En dag, i en ikke alt for fjern fremtid, har vi måske alle kameraer i lommerne, der kan se langt ud over, hvad vores øjne er i stand til.
Det er målet for et team af forskere ved University of Washington, der arbejder sammen med Microsoft og har udviklet et overkommeligt hyperspektralt kamera, de kalder HyperCam.
Mens det menneskelige øje er blændende i sin kompleksitet, kan det kun se en begrænset rækkevidde. Af hele det elektromagnetiske spektrum opfatter vores øjne kun tre farvebånd - rød, grøn og blå. Så forskere har længe brugt hyperspektral billeddannelse - en teknologi, der skærer det elektromagnetiske spektrum i hundreder af bånd for at skabe detaljerede databilleder ud over hvad øjet kan se - til forskellige formål. Det bruges i landbrug og minedrift til at se på ting som mineralindholdet og fugtighedsniveauet i jorden. I luft hyperspektrale fotografier vil visse typer jord eller mineraler have specifikke spektrale signaturer, der danner mønstre. Fødevaresikkerhedsinspektører kan bruge hyperspektrale kameraer til at vurdere fødevarer med hensyn til næringsindhold eller forurening med et ikke-fødevaremateriale.
HyperCam bruger både synligt lys og usynligt nær-infrarødt lys til at kikke under objekternes overflader og skabe mønstre for at vise vores øjne, hvad de mangler. For hvert billede genererer det et billede fra 17 forskellige bølgelængder. Dens integrerede software vælger derefter de bedste stykker af hvert billede, der passer sammen til en helhed. Det privilegerer dele af billedet, der viser ting, som øjet ikke sædvanligvis ville opfatte.
”[HyperCam] forsøger automatisk at definere, hvad der er nyttigt i en scene, ” forklarer Mayank Goel, en doktorand ved University of Washington, der arbejder med HyperCam-projektet. ”Det overdriver, hvad det menneskelige øje ikke kan se.”
HyperCam kan for eksempel se vener under menneskets hud. Disse venemønstre, kombineret med kameraets ultra-detaljerede billeder af hudens overflademønstre, kan bruges til identifikation. I et eksperiment, der involverede 25 forsøgspersoner, var HyperCam i stand til at matche fotografier af hænder og deres forsøgspersoner med mere end 99 procent nøjagtighed. Denne høje nøjagtighed antyder, at HyperCam kunne have potentiel biometrisk anvendelse ved at bruge hudmønstre til at låse op for smarte telefoner, eller endda som et ID til online-betalingsformål.
Evnen til at fremstille så detaljerede billeder af hudmønstre kan også have en række medicinske anvendelser, siger Goel. Det kunne for eksempel bruges til at overvåge sårheling over tid, idet det fanger finkornede ændringer, som det menneskelige øje ikke kan se.
HyperCam har også nogle interessante potentielle anvendelser for forbrugere. Det kan let skelne mellem moden og overmoden frugt og suss ud under overfladen blå mærker, der marcherer teksten på en pære eller et æble. Den modner af frugten, jo mørkere vises den på et HyperCam-billede. Dette skyldes, at modne frugter er blødere; lys trænger ind i frugten snarere end at blive reflekteret.
I modsætning til de hyperspektrale kameraer, der bruges til industrielle formål, og som kan koste tusinder af dollars, er HyperCam kun omkring $ 800. Og skaberne siger, at for kun $ 50 kunne teknologien blive implanteret i mobiltelefoner.
HyperCams teknologi har begrænsninger. Det kan ikke bruges i skarpt dagslys, da for meget lys vil overvælde dens evner til at skære spektret op. Selv i en meget belyst købmand skal en bruger muligvis holde en HyperCam nogenlunde tæt på produkterne - siger en fod eller deromkring - for at få en nøjagtig læsning.
Selvom det uden tvivl ville være nyttigt at kunne udvælge de bedste ferskner på markedet, ville HyperCams opfindere sige, at det har mange flere potentielle anvendelser. Og selvom der ikke er nogen umiddelbare planer om at plante HyperCams i mobiltelefoner, håber forskerne at arbejde hen imod dette i den nærmeste fremtid.
”Vi vil arbejde med [andre] forskere, ” siger Goel. ”Ideen er, at vi uddanner folk til, hvordan de fremstiller dette kamera, og så kan de generere det til deres egne applikationer.”
