奈米相機讓人腦後“長”眼
- 發佈時間：2014-11-21 01:30:38 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 或許很多人在兒時都曾幻想能在腦後“長”一雙眼睛，像超人一般看見自己身後本應看不到的景色。而現在，多虧一種新型的奈米照相機，超人般的視力或許真的離我們不遠了。
在童年時期拉梅什·拉斯卡爾也曾幻想過身後長眼。儘管這種奇特的想法早已消失，但拉斯卡爾一直在不斷尋找拓寬人們視野的方法。
今天，身為美國麻省理工學院媒體實驗室照相機文化研究小組主任和媒介藝術與科學副教授的拉斯卡爾，終於實現了他兒時的幻想。他發明瞭能以光速捕捉圖像的奈米相機以及可簡便操作（DIY）的醫學成像工具。拉斯卡爾表示：“這不僅是一種新的視覺，更是一種超人般的視覺。”
在研究中，為了避免思維受限，研究小組不斷提高原先的目標，並運用了多領域知識的交叉融合。為了製造出減少成像運動模糊的奈米相機，他們甚至研究了光線的傳播方式，努力將各種可能性相互交叉融合。
這種奈米相機的靈感，來自麻省理工大學教授哈羅德·埃傑頓在1964年拍攝的高速攝影作品“靜止的時間”（該作品捕捉到了子彈擊穿蘋果的瞬間），而現在這種奈米相機的速度，比當年埃傑頓使用的高速成像設備快上數百萬倍。這種全新的飛秒成像技術（1飛秒等於千萬億分之一秒），創造了人類在“捕捉”光線領域的全新紀錄。
研究小組利用超短鐳射脈衝代替子彈“射”穿了一個可樂瓶。每秒五千萬億幀的特殊相機，在百萬兆分之二秒的二次曝光時間內記錄下了瓶子被擊穿的瞬間，捕捉到了光在移動中的影像。
在測試中，為了拍攝到隱藏在墻後目標物體，研究人員操作相機朝目標附近的另一墻體發射超短鐳射脈衝，鐳射脈衝擊中墻體後會産生散射，散射出的大量光子會彈射向拍攝目標的不同部位産生二次散射，最終相機會捕捉並分析經多次散射後返回鏡頭的光子，經計算後構建出本應拍不到的目標影像。這種“沒有死角”的相機或許能在將來應用於危險環境的探測。
拉斯卡爾“化不見為可見”的目標已延伸到了人體。研究小組現在研發出了可借助眼睛拍照的手機附件，其價格低，並可用於病人管理和疾病診斷。未來，飛秒成像技術還可能應用於暫態醫學成像，大大縮短成像時間。除了高速攝像，飛秒成像技術還將在一些意想不到的領域大展身手，如抓拍氣體中散射光的微小顆粒，經分析後創造出能夠代替嗅覺的視覺圖像。
拉斯卡爾預測，新型成像技術將成為改變人類生活方方面面的催化劑，它們不僅如傳統般記下眼中所見，更能幫人們獲得超人般的強大視力。（劉燕廬）
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