Исследователи из Стэнфордского университета разработали своего рода рентгеновское зрение—только без рентгеновских лучей. Работая с аппаратным обеспечением, аналогичным тому, что позволяет беспилотным автомобилям "видеть" окружающий мир, исследователи усовершенствовали свою систему с помощью высокоэффективного алгоритма, который может восстанавливать трехмерные скрытые сцены на основе движения отдельных частиц света или фотонов. В ходе испытаний, подробно описанных в статье, опубликованной в Nature Communications, их система успешно реконструировала формы, скрытые пеной толщиной 1 дюйм. Для человеческого глаза это сопоставимо со способностью видеть сквозь стены.
Чтобы видеть сквозь окружающую среду, которая рассеивает свет во все стороны, система соединяет лазер со сверхчувствительным детектором фотонов, который регистрирует каждый бит лазерного света, попадающий на него. Когда лазер сканирует препятствие, например стену из пенопласта, случайный фотон может пройти сквозь пену, ударить предметы, скрытые за ним, и пройти обратно через пену, чтобы достичь детектора. Программное обеспечение с поддержкой алгоритма затем использует эти несколько фотонов и информацию о том, где и когда они попадают в детектор для восстановления скрытых объектов.
Это не первая система, способная обнаруживать скрытые объекты через рассеивающую среду, но она позволяет обойти ограничения, связанные с другими методами. Например, некоторым требуется знание того, как далеко находится интересующий объект. Также часто эти системы используют информацию только от баллистических фотонов, которые являются фотонами, которые перемещаются к скрытому объекту и от него через поле рассеяния, но фактически не рассеиваются по пути.
Чтобы сделать алгоритм способный справится со сложностями рассеяния, исследователям пришлось долго работать над своим аппаратным и программным обеспечением, хотя аппаратные компоненты, которые они использовали, лишь немного более продвинуты, чем то, что в настоящее время находится в автономных автомобилях. В зависимости от яркости скрытых объектов сканирование в их тестах занимало от одной минуты до одного часа, но алгоритм реконструировал скрытую сцену в реальном времени и мог работать на ноутбуке.
В будущем усовершенствованная версия этой системы может быть отправлена на другие планеты и луны, чтобы "заглянуть" за ледяные облака и плотную атмосферу и составить подробную карту поверхности. В ближайшем будущем исследователи хотели бы поэкспериментировать с различными средами рассеивания, чтобы смоделировать другие обстоятельства, в которых эта технология могла бы быть полезной.
