Створений лазер, який дозволяє побачити все в кімнаті через замкову щілину

Здатність «заглядати» всередину закритих приміщень протягом довгого часу належала до розряду наукової фантастики та всяких «супергеройських» умінь. Однак, дослідники з лабораторії Computational Imaging Lab Стенфордського університету, взявши за основу технологію NLOS (non-line-of-sight imaging), добилися того, що єдиний промінь лазерного світла, що проникає в замкнуте приміщення, скажімо так, через замкову щілину, дозволять побачити всі фізичні об’єкти, що знаходяться в цьому приміщенні.

Технологія знімання NLOS є вже досить давно відомою технологією. На основі цього методу вже були створені «розумні» камери, здатні заглядати за кути та проводити знімання предметів, прихованих будь-якими перешкодами. Однак, більшість попередніх реалізацій технології NLOS-зйомки дозволяли побачити досить великі об’єкти та рівні поверхні, стін в приміщенні, наприклад. Технологія NLOS є дуже перспективною технологією для цілого ряду областей. Самоврядні автомобілі-роботи, наприклад, за допомогою такої технології можуть «зазирнути» за кути та розпізнати потенційну небезпеку перш ніж її зможе побачити звичайна камера або людина-водій.

Технологія працює таким чином — лазер випромінює серію коротких імпульсів певної тривалості, що йдуть через певний інтервал часу. Світло лазера багаторазово відбивається від поверхонь предметів, в тому числі та від прихованих перешкодами, якась його частина повертається і вловлюється датчиками камери. Інформація про те, скільки часу пройшло між подачею початкового імпульсу і реєстрацією сигналу відбитого світла, обробляється за допомогою складних математичних алгоритмів, які відтворюють зображення предметів, що не потрапляють в поле прямого зору камери. Кінцеві зображення не можуть похвалитися високою якістю і роздільною здатністю, але людина досить легко розпізнає предмети на цих зображеннях.

Однак, у що існує реалізацій NLOS-технології є ряд серйозних обмежень, якість її роботи дуже сильно залежить від площі та відбивної здатності поверхні прихованих предметів. Це, і деякі інші обмеження, робили спроби знімання ззовні знаходиться всередині замкнутого приміщення практично неможливою справою до останнього часу.

Метод знімання «через замкову щілину», розроблений в Стенфорді, отримав таку назву через те, що для його роботи необхідно лише крихітний отвір, через яке промінь лазера може висвітлити маленька пляма на протилежній поверхні. Величезна кількість фотонів багаторазово відбивається від поверхонь стін і предметів у приміщенні, але лише невеликій кількості фотонів вдається повернутися і потрапити на поверхню лавинного фотодетектора, здатного реєструвати та вимірювати час прибуття навіть одиничних фотонів. Джерело