טכנולוגיה שפיתחו חוקרים בטכניון ומבוססת על הקונספט החדשני SPI, דימות באמצעות חיישן בעל פיקסל יחיד, יכולה לקדם משמעותית את יעילות הרכב החשמלי ופיתוחים נוספים. לקונספט זה, המאפשר צילום ללא מצלמה, פוטנציאל נרחב ביישומים מגוונים כגון פיתוח מרכיבים במערכות התראה ברכב אוטונומי ושיפור היכולת של מיקרוסקופים לראות לעומקן של רקמות ביולוגיות.
את הטכנולוגיה שפיתחו חוקרים מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי בטכניון הם הדגימו בשחזור תנועה של בעל חיים זעיר. את הפיתוח שהתפרסם ב-Nature Communications הובילו פרופ' אמיר רוזנטל, הדוקטורנט יבגני חכמוביץ' והמסטרנט שגיא מונין.
SPI מבוסס על הארה של האובייקט בדפוסי אור מקודדים המיוצרים בדרך כלל על ידי מקרן. על סמך מאפייני האור המוחזר מהאובייקט אפשר להפיק את תמונת האובייקט באמצעות אלגוריתמי שחזור. הבעיה היא שעד כה התאפיינו מערכות אלה במגבלות משמעותיות, שאחת מהן היא קצב הצילום האיטי. קצב זה נובע מכך שהמקרנים עצמם איטיים, עובדה שהגבילה אותם עד כה לצילום של אובייקטים נייחים.
הטכנולוגיה החדשה עשויה לסייע בעולם הרכב האוטונומי באמצעות מערכות LIDAR הממפות את המרחב בצורה תלת-ממדית ומקלות על האלגוריתם לנווט. מערכות כאלה מבוססות כיום על לייזר סורק, אבל אפשר להפעילן גם על בסיס (SPI) single pixel imaging וכך להגביר את קצב הדימות.
פרופ' אמיר רוזנטל | צילום: דוברות הטכניון
חוקרי הטכניון פרצו את המגבלה האמורה באמצעות שיטה חדשה לקידוד מרחבי של אור בתדרים חסרי תקדים - 2.4 מגה-הרץ לעומת 22 קילו-הרץ, שהוא התדר המקסימלי בטכנולוגיות SPI כיום. מדובר בשיפור של יותר מפי 100 בקצב ההקרנה ובמהירות רכישת התמונה. באמצעות מתקן מסתובב שעליו מסכה לקידוד האור יצרו החוקרים דפוס הארה חדש לחלוטין ומיקרוסקופ SPI בעל יכולות חסרות תקדים.
כדי להדגים את יכולותיה של המערכת הפיקה קבוצת המחקר סרטונים בקצב של 72 תמונות (פריימים) בשנייה. הסרטונים מציגים במדויק את התנועה המורכבת של תולעי C. elegans – דבר שלא היה אפשרי בטכנולוגיות ה- SPI הקיימות.