Eräänä päivänä, ei liian kaukaisessa tulevaisuudessa, meillä kaikilla voi olla taskuissa kameroita, jotka näkevät paljon kauempana kuin silmämme pystyvät.
Se on Washingtonin yliopiston tutkijaryhmän tavoite, joka yhdessä Microsoftin kanssa on kehittänyt kohtuuhintaisen hyperspektrikameran, jota he kutsuvat HyperCamiksi.
Ihmisen silmä, vaikka se häikäisee monimutkaisuudestaan, voi nähdä vain rajoitetun alueen. Koko sähkömagneettisesta spektristä silmämme havaitsevat vain kolme värivyöhykettä - punaisen, vihreän ja sinisen. Joten tutkijat ovat jo pitkään käyttäneet hyperspektrikuvantamista - tekniikkaa, joka leikkaa sähkömagneettisen spektrin satoihin kaistoihin luodakseen yksityiskohtaisia datakuvia, mitä silmä voi nähdä - moniin tarkoituksiin. Sitä käytetään maataloudessa ja kaivosteollisuudessa tarkastelemaan muun muassa maaperän mineraalipitoisuutta ja kosteustasoa. Ilma-hyperspektrivalokuvissa tietyillä maaperätyypeillä tai mineraaleilla on spesifiset allekirjoitukset, jotka muodostavat kuviot. Elintarviketurvallisuuden tarkastajat voivat käyttää hyperspektrikameroita elintarvikkeiden ravintoarvopitoisuuden tai muun kuin ruoka-aineen aiheuttaman saastumisen arvioimiseksi.
HyperCam käyttää sekä näkyvää valoa että näkymätöntä infrapunavaloa katsomaan esineiden pintojen alle ja luomaan kuvioita osoittamaan silmillemme mitä heiltä puuttuu. Jokaiselle kuvalle se tuottaa kuvan 17 eri aallonpituudelta. Sen integroitu ohjelmisto valitsee sitten kunkin kuvan parhaat palat sopimaan yhteen kokonaisuudeksi. Se etuoikeuttaa kuvan osiin, jotka osoittavat asioita, joita silmä tavallisesti ei havaitse.
”[HyperCam] yrittää automaattisesti määritellä, mikä on hyödyllistä kohtauksessa”, selittää Washingtonin yliopiston jatko-opiskelija Mayank Goel, joka työskentelee HyperCam-projektissa. "Se liioittelee sitä, mitä ihmisen silmä ei näe."
HyperCam voi esimerkiksi nähdä ihmisen ihon alla olevia suoneita. Näitä suonikuvioita yhdessä kameran erittäin yksityiskohtaisten kuvien kanssa ihon pintakuvioista voidaan käyttää tunnistustarkoituksiin. Kokeessa, johon osallistui 25 henkilöä, HyperCam pystyi sovittamaan käsien ja heidän kohteiden valokuvat yli 99-prosenttisella tarkkuudella. Tämä korkea tarkkuustaso viittaa siihen, että HyperCamilla voisi olla mahdollisia biometrisiä käyttötarkoituksia, käyttämällä ihon kuvioita esimerkiksi älypuhelimien lukituksen avaamiseen tai jopa henkilötodistukseksi verkkomaksutarkoituksia varten.
Kykyllä tehdä niin yksityiskohtaisia kuvia ihokuvioista voisi olla myös useita lääketieteellisiä käyttötarkoituksia, Goel sanoo. Sitä voitaisiin esimerkiksi käyttää tarkkailemaan haavan paranemista ajan myötä ja sieppaamaan hienorakeisia muutoksia, joita ihmisen silmä ei näe.
HyperCamilla on mielenkiintoisia potentiaalisia käyttötarkoituksia myös kuluttajille. Se erottaa helposti kypsiä ja kypsyneitä hedelmiä ja herkistää pinnan alla olevat mustelmat, jotka marmuroivat päärynän tai omenan rakennetta. Mitä kypsempi hedelmä, sitä tummempi se näyttää HyperCam-kuvassa. Tämä johtuu siitä, että kypsät hedelmät ovat pehmeämpiä; valo läpäisee hedelmän eikä heijastu.
Toisin kuin teollisiin tarkoituksiin käytettävät hyperspektrikamerat, jotka voivat maksaa tuhansia dollareita, HyperCam on vain noin 800 dollaria. Ja tekijät sanovat, että vain 50 dollarilla tekniikka voitaisiin istuttaa matkapuhelimiin.
HyperCam-tekniikalla on rajoituksia. Sitä ei voida käyttää kirkkaassa päivänvalossa, koska liian paljon valoa uhkaa sen kykyä veistää spektriä. Jopa hyvin kirkkaasti valaistuissa ruokakaupoissa käyttäjän on ehkä pidettävä HyperCamia melko lähellä tuotetta - sanotko yksi jalka tai niin - saadaksesi tarkan lukeman.
Vaikka markkinoiden parhaimpien persikoiden valinta olisi epäilemättä hyödyllistä, HyperCamin keksijät kertovat, että sillä on paljon enemmän potentiaalisia käyttötarkoituksia. Ja vaikka HyperCamsin istuttamista matkapuhelimiin ei ole välittömiä suunnitelmia, tutkijat toivovat pyrkivänsä tähän lähitulevaisuudessa.
"Haluamme tehdä yhteistyötä [muiden] tutkijoiden kanssa", Goel sanoo. "Ajatuksena on, että koulutamme ihmisiä siitä, kuinka he tekevät tämän kameran, ja sitten he voivat luoda sen omiin sovelluksiinsa."
