Nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Viện công nghệ California đã thiết kế thành công một con chip camera với kích thước nhỏ, giá thành rẻ, tích hợp vào điện thoại cho phép người dùng có thể quét hình ảnh 3 chiều của các vật thể trong thế giới xung quanh. Kỹ sư Ali Hajimiri, người dẫn đầu nghiên cứu cho biết rằng tất cả các hình ảnh quét được đều có độ chi tiết cực cao và hoàn toàn có thể dùng để in ra bằng máy in 3D sau đó.
Với tên gọi là NCI (Nanophotonic Coherent Imager, tạm dịch: bộ tạo ảnh quang tử nano đồng bộ), con chip này chỉ có kích thước chưa tới 1 mm2, có thể tích hợp vào bất cứ chiếc camera hoặc smartphone nào mà không chiếm nhiều không gian. Theo nhóm phát triển, nó có thể quét hình ảnh với sai số chỉ vài micron so với vật thể gốc. Hệ thống này có thể ghi lại được các thông số chiều cao, rộng và sâu của vật thể bằng cách sử dụng một LIDAR kích thước nhỏ (mời xem thêm để biết LIDAR là gì và nó được ứng dụng như thế nào). Khi quét, LIDAR sẽ chiếu chùm tia laser vào vật thể và phân tích các tia sáng phản xạ lại để xác định kích thước và chi tiết của vật thể.
Nhóm nghiên cứu cho biết NCI hoạt động dựa trên mô hình quang học mang tên coherence (đồng bộ) nhằm tạo ra những thông tin và hình ảnh độ phân giải cao. Trên lý thuyết, nếu 2 sóng ánh sáng được gọi là đồng bộ thì nó có cùng tần số, đỉnh và đáy sóng ánh sáng trùng khớp với nhau một cách chính xác. Khi sử dụng NCI, vật thể cần quét được chiếu sáng bằng dạng ánh sáng đồng bộ này. Sau đó, ánh sáng phản xạ từ vật thể sẽ được thu thập bởi những cảm biến tích hợp ngay trên chip, gọi là một mạng lưới couplers có nhiệm vụ tạo ra các điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh trên hình ảnh 3D được tạo thành từ 1 coupler khi nó nhận được ánh sáng phản xạ. Đồng thời, NCI cũng tiến hành đo lường chu kỳ, tần số và cường độ của từng sóng ánh sáng phản xạ từ nhiều điểm khác nhau trên vật thể nhằm xác định khoảng cách một cách chính xác.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã chê tạo ra nguyên mẫu đầu tiên của chip quét hình 3D NCI và nó mới chỉ có thể quét được các vật thể nhỏ như một đồng xu (hình minh họa). Tuy nhiên nhóm cho biết đang phát triển nguyên mẫu tiếp theo với khả năng quét các vật thể lớn hơn. Nhóm nghiên cứu tại Caltech hy vọng rằng sản phẩm cuối cùng sẽ sớm được hoàn thiện và đưa vào thương mại hóa, không chỉ trên những chiếc smartphone mà thậm chí có thể sử dụng cho robot hoặc xe tự lái nhằm phòng tránh tai nạn,…
Tham khảo Caltech
