Telefonas tampa laboratorija: mokslininkai atrado, kaip paprasta nuotrauka atskleidžia nematomą pasaulį

Mūsų akys mato pasaulį tik trijose spalvų juostose, tai raudonoje, žalioje ir mėlynoje. Vis dėlto telefono kamera fiksuoja daugiau informacijos, nei mes gebame suvokti. Deja, daug šių subtilių duomenų pranyksta apdorojant nuotraukas.

Purdue universiteto mokslininkai atrado būdą, kaip išsaugoti ir panaudoti šią paslėptą informaciją. Tam nereikia jokios brangios įrangos, tai užtenka specialios spalvų kortelės, įtraukiamos į kadrą. Šis paprastas sprendimas telefoną paverčia miniatiūriniu spektrometru.

Paslėpta informacija nuotraukose

Kiekviena fotografija slepia spektrinę informaciją, kuri atspindi, kaip šviesa sąveikauja su medžiaga. Kiekviena medžiaga turi unikalų šviesos atspindžių „parašą“, leidžiantį nustatyti jos cheminę sudėtį. Tai principas, kurį iki šiol naudojo tik laboratorijose esantys spektrometrai.

Spalvų kortelė ir algoritmas padeda normalizuoti nuotraukos sąlygas, todėl analizė tampa patikima. Tikslumas siekia net 1,6 nanometro, tai lygiai tiek, kiek profesionalūs prietaisai, kainuojantys tūkstančius. Tai reiškia, kad paprastas vartotojas savo kišenėje gali turėti prietaisą, kuris anksčiau buvo prieinamas tik mokslininkams.

Praktiniai pritaikymai

Technologijos autoriai jau įrodė jos vertę praktikoje. Naudojant kortelę, pavyko atskirti tikrą škotišką viskį nuo padirbto. Tokiu pačiu principu galima analizuoti oro kokybę, pigmentus meno kūriniuose ar net diagnozuoti ligas iš biologinių mėginių.

Galimos sritys, tai maisto ir gėrimų kokybės kontrolė, žemės ūkis, aplinkos monitoringas ar medicina regionuose, kur brangūs spektrometrai yra neprieinami. Ši technologija gali tapti proveržiu vietose, kur paprastumas ir prieinamumas svarbesni už sudėtingą įrangą.

Telefonas kaip tyrimų įrankis

Nors idėja išgauti spektrinę informaciją iš nuotraukų nagrinėjama jau daugelį metų, ankstesni bandymai buvo riboti. Dirbtinio intelekto modeliai veikė tik konkrečiomis sąlygomis, o specialūs priedai prie telefonų buvo nepraktiški. Purdue mokslininkų sprendimas paprastas, patikimas ir prieinamas.

Jeigu šis metodas sulauks plataus taikymo, telefonai nustos būti vien tik kameromis ar kompiuteriais. Jie taps tyrimų įrankiais, leidžiančiais kiekvienam atlikti analizę, kurios anksčiau reikėjo laboratorijos. Viskas, ko prireiks, tai kortelė, nuotrauka ir programėlė.

Tokiu būdu technologija sujungia mokslą su kasdienybe. Ji suteikia galimybę vartotojams pasitikrinti maisto ar gėrimų kokybę, gydytojams, tai atlikti tyrimus be brangios įrangos, o mokslininkams plėsti tyrimus lauko sąlygomis. Telefonas gali tapti mūsų kasdieniu spektrometru.