Dal Caltech uno scanner 3D a portata di smartphone

Dal Caltech uno scanner 3D a portata di smartphone

Usare lo smartphone per effettuare scansioni in 3D? Potrebbe presto essere possibile, grazie ad un sensore realizzato dal Caltech capace di rilevare i dettagli tridimensionali degli oggetti e basato sul principio del Lidar

di Andrea Bai pubblicata il , alle 15:37 nel canale Scienza e tecnologia
 

La mania di scattare fotografie e selfie con il cellulare potrebbe trasformarsi, in un futuro non troppo lontano, in una nuova pratica di replicare oggetti tridimensionali. Il California Institute of Technology ha infatti realizzato un sensore di dimensioni sufficientemente ridotte da poter essere ospitato in dispositivi compatti e portatili e capace di rilevare i dettagli tridimensionali di un oggetto e di agire, di fatto, da scanner 3D.

Come gli appassionati di fotografia ben sapranno, i pixel del sensore di una comune fotocamera digitale hanno il compito di registrare l'intensità della luce ricevuta da uno specifico punto della zona che stanno inquadrando. Quest'informazione, opportunamente elaborata, processata e unita a quella raccolta dagli altri pixel permette di ottenere una fotografia digitale.

Nel sensore sviluppato dal Caltech, che prende il nome di Nanophotonic Coherent Imager (NCI), ciascun pixel funge da piccolo interferometro ed è capace di fornire non solo l'intensità luminosa ma anche la distanza dell'oggetto inquadrato dal sensore stesso.

[HWUVIDEO="1772"]Caltech, un sensore per uno scanner 3D da smartphone[/HWUVIDEO]

Il principio di funzionamento è lo stesso alla base dei sistemi LIDAR, dove un oggetto viene illuminato da un particolare fascio di luce laser. La luce riflessa dall’oggetto viene analizzata con opportune tecniche di interferometria che permettono di ottenere informazioni circa dimensioni e distanza dell’oggetto stesso. Tutto ciò è possibile grazie al concetto ottico della coerenza: due onde sono coerenti quando hanno la stessa frequenza e quindi creste e ventri delle due onde sono allineate.

L'oggetto viene illuminato con un fascio di luce coerente, che viene quindi riflessa e raccolta dall'NCI. A questo punto l'intensità, la fase e la frequenza della luce riflessa è confrontata con il riferimento del fascio di luce coerente, potendo quindi fornire informazioni utili per determinare l'esatta distanza del punto. La luce viene quindi convertita in un segnale elettrico che contiene tutte le informazioni necessarie per creare un'immagine tridimensionale.

Il sensore del Caltech è in pratica un array di piccolissimi Lidar posti l’uno accanto all’altro. Attualmente il sensore è composto da una matrice di 16 Lidar, che permette di ottenere singole immagini di 16 pixel ciascuna. Mediante opportune tecniche è possibile effettuare scansioni sequenziali che ricomposte in un secondo momento possono offrire immagini di maggiori dimensioni complessive.

Utilizzando il particolare sensore i ricercatori del Caltech sono stati in grado di ottenere la rappresentazione tridimensionale di una moneta da un penny da una distanza di circa mezzo metro con una risoluzione nell’ordine dei micron. In futuro dovrebbe essere possibile realizzare sensori provvisti di centinaia o migliaia di lidar ed estendere le possibilità di impiego ad altri campi, come quello medico o quello delle interfacce uomo-macchina.

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