Terahertzes szenzort fejleszt az UW professzora a kiterjesztett látáshoz
Olyan terahertzes szenzor fejlesztésén dolgozik a Washingtoni Egyetem kutatója, amely füstön, poron és több átlátszatlan anyagon is képes lehet érzékelni. A technológia kiterjesztett valóságos headsetekben, tűzoltásban és más területeken is használható lehet.
- A terahertzes sáv 100 gigahertz és 10 terahertz között található.
- A hullámok több átlátszatlan anyagon, például füstön is áthatolhatnak.
- A szenzor a jelek összehangolását és részbeni feldolgozását helyben végezné.
- A technológia AR-headsetekben, tűzoltásban és ipari ellenőrzésben is használható lehet.
- A projektet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Genesis Mission kezdeményezése támogatja.
A mikrohullámok és az optikai hullámok közötti tartomány
Hossein Naghavi, a Washingtoni Egyetem villamosmérnöki és számítástechnikai tanszékének adjunktusa a terahertzes sávot kutatja. Ez az elektromágneses spektrum 100 gigahertz és 10 terahertz közötti része, amely a mikrohullámú és az optikai tartomány között helyezkedik el.
A mikrohullámok képesek áthatolni például a ruhán, a füstön vagy a tűzön, képalkotásuk felbontását azonban korlátozza a hosszú hullámhossz. A látható fény rövid hullámhossza nagy felbontást tesz lehetővé, sok anyag viszont teljesen blokkolja. Naghavi szerint a terahertzes hullámok a két megközelítés előnyeit egyesítik: a hullámhosszuk elég rövid a használható felbontáshoz, ugyanakkor elég hosszú ahhoz, hogy több anyagon áthatoljanak.
A szenzor a mérés közben dolgozná fel a jeleket
A terahertzes képalkotás laboratóriumi környezetben már megvalósítható, a viselhető eszközökhöz szükséges olcsó és alacsony fogyasztású elektronika azonban még nem áll rendelkezésre. A nagy felbontású képfolyamok hagyományos feldolgozása hatalmas mennyiségű adatot mozgat egy központi processzorhoz, ami Naghavi szerint túl sok energiát fogyaszt, és késleltetést okoz.
A kutató új megközelítése a szenzor és a számítás feladatát egy rendszerben kezeli. A szenzor antennáihoz érkező jelek összehangolását apró analóg memóriacellák végeznék menet közben, az alkalmazkodást pedig egy mesterségesintelligencia-réteg felügyelné, amikor változnak a körülmények. Így a chipről már rendezett jel távozna, és kevés nyers adatot kellene továbbítani.
Naghavi ezt a felépítést neuromorfikusnak, vagyis az agy működése által ihletettnek nevezi. A hasonlat alapja a retina működése: a retina sem minden fotont továbbít értelmezésre az agyba, hanem helyben feldolgozza a látottakat, és tömörebb információt küld tovább.
Tűzoltásban és AR-headsetekben is használható lehet
A tervezett szenzor egyik lehetséges alkalmazása egy olyan kiterjesztettvalóság-headset, amely tűzoltóknak segíthet áldozatokat megtalálni vagy veszélyes anyagokat azonosítani füstön, ködön és törmeléken keresztül. A technológia emellett autonóm navigációban, biztonsági átvilágításban, ipari ellenőrzésben, biomedicinális érzékelésben, molekuláris spektroszkópiában, mezőgazdasági alkalmazásokban, valamint 5G- és 6G-kommunikációs hálózatokban is szerepet kaphat.
Naghavi a projektjéhez az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Genesis Mission kezdeményezésén keresztül kapott támogatást. A szenzor hardverét a Washingtoni Egyetem és a Texas A&M University kutatócsoportjai fejlesztik Milad Koohi vezetésével. Morteza Fayazi, a University of Utah kutatója, valamint Dan Elmhurst, a ChipNexus munkatársa a mesterségesintelligencia-rendszeren dolgozik.
A következő nagy mérföldkő a terahertzes neuromorfikus képalkotó működési elvének bemutatása a Genesis Mission első fázisában. A kutatók később a második fázisban bővítenék a képességeket, és Naghavi szerint a technológiát a lehető leghamarabb nyilvános használatra is elérhetővé tennék.
UW News (AI): Q&A: UW professor Hossein Naghavi uses terahertz waves to help sensors augment human vision
