Tecnologia Científica
Como treinar uma ma¡quina para ver 3-D no escuro
A nova descoberta permitira¡ que os hologramas executem essas funa§aµes vitais e muito mais com muito menos luz.
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Australian National University - 16/09/2020
Domanio paºblico
Pesquisadores da Australian National University (ANU) desenvolveram uma nova maneira de criar um holograma quase perfeito na escurida£o próxima.
Hologramas a³ticos são uma maneira inteligente de produzir uma imagem 3-D de um objeto. Eles tem vários usos - desde proteger nossos cartaµes de identificação contra falsificações atéimagens em tempo real de células vivas .
A nova descoberta permitira¡ que os hologramas executem essas funções vitais e muito mais com muito menos luz.
De acordo com o Dr. Steve Lee, a qualidade de um holograma a³ptico estãofrequentemente ligada ao brilho da luz laser.
"Então, nos perguntamos, como podemos fazer um holograma a³ptico na escurida£o quase completa?" Dr. Lee disse.
"Normalmente, se vocêformar um holograma a³ptico usando uma luz extremamente baixa, o holograma parecera¡ muito granulado", disse o Dr. Lee.
"Chamamos essa granulação de 'limite de ruado de tiro' - que também ocorre quando vocêfecha os olhos a noite. As manchas de luz que vocêvaª estão, na verdade, onde seu olho élimitado pelo ruado de tiro."
"Microsca³pios de luz existentes fazem imagens 3-D de células usando luz concentrada - o que não éideal. Nosso manãtodo pode ser usado para rastrear células por longos períodos de tempo sob escurida£o quase completa, sem nos preocuparmos com os danos causados ​​pela luz a s células. Agora também podemos gravar hologramas de células vivas em menos de um centanãsimo de segundo com muito pouca luz e ver eventos como a divisão celular com muito mais clareza. "
A equipe de pesquisa encontrou uma maneira de contornar esse problema usando o aprendizado de ma¡quina .
"Na³s mostramos que usando muito pouca luz - quase escuro como breu em velocidades de imagem abaixo de um milissegundo - ainda podemos restaurar um holograma para fechar a condição perfeita."
O principal autor do estudo, Zhiduo Zhang, descreve o fato como a restauração de uma foto antiga granulada.
"Os detalhes da foto, como uma obra de arte hista³rica, podem ser recuperados por um especialista", disse Zhang.
"Aqui, nosso especialista éuma ma¡quina - chamada de Holo-UNet. A ma¡quina domina a aparaªncia de um holograma ideal por milhares de ciclos de aprendizado. Apa³s o treinamento, mostramos a ma¡quina um holograma com muitas informações a³pticas ausentes. Muito parecido com um mestre pintor, a ma¡quina se lembra de como preencher digitalmente os fa³tons ausentes e, assim, restaurar o holograma a condições quase perfeitas. "
Os resultados do estudo podem ter implicações importantes para imagens biológicas.
"As células biológicas são muito sensaveis a luz e podem ser facilmente danificadas", disse o Dr. Lee.
"Microsca³pios de luz existentes fazem imagens 3-D de células usando luz concentrada - o que não éideal. Nosso manãtodo pode ser usado para rastrear células por longos períodos de tempo sob escurida£o quase completa, sem nos preocuparmos com os danos causados ​​pela luz a s células. Agora também podemos gravar hologramas de células vivas em menos de um centanãsimo de segundo com muito pouca luz e ver eventos como a divisão celular com muito mais clareza. "
A pesquisa foi publicada na revista Biomedical Optics Express .
