En dag, i en ikke altfor fjern fremtid, kan det hende at vi alle har kameraer i lommene som kan se langt utover hva øynene våre er i stand til.
Det er målet for et team av forskere ved University of Washington som i samarbeid med Microsoft har utviklet et rimelig hyperspektralkamera de kaller HyperCam.
Det menneskelige øyet, mens det blender i sin kompleksitet, kan bare se et begrenset spekter. Av hele det elektromagnetiske spekteret oppfatter øynene våre bare tre fargebånd - rød, grønn og blå. Så forskere har lenge brukt hyperspektral avbildning - en teknologi som kaster det elektromagnetiske spekteret i hundrevis av bånd for å lage detaljerte databilder utover hva øyet kan se - til en rekke formål. Det brukes i jordbruk og gruvedrift for å se på ting som mineralinnholdet og fuktighetsnivået i jordsmonnet. I luftoverføringsfotoer vil visse typer jord eller mineraler ha spesifikke spektrale signaturer som danner mønstre. Inspektører for mattrygghet kan bruke hyperspektrale kameraer for å vurdere matvarer for næringsinnhold eller forurensning av et ikke-matvaremateriale.
HyperCam bruker både synlig lys og usynlig nærinfrarødt lys for å kikke under overflaten på objekter og lage mønstre for å vise øynene våre hva de mangler. For hvert bilde genererer det et bilde fra 17 forskjellige bølgelengder. Den integrerte programvaren velger deretter de beste delene av hvert bilde for å passe sammen til en helhet. Det privilegier deler av bildet som viser ting øyet ikke vanligvis ville oppfatte.
"[HyperCam] prøver automatisk å definere hva som er nyttig i en scene, " forklarer Mayank Goel, en doktorgradsstudent ved University of Washington som jobber med HyperCam-prosjektet. "Det overdriver det menneskelige øye ikke kan se."
HyperCam kan for eksempel se årer under menneskets hud. Disse venemønstrene, kombinert med kameraets ultra-detaljerte bilder av hudens overflatemønster, kan brukes til identifisering. I et eksperiment som involverte 25 personer, var HyperCam i stand til å matche fotografier av hender og deres forsøkspersoner med mer enn 99 prosent nøyaktighet. Dette høye nøyaktighetsnivået antyder at HyperCam kan ha potensiell biometrisk bruk ved å bruke hudmønstre for å låse opp smarte telefoner, eller til og med som en ID for online betalingsformål.
Evnen til å lage så detaljerte bilder av hudmønstre kan også ha en rekke medisinske anvendelser, sier Goel. Det kan for eksempel brukes til å overvåke sårtilheling over tid, og fange opp finkornige forandringer det menneskelige øyet ikke kan se.
HyperCam har noen interessante potensielle bruksområder også for forbrukere. Den kan lett skille mellom moden og overmoden frukt, og susser ut under overflaten som er mer enn overflaten som har en pære eller et eple. Den modne frukten, jo mørkere vil den vises på et HyperCam-bilde. Dette er fordi moden frukt er mykere; lys trenger gjennom frukten i stedet for å bli reflektert.
I motsetning til de hyperspektrale kameraene som brukes til industrielle formål, og som kan koste tusenvis av dollar, er HyperCam bare rundt 800 dollar. Og skaperne sier at for bare $ 50 kan teknologien bli implantert i mobiltelefoner.
HyperCams teknologi har begrensninger. Det kan ikke brukes i sterkt dagslys, ettersom for mye lys vil overvelde evnene til å snekre spekteret. Selv i en veldig lyst dagligvarebutikk, kan en bruker måtte holde en HyperCam ganske nær varene - si en fot eller så - for å få en nøyaktig lesning.
Selv om det uten tvil ville være nyttig å kunne plukke ut de beste ferskenene i markedet, sier HyperCams oppfinnere at den har mange flere potensielle bruksområder. Og selv om det ikke er noen umiddelbare planer om å plante HyperCams i mobiltelefoner, håper forskerne å jobbe mot dette i nær fremtid.
"Vi vil samarbeide med [andre] forskere, " sier Goel. "Tanken er at vi utdanner folk til hvordan de lager dette kameraet, og så kan de generere det til sine egne applikasjoner."
