Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.12.2021
Мария Осетрова
1
7 523

Физики создали ультратонкое оптоволокно для передачи трехмерных видео

6.8

Оптоволокно толщиной с человеческий волос сканирует объекты на расстоянии до нескольких метров, измеряя яркость каждого пикселя и расстояние до него с миллиметровым разрешением. Технология имеет потенциал применения для минимально инвазивных медицинских зондов и для 3D визуализации труднодоступных внутренних частей механизмов.

© Judy Gallagher / Flickr
© Judy Gallagher / Flickr

Когда исследователями или специалистами нужно заглянуть в труднодоступные места сложного механизма или даже человеческого тела, на помощь приходят оптоволоконные технологии. Как правило, чтобы «заглянуть» внутрь объекта со сложной геометрией используют пучок оптоволокна толщиной примерно с человеческий палец. В таком пучке каждое волокно отвечает за один пиксель изображения.

Помимо интенсивности света оптоволоконный эндоскоп может регистрировать и трехмерную структуру объекта — благодаря технологии времяпролетной визуализации. Это метод, при котором на объект направляют световой импульс и измеряют время, через которое он возвращается обратно. В новой работе ученые показали, что можно обойтись всего одним оптоволокном толщиной с человеческий волос и создать на его основе прибор нового поколения для трехмерной визуализации удаленных объектов.

Команда использовала продвинутые методики формирования пучка света, которые позволили сформировать череду импульсов света лазера — отдельные «пятна» света. Эти «пятна» поочередно сканировали поле зрения, измеряя интенсивность отраженного света, которая определяла яркость каждого пикселя. Дополнительно система изменяла время, которое понадобилось «пятну», чтобы достичь объекта и вернуться обратно к эндоскопу — так определялось расстояние до каждого пикселя.

Исследователи показали, что такой подход работает для сканирования объектов на расстояние от нескольких десятков миллиметров до нескольких метров с разрешением глубины около пяти миллиметров. Более того, скорость сканирования позволила делать до пяти изображений в секунду, создавая видео с частотой до пяти кадров в секунду.

В предложенной учеными конструкции после калибровки оптоволокно должно оставаться неподвижным, но в будущем исследователи надеются сократить время калибровки и сделать оптоволокно подвижным во время сканирования. Сотрудничая с индустрией, авторы работы планируют создать микроэндоскопы нового поколения для широкого спектра применений в ближайшие 10 лет.

Статья с описанием новой методики опубликована в журнале Science.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 13:02
Александра Медведева

Новое исследование указало на мобильные элементы, которые могут перемещаться и размножаться в пределах генома, как на наиболее вероятный источник подавляющего большинства интронов, некодирующих участков ДНК эукариот. Открытие позволяет объяснить огромные различия в количестве интронов в геномах разных видов.

Позавчера, 13:13
Алиса Гаджиева

Палеонтологи обнаружили останки никогда ранее не встречавшегося дасплетозавра, который, возможно, был прямым предком Tyrannosaurus rex. Эта находка может разрешить серьезные споры об эволюционной родословной самого знаменитого динозавра.

Вчера, 10:24
Александр Березин

Черные дыры периодически разрывают звезды на части, но параметры конкретно этого события из ранней Вселенной поставили ученых в тупик.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

26 ноября
Денис Тулинов

Технологии искусственного интеллекта проникают во все сферы жизни. Наука не исключение — ученые начинают использовать машинное обучение все активнее, и за ним уже есть реальные научные достижения. Но это лишь прелюдия: ИИ явился не просто помочь с расчетами, его роль в будущем масштабнее — он усилит наше мышление, указывая на взаимосвязи, которые человеческому уму не видны. Наука изменится. Naked Science полагает, что у нее появился новый способ изучать мир.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

24 ноября
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Ура. Надеюсь, это заменит гастроскопию и другие "рвотные" зонды.
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: