Багато людей знайомі з системами розпізнавання обличчя, які розблоковують смартфони та ігрові системи або дозволяють отримати доступ до наших банківських рахунків онлайн. Але сучасна технологія може вимагати квадратних проекторів і об’єктивів. Тепер дослідники повідомляють у Nano Letters про витончену систему 3D-зображення поверхні з більш плоскою та спрощеною оптикою. У демонстраціях підтвердження концепції нова система розпізнала обличчя Давида Мікеланджело так само добре, як і існуюча система смартфонів.

3D-зображення поверхні є поширеним інструментом, який використовується для розпізнавання обличчя смартфоном , а також для комп’ютерного зору та автономного водіння. Ці системи зазвичай складаються з точкового проектора, який містить кілька компонентів: лазер, лінзи, світловод і дифракційний оптичний елемент (DOE).

DOE — це особливий вид лінз, які розбивають лазерний промінь на масив приблизно з 32 000 інфрачервоних точок. Отже, коли людина дивиться на заблокований екран, система розпізнавання обличчя проектує масив точок на більшу частину її обличчя, а камера пристрою зчитує шаблон, створений для підтвердження особи. Однак системи точкового проектора є відносно великими для невеликих пристроїв, таких як смартфони. Тож Ю-Хен Хонг, Хао-Чунг Куо, Яо-Вей Хуанг та їхні колеги вирішили розробити більш компактну систему розпізнавання обличчя, яка була б майже плоскою та потребувала б менше енергії для роботи.

Для цього дослідники замінили традиційний точковий проектор малопотужним лазером і плоскою поверхнею з арсеніду галію, що значно зменшило розмір пристрою для обробки зображень і енергоспоживання. Вони вигравірували верхню частину цієї тонкої металевої поверхні наноповерхневим малюнком, який створює метаповерхню, яка розсіює світло, проходячи крізь матеріал.

У цьому прототипі малопотужне лазерне світло розсіюється на 45 700 інфрачервоних точок, які проектуються на об’єкт або обличчя, розташоване перед джерелом світла. Як і система точкового проектора, нова система містить камеру для зчитування візерунків, створених інфрачервоними точками.

Під час випробувань прототипу система точно визначила 3D-копію Давида Мікеланджело, порівнявши візерунки інфрачервоних точок із фотографіями знаменитої статуї в Інтернеті. Примітно, що це вдалося, використовуючи в п’ять-десять разів менше енергії та на платформі з площею поверхні приблизно у 230 разів меншою, ніж звичайна система точкового проектора. Дослідники кажуть, що їхній прототип демонструє корисність метаповерхень для ефективних малопотужних рішень для обробки зображень для розпізнавання обличчя, роботизації та розширеної реальності.

Щорічна публікація NASA Spinoff демонструє внесок агентства в передачу технологій, підкреслюючи інновації, розроблені для дослідження космосу, які тепер приносять користь повсякденному життю на Землі.

Оскільки NASA впроваджує інновації на благо всіх, те, що агентство розробляє для дослідження, має потенціал для розвитку інших технологій із ширшим використанням тут, на Землі. Багато з цих прикладів висвітлено в щорічній книзі NASA Spinoff, включаючи десятки медичних інновацій, розроблених NASA, а також інші досягнення.

Цьогорічна публікація NASA’s Spinoff 2024 містить кілька комерціалізованих технологій, які використовують досвід досліджень і розробок агентства для впливу на повсякденне життя, зокрема:

• Сферичні «м’які» роботи, здатні потрапляти в небезпечні ситуації до того, як туди прибудуть перші служби реагування
• «Цифрові крила» — технологія маршрутизації літака, яка забезпечує підвищення ефективності палива та більш плавний політ
• Легші та міцніші конструкції дискових гальм, які утворюють менше пилу, ніж традиційні дискові гальма
• Комп’ютерне програмне забезпечення, яке допомагає компаніям і громадам справлятися зі стихійними лихами, такими як лісові пожежі, і відновлюватися після них
• Нові методи 3D-друку для адитивного виробництва ракетних двигунів та інших великих алюмінієвих деталей

«Оскільки ми продовжуємо розширювати нові межі та робити неймовірне, вчені та інженери NASA постійно впроваджують інновації та вдосконалюють технології», — сказав адміністратор NASA Білл Нельсон. «Важливо важливою частиною нашої місії є швидке надання цих досягнень компаніям і підприємцям, які зможуть використовувати їх для розвитку свого бізнесу, відкриття нових ринків, стимулювання економіки та підвищення якості життя для всіх».

Медичні інновації включають перший бездротовий артроскоп – невелику трубку з камерою, яка вставляється в тіло під час операції – отримав дозвіл від Управління з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США, яке скористалося досвідом NASA щодо скафандрів і супутникових батарей. Технології діагностики таких захворювань, як коронавірус, гепатит і рак, також виникли в результаті досліджень космосу та наукових зусиль NASA. Навіть деякі типи зубної пасти виникли завдяки спробам агентства вирощувати кристали для електроніки.

Додаткові основні моменти 2024 року включають розробки в рамках кампанії NASA Artemis , як-от маленька міцна відеокамера, яка використовується для підвищення безпеки літаків, і новий метод виявлення дефектів або пошкоджень у композитних матеріалах. Тим часом, ще одна побічна історія детально описує останні переваги технології паливних елементів, створеної понад 50 років тому для компанії Apollo, яка тепер готова підтримувати наземні електромережі на основі відновлюваної енергії.

У книзі також представлено кілька технологій, які NASA визначило як перспективні майбутні побічні дії, і інформацію про те, як ліцензувати технології агентства. З 1970-х років тисячі технологій NASA знайшли свій шлях до багатьох наукових і технічних дисциплін, вплинувши майже на кожну американську галузь.

«Оскільки це найтриваліша безперервна програма NASA, ми продовжуємо збільшувати кількість технологій, які ми ліцензуємо з року в рік, одночасно оптимізуючи шлях розвитку від уряду до комерційного сектора», — сказав Деніел Локні, керівник програми трансферу технологій у штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. . «Ці історії успіху комерціалізації постійно доводять переваги переходу технологій агентства в приватні руки, де досягається реальний вплив».

Побічні дії є частиною Управління місії космічних технологій НАСА та його програми передачі технологій. Tech Transfer відповідає за пошук широких інноваційних застосувань для технологій, розроблених NASA, через партнерські та ліцензійні угоди, гарантуючи, що інвестиції агентства принесуть користь нації та світу.