Японцы изобрели камеру, способную снимать голограммы живых органов в реальном времени

«Тайная жизнь мозга» — так могло называться первое видео мозга мыши, снятое научной камерой в 3D-разрешении сквозь кости черепа зверька. Это стало возможным благодаря японской разработке — однопиксельной камере для съёмок голографических видео. Созданная учёными Университета Кобе (Kobe University) камера, обещает малоинвазивное наблюдение за внутренними органами людей и другие применения, где нужна микро-3D-визуализация.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Сегодня голографические изображения без использования лазеров (когерентного освещения) получают двумя методами — это технология FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography) в видимом диапазоне и технология OSH (Optical Scanning Holography) за пределами видимого света. Первая даёт возможность снимать движущиеся объекты, а вторая — только неподвижные, но в диапазонах, в которых нет доступных матриц изображения: ультрафиолетовом, инфракрасном и терагерцевом.

Подчеркнём, оба метода работают на отражённом и рассеянном естественном свете или за счёт люминесценции, что делает работу платформ достаточно простой и доступной, в отличие от создания голограмм с помощью лазеров. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, и японские учёные смогли объединить лучшее из каждого метода, создав однопиксельную платформу для съёмки голографических видео даже сквозь рассеивающие свет препятствия.

Модернизированная установка OSH получила сканирующую зеркальную систему для проекции на объект специальных узоров, которые благодаря интерференции позволяют восстанавливать объёмное изображение. Отражённый свет собирается однопиксельным датчиком и обрабатывается на компьютере, а, в зависимости от момента, с привлечением искусственного интеллекта.

Источник изображения: Kobe University

Традиционные сканеры OSH работали с частотой 60 Гц. Модернизированная установка подсвечивала объект для обработки с частотой 22 кГц, что позволило приблизиться к созданию движущихся голографических изображений. Представленная в эксперименте камера снимала со скоростью один кадр в секунду. В перспективе учёные обещают довести скорость съёмки до 30 к/с, чтобы это было настоящее «киношное» видео. Разработка обещает погрузить учёных в мир голографической микроскопии, обещая упростить медицинские исследования в сфере биологии и здравоохранения.