Chế tạo thành công camera có thể nhìn “xuyên” qua góc tường

Nhìn xuyên qua để quan sát các vật khuất sau tường tưởng chừng là điều chỉ xuất hiện trong phim viễn tưởng. Tuy nhiên, giờ đây điều đó đã trở thành sự thật.

Trong khi nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới sử dụng sóng điện từ truyền xuyên qua tường để theo dõi đối tượng của họ, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Heriot-Watt, Edinburgh muốn tiếp cận một phương pháp đơn giản hơn. Họ phát triển một chiếc máy ảnh có khả năng ghi nhận cực nhạy tín hiệu ánh sáng, giúp nó nhìn được vòng qua góc tường.

“Hệ thống này hoạt động bằng cách gửi một nguồn sáng laser từ máy ảnh về phía chứa đối tượng hoặc người bị che khuất. Sau đó, các tín hiệu thứ cấp được thu nhận trở lại để phân tích”, Genevieve Gariepy, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.

“Đơn giản bằng cách đo thời gian ánh sáng trở về máy ảnh, chúng tôi có thể biết chính xác khoảng cách của đối tượng. Ghi lại các hiệu ứng dịch chuyển của ánh sáng giúp chúng tôi biết đối tượng đến từ hướng nào. Sẽ chỉ mất một vài giây cho các máy ảnh thực hiện điều này. Như vậy, kể cả khi đối tượng chuyển động với vận tốc lớn, chúng tôi vẫn có thể theo dõi chúng”.

Trong so sánh với một số phương pháp trước đó cũng sử dụng laser để định vị đối tượng bị che khuất, phương pháp mới của các nhà khoa học tại Đại học Heriot-Watt tỏ ra ưu việt hơn. Các phương pháp cũ đòi hỏi một thời gian phản hồi và giải mã tương đối lớn. Trong khi chiếc máy ảnh mới cho phép thực hiện mọi thao tác ghi ảnh trong vòng 1 giây. Về cơ bản nó phù hợp cho đa số các ứng dụng thời gian thực.

Để làm được điều đó, máy ảnh phải được thiết kế để sử dụng một số ống kính và bộ thiết bị chuyên dụng, những thứ không có sẵn trên thị trường phổ thông. Nó cho phép cảm biến ghi nhận vị trí đáng kinh ngạc của từng photon riêng lẻ lên đến 20 tỷ khung hình mỗi giây.

Laser, với tính chất định hướng cao ánh sáng đơn sắc, được sử dụng làm nguồn phát trong thí nghiệm. Các nhà nghiên cứu đặt chiếc máy ảnh hướng song song với một bên tường. Ở góc tường bị khuất, họ đặt một hình nộm người bằng xốp.

Khi tia laser được chiếu xuống sàn nhà, nó bắt đầu phát các tín hiệu sóng lan truyền trong không gian, đập vào hình nộm người ở góc khuất. Sau đó, một tín hiệu thứ cấp khác sẽ phát ra bởi hình nộm. Máy ảnh ghi nhận và phân tích tín hiệu này để xác định vị trí và hướng chuyển động của vật thể.

“Chúng tôi đã làm tăng khoảng cách mà máy ảnh có thể nhìn vòng qua góc tường đến vài mét”, Daniele Faccio, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. “Cả nhóm đang tập trung vào một mục tiêu lớn hơn nữa, khả năng xây dựng lại hình ảnh 3 chiều của đối tượng”.

Mặc dù mới chỉ dừng lại ở việc xác định vị trí và hướng chuyển động của đối tượng, công nghệ này đã có thể ứng dụng trong các khu vực thảm họa thiên tai. Họ có thể sử dụng camera đặt trên máy bay và quan sát nhiều góc khuất khác nhau của khu vực, nơi mà mọi tiếp cận từ mặt đất đều mang rủi ro và nguy hiểm lớn.

Một hướng ứng dụng khả thi khác là tích hợp camera trên các phương tiện giao thông. Với khả năng nhìn vòng qua góc tường, nó sẽ giúp cảnh báo những vật cản và giảm tai nạn xảy ra ở các góc khuất nguy hiểm.

Theo Trí Thức Trẻ