【最新研究】現實版千里眼,中國科學家實現1.43公里外隔牆視物,全球領先

天空之城 2021/03/11 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城

 

說到千里眼,大家最先想到肯定是望遠鏡,望遠鏡能將遠處的物體拉近,確實能讓人擁有千里視物的能力。

不過,望遠鏡只能看見視域范圍內的物體,如果隔著一面牆,那牆裡面的情況我們就看不到了。

科技賦予了我們非凡的能力,有些甚至比神話傳說還神奇。神話故事中的千里眼和順風耳可以無視障礙,遠隔千里獲取資訊。現在,科學家們也能辦到這樣的事情。

中國科學技術大學的潘建偉、竇賢康、徐飛虎教授等人,合作實驗實現了1.43公里的遠距離非視域成像。所謂的的非視域成像,簡單點來說就是你的視線能拐彎,就算隔著一堵牆,你也能通過這種技術看見牆後面的東西。

非視域成像,早在2008年就由Raskar等人提出,在2009年國外就實現了對簡單平面的非視域成像,不過成像距離僅在米級范圍。

傳統成像技術都是對視域內的物體進行觀測,而非視域成像技術則能夠對隱藏在視線外的物體進行觀測,實現「視線拐彎、隔牆視物」。這種技術有望未來在醫療、反恐、機器視覺等領域發揮重要作用。

說到隔牆視物,很多人肯定會想到紅外熱成像,在好萊塢電影中,特工們能夠通過這種技術隔牆觀察室內的人員情況。不過,在現實世界中,紅外熱成像還達不到隔牆觀物的效果。

光學非視域成像的實現,通常是將經過調製的雷射脈衝打到仲介牆上,利用仲介牆使鐳射反射到被遮擋的物體上,然後該物體再次將鐳射反射到仲介牆上,最後又被仲介牆反射至接收系統,通過接收系統記錄光子的飛行時間資訊,利用成像演算法就可以實現對被遮擋物的成像。

其實,這個系統運用的成像方法本質上是飛行時間技術(TOF),少部分支援3D人臉識別的手機上就有運用這種技術。它就是通過發射面光源,然後通過測量各光子的返回時間,重構物體的三維影像。

整個過程中鐳射經歷了3次漫反射,再加上傳輸距離遠,被空氣散射,造成光學信號衰減嚴重。並且整個空間內的光學資訊十分複雜,比如陽光的干擾,使得非視域遠距離的成像十分困難。要想實現突破,不僅儀器的探測能力要非常靈敏,演算法也要極強,需要具備強大的光學抗噪能力。

不過,該項技術距離實用還有很長的路要走,因為非視域成像目前還不能做到完全看清被觀測物體,只能看出大致輪廓,可這已經很不錯了。現實世界中,每種物體都有比較顯著的輪廓特徵,如果和人工智慧結合,應該能更好地發展。

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