình. Theo Colburn, số lượng ăngten khổng lồ trên mỗi bề mặt và độ phức tạp của tương tác giữa chúng và ánh sáng có nghĩa mỗi mô phỏng sử dụng lượng lớn bộ nhớ và thời gian.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang làm việc để tăng thêm khả năng tính toán cho camera, giúp nâng cấp chất lượng hình ảnh và phát hiện đồ vật. Họ công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications hôm 29/11.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Truyền dữ liệu bằng laser tốc độ 1.000 GB mỗi giây

Truyền dữ liệu bằng laser tốc độ 1.000 GB mỗi giây

Các vệ tinh có thể sử dụng chùm laser để liên lạc và truyền dữ liệu về Trái Đất nhanh gấp một triệu lần so với tín hiệu vô tuyến.

Đăng ngày: 02/12/2021
Thiết kế đèn giao thông hấp thụ lực cứu người bị tai nạn

Thiết kế đèn giao thông hấp thụ lực cứu người bị tai nạn

Các nhà nghiên cứu thiết kế đèn giao thông sử dụng bọt giúp hấp thụ động lực từ va chạm, giảm nguy cơ gây thương tích và gãy đổ trong tai nạn.

Đăng ngày: 01/12/2021
Động cơ tên lửa chạy bằng rác thải nhựa

Động cơ tên lửa chạy bằng rác thải nhựa

Công ty Pulsar Fusion đang phát triển và thử nghiệm động cơ tên lửa hoạt động nhờ hợp chất có trong rác thải nhựa tái chế.

Đăng ngày: 30/11/2021
Mỹ tạo ra robot sống đầu tiên có thể tự nhân bản

Mỹ tạo ra robot sống đầu tiên có thể tự nhân bản

Các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra loại robot sống đầu tiên trên thế giới, được gọi là xenobot. Chúng có thể nhân bản, theo cách hoàn toàn khác động vật và thực vật tự nhiên.

Đăng ngày: 30/11/2021
Robot

Robot "nghệ sĩ" đầu tiên của thế giới viết thơ về Dante

Ngày 28-11, Đài CNN đưa tin Đại học Oxford (Anh) mới đây đã tổ chức buổi đọc thơ cho Ai-Da - robot " nghệ sĩ" đầu tiên trên thế giới.

Đăng ngày: 30/11/2021
Choáng với công nghệ có thể giúp chúng ta đi từ New York đến Los Angeles chỉ trong... 1 giây

Choáng với công nghệ có thể giúp chúng ta đi từ New York đến Los Angeles chỉ trong... 1 giây

Phía trước vẫn còn một chặng đường dài, nhưng chắc chắn công nghệ này một ngày nào đó có thể cho phép chúng ta đi từ New York sang Los Angeles chỉ trong vòng một giây.

Đăng ngày: 30/11/2021
Kính kim cương siêu cứng có độ dẫn nhiệt cao nhất

Kính kim cương siêu cứng có độ dẫn nhiệt cao nhất

Các chuyên gia dùng áp suất biến đổi một vật liệu carbon thành loại kính mới có tiềm năng đưa vào sản xuất hàng loạt với tính ứng dụng cao.

Đăng ngày: 30/11/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News