17/11/2012

Vendo através das paredes: imagem revela objeto escondido

O colega do CCDPE-ECM (Centro de Cultura, Documentação e Pesquisa do Espiritismo Eduardo Carvalho Monteiro), Pedro Nakano, enviou, por correio eletrônico, artigos publicados na Revista Nature e divulgados pelo Site Inovação Tecnológica.

 

No correio eletrônico, com o título "Vidência dos médiuns x ciência atual - Pesquisas científicas demonstram ser possíveis", Pedro Nakano pergunta:

"Será que estamos iniciando a chegada para a compreensão dessa "técnica" ? Estes artigos dão uma contribuição a esse fenômeno", ele mesmo respondeu e nos encaminhou os artigos, os quais transcrevemos abaixo.

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Vendo através das paredes: imagem revela objeto escondido

"Isso vai ser muito útil em nanotecnologia. Queremos visualizar estruturas
que estão escondidas dentro de ambientes complexos, como chips de computador."
[Imagem: UTwente]

Espalhamento da luz

Materiais como uma folha de papel, uma parede ou um vidro fosco parecem opacos porque eles dispersam e espalham a luz que incide sobre eles.

Em vez de seguir a linha reta que percorre através de materiais transparentes, a luz segue um caminho errático imprevisível.

É isto que torna impossível ver as coisas que estão por detrás dos materiais opacos.

Várias técnicas têm sido desenvolvidas que permitem a recuperação de imagens de objetos quando há uma quantidade ínfima de luz disponível, ou seja, quando alguns raios de fato viajaram em linha reta.

- veja mais abaixo : Câmera a laser enxerga além da esquina -

Contudo, até hoje ninguém havia inventado uma forma de criar uma imagem a partir de uma luz que tenha sido totalmente espalhada.


Informação embaralhada

Jacopo Bertolotti e seus colegas da Universidade de Twente, na Holanda, acabam de fazer isto, mapeando o ângulo de um feixe de laser que ilumina um difusor opaco - um vidro fosco, através do qual não se pode ver nada diretamente.

O laser vai sendo movido, mas incide sempre sobre o mesmo ponto no vidro fosco.

Ao mesmo tempo, um computador interpreta a quantidade de luz retornada por um objeto fluorescente, escondido atrás do difusor, e compara essa luz com o ângulo do laser.

"Embora a intensidade da luz não seja suficiente para formar uma imagem do objeto diretamente, a informação necessária para fazer isso está lá, mas de uma forma embaralhada," explica o orientador do trabalho, professor Allard Mosk.

Segundo ele, Jacopo e seu colega Elbert van Putten tiveram a brilhante ideia de tentar desembaralhar a informação para tentar recriar a imagem. E deu certo.

Fotografando o que não se vê

O programa de computador primeiro tenta adivinhar a informação que falta, e então vai refinando seu palpite analisando cada porção da informação disponível.

A técnica ainda é bastante limitada, tendo funcionado para um objeto fluorescente do tamanho de uma célula - 50 micrômetros.

Mas a equipe acredita que isso é mais do que suficiente para permitir a criação de técnicas de microscopia que permitam a reconstrução de imagens em ambientes caracterizados pelo forte espalhamento da luz.

"Isso vai ser muito útil em nanotecnologia. Queremos visualizar estruturas que estão escondidas dentro de ambientes complexos, como chips de computador," disse Mosk.

Eles também sonham em estender o seu método para examinar objetos sob a pele humana.

"Mas, por enquanto," diz o Dr. Mosk, "a nossa técnica é muito lenta para isso."

Bibliografia:

Non-invasive imaging through opaque scattering layers
Jacopo Bertolotti, Elbert G. van Putten, Christian Blum, Ad Lagendijk, Willem L. Vos, Allard P. Mosk
Nature
Vol.: 491, 232-234
DOI: 10.1038/nature11578

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=vendo-atraves-paredes&id=010160121109

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Câmera a laser enxerga além da esquina

A base do equipamento é um laser de femtossegundos, um tipo de laser que emite
não uma luz contínua, mas pulsos de luz muito curtos, que se refletem na parede
e vão até o objeto.
[Imagem: MIT]

Fotografando depois da curva

Em Dezembro passado, pesquisadores do MIT divulgaram aquilo que seria a câmera mais rápida do mundo, capaz de mostrar a luz fluindo em câmera lenta através de uma garrafa plástica.

O que eles não contaram na ocasião é que estavam na verdade trabalhando em uma câmera capaz de enxergar coisas escondidas atrás de portas ou paredes - "além da esquina", como eles dizem.

O resultado ainda é primário, longe do que seria uma filmagem direta, mas as imagens têm qualidade suficiente para permitir o reconhecimento do objeto escondido.

No experimento, a câmera gera uma imagem de um boneco de madeira, usado em aulas de arte, fora do campo de visão da câmera - o boneco fica atrás de uma folha de EVA.

O princípio é o mesmo dos periscópios. A diferença é que, em vez de usar espelhos para redirecionar a luz, o sistema usa as paredes, as portas ou o piso.

Câmera por reflexão de laser

A base do equipamento é um laser de femtossegundos, um tipo de laser que emite não uma luz contínua, mas pulsos de luz muito curtos, cada um com uma duração de alguns quadrilionésimos de segundo - 1 femtossegundo equivale a 10-15 segundo.

O pulso de laser é disparado para a parede, que reflete a luz em direção ao objeto além da esquina. O objeto, por sua vez, reflete de volta a luz, que faz o caminho de volta, refletindo-se na parede, e indo até a câmera.

O segredo para capturar apenas a luz que está retornando do objeto, e não toda a luz que se reflete continuamente na parede, é limitar o tempo de coleta da luz pelo sensor da câmera.

O tempo de exposição é de apenas 2 picossegundos, o tempo que a luz leva para viajar 0,6 milímetro - 1 picossegundo equivale a 10-12 segundo.


O resultado ainda é primário, mas suficiente para identificar o objeto escondido,
incluindo sua reconstrução em 3D (à direita).
[Imagem: MIT]

Como os pulsos de luz emitidos pelo laser são muito curtos, um programa de computador consegue calcular a distância que eles viajaram, medindo o tempo que levou para eles retornarem.

O processo é repetido várias vezes, dirigindo a luz para diferentes pontos na parede, de forma que ela entra no ambiente onde o objeto está escondido em ângulos diferentes.

O detector da câmera mede também a intensidade da luz que chega até ele vinda dos diversos ângulos, o que permite uma reconstrução da estrutura 3D do objeto.

Finalmente, comparando o tempo que cada onda de luz atinge diversas partes do detector, o sistema pode traçar um desenho da geometria do objeto escondido - no experimento, esse processo foi repetido 60 vezes para a geração de uma imagem "além da esquina".

Possibilidades de aplicação

Os cientistas afirmam que, no futuro, o sistema poderia ser usado pelos bombeiros ou pela polícia, para ver onde é seguro entrar, ou por sistemas de navegação para veículos, que poderiam olhar além da esquina ou em outros pontos cegos.

Isso se eles conseguirem tornar o dispositivo mais rápido e mais prático - um laser de femtossegundos portátil oferecendo a precisão exigida para a geração de imagens em tempo real é algo difícil de imaginar com a tecnologia atual - talvez por isso os cientistas tenham dito "no futuro".

Mais dentro das possibilidades é um sistema de imageamento médico que possa ser inserido em um endoscópio, produzindo imagens de partes não facilmente acessíveis do interior do corpo humano.

Bibliografia:

Recovering three-dimensional shape around a corner using ultrafast time-of-flight imaging
Andreas Velten, Thomas Willwacher, Otkrist Gupta, Ashok Veeraraghavan, Moungi G. Bawendi, Ramesh Raskar
Nature Communications
Vol.: 3, Article number: 745
DOI: 10.1038/ncomms1747

 

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=camera-laser-enxerga-alem-esquina&id=010110120321

 

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