Celular do futuro vai identificar problemas de pele com uma simples selfie
Por Wendel Martins |
Pesquisadores da Universidade de Utah desenvolveram uma câmera hiperespectral compacta que captura 25 canais de cor em vídeo de alta definição. A tecnologia cabe em um smartphone e promete revolucionar a fotografia móvel.
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Uma câmera tradicional divide a imagem em três canais: vermelho, verde e azul. A nova tecnologia vai além e registra 25 divisões diferentes do espectro de luz, criando uma "impressão digital espectral" para cada pixel.
Como funciona a nova câmera
O sistema utiliza um filtro difrativo com padrões em nanoescala colocado diretamente sobre o sensor. Esse filtro codifica os 25 canais de dados espectrais em uma imagem 2D comprimida chamada "difratograma".
Algoritmos de computador reconstroem essa imagem em um cubo de dados completo. O processo é instantâneo, diferente das câmeras hiperespectrais convencionais que capturam as informações de forma sequencial e lenta.
O que muda na prática?
A tecnologia permite avaliar o amadurecimento de frutas instantaneamente. Também pode detectar estresse ou doenças em plantas antes que os sintomas sejam visíveis a olho nu.
Na área médica, a câmera identifica diferentes condições de pele com precisão superior às câmeras convencionais. O sistema enxerga detalhes invisíveis para o olho humano e câmeras digitais tradicionais.
A tecnologia ainda melhora sistemas de reconhecimento facial ao capturar informações que vão além do espectro visível.
Vantagens sobre as câmeras atuais
As câmeras hiperespectrais tradicionais são volumosas, caras e limitadas a imagens estáticas ou vídeos com taxa de quadros muito baixa. O protótipo da Universidade de Utah resolve essas limitações.
A compressão de dados representa outro benefício importante. Os arquivos capturados são muito menores que os de câmeras hiperespectrais convencionais, facilitando o armazenamento e transmissão.
Satélites teriam dificuldade para transmitir cubos de imagem completos. Com a nova tecnologia, os arquivos originais são compactos e a extração dos dados acontece posteriormente.
Especificações do protótipo
O protótipo atual captura imagens com resolução de 1304 × 744 pixels (aproximadamente 1 megapixel). Esse sistema divide as imagens em 25 comprimentos de onda diferentes entre 440-800 nanômetros.
Segundo o estudo publicado pela Universidade, o campo de visão alcança cerca de 50 graus, similar ao de câmeras de smartphones atuais.
Os pesquisadores testaram a câmera em três aplicações reais: diferenciar tipos de tecido em cenas cirúrgicas, prever o envelhecimento de morangos ao longo do tempo e simular filtros espectrais usados em astronomia.
Próximos passos do "celular do futuro"
Por enquanto, a equipe trabalha em uma versão melhorada que registra imagens em resolução maior e com mais canais de comprimento de onda. O design do elemento difrativo nanoestruturado também será simplificado.
O custo de produção é várias vezes menor que o de câmeras hiperespectrais comerciais disponíveis. A tecnologia também se adapta facilmente a diferentes campos como agricultura, astronomia e bioimagem.
Além dos smartphones, o sistema pode ser implementado em câmeras de vigilância, plantas de processamento de alimentos e outras aplicações industriais.
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Fonte: Optica Publishing Group