美国科学家发明的新型纳米照相机让人脑后“长”眼

2014-11-26 19:54:44来源: 科技日报

    或许很多人在儿时都曾幻想能在脑后“长”一双眼睛,像超人一般看见自己身后本应看不到的景色。而现在,多亏一种新型纳米照相机,超人般的视力或许真的离我们不远了。在童年时期拉梅什·拉斯卡尔也曾幻想过身后长眼。尽管这种奇特的想法早已消失,但拉斯卡尔一直在不断寻找拓宽人们视野的方法。


纳米相机让人脑后“长”眼

    今天,身为美国麻省理工学院媒体实验室照相机文化研究小组主任和媒介艺术与科学副教授的拉斯卡尔,终于实现了他儿时的幻想。他发明了能以光速捕捉图像的纳米相机以及可简便操作(DIY)的医学成像工具。拉斯卡尔表示:“这不仅是一种新的视觉,更是一种超人般的视觉。”

    在研究中,为了避免思维受限,研究小组不断提高原先的目标,并运用了多领域知识的交叉融合。为了制造出减少成像运动模糊的纳米相机,他们甚至研究了光线的传播方式,努力将各种可能性相互交叉融合。

    这种纳米相机的灵感,来自麻省理工大学教授哈罗德·埃杰顿在1964年拍摄的高速摄影作品“静止的时间”(该作品捕捉到了子弹击穿苹果的瞬间),而现在这种纳米相机的速度,比当年埃杰顿使用的高速成像设备快上数百万倍。这种全新的飞秒成像技术(1飞秒等于千万亿分之一秒),创造了人类在“捕捉”光线领域的全新纪录。

    研究小组利用超短激光脉冲代替子弹“射”穿了一个可乐瓶。每秒五千万亿帧的特殊相机,在百万兆分之二秒的二次曝光时间内记录下了瓶子被击穿的瞬间,捕捉到了光在移动中的影像。

    在测试中,为了拍摄到隐藏在墙后目标物体,研究人员操作相机朝目标附近的另一墙体发射超短激光脉冲,激光脉冲击中墙体后会产生散射,散射出的大量光子会弹射向拍摄目标的不同部位产生二次散射,最终相机会捕捉并分析经多次散射后返回镜头的光子,经计算后构建出本应拍不到的目标影像。这种“没有死角”的相机或许能在将来应用于危险环境的探测。

    拉斯卡尔“化不见为可见”的目标已延伸到了人体。研究小组现在研发出了可借助眼睛拍照的手机附件,其价格低,并可用于病人管理和疾病诊断。未来,飞秒成像技术还可能应用于瞬时医学成像,大大缩短成像时间。除了高速摄像,飞秒成像技术还将在一些意想不到的领域大展身手,如抓拍气体中散射光的微小颗粒,经分析后创造出能够代替嗅觉的视觉图像。

    拉斯卡尔预测,新型成像技术将成为改变人类生活方方面面的催化剂,它们不仅如传统般记下眼中所见,更能帮人们获得超人般的强大视力。

关键字:美国科学家  新型  纳米

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2014/1126/article_5284.html
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