Revolucionando a Deteção de Bordas com Imagens à Velocidade da Luz

Utilizando um dispositivo inteligente que consiste em várias camadas finas, os físicos conseguem produzir os bordos das imagens que chegam. Crédito: UvA

Os investigadores do Instituto de Física da Universidade de Amesterdão, liderados por Jorik van de Groep, introduziram um método inovador de deteção de bordos que combina uma velocidade excecional com um consumo mínimo de energia. O seu trabalho, publicado na ACS Photonics, revela um avanço significativo na tecnologia de imagiologia.

Aproveitamento da luz para computação

Com a crescente procura de potência de computação, o consumo de energia tornou-se uma questão crítica. O hardware tradicional não consegue muitas vezes corresponder às necessidades crescentes do software moderno, levando os investigadores a explorar métodos alternativos que sejam simultaneamente mais rápidos e mais eficientes em termos energéticos. Uma solução promissora é a computação analógica ótica, um processo que utiliza a luz para efetuar operações matemáticas antes mesmo de uma imagem ser captada.

Ao contrário dos sistemas convencionais, a computação analógica ótica funciona sem energia eléctrica, o que a torna altamente eficiente em termos energéticos. Além disso, como estas operações ocorrem à velocidade da luz, o processo é quase instantâneo. Esta inovação tem o potencial de revolucionar o processamento de dados, oferecendo soluções mais rápidas e sustentáveis para indústrias que dependem de imagens de alta velocidade.

Pioneirismo na deteção de bordas

Em colaboração com os parceiros industriais WITec e SCIL Imprint Solutions, a equipa de investigação concentrou-se na deteção de margens – uma função crítica no processamento de imagens utilizada para identificar alterações abruptas de brilho que marcam os limites dos objectos. Esta técnica é especialmente vital para aplicações como os veículos autónomos.

Para o conseguir, os investigadores desenvolveram uma pilha simples, mas altamente eficaz, de películas finas para computação analógica ótica. O seu método demonstrou uma precisão notável, detectando bordos de objectos tão pequenos como 1 micrómetro.

“A conceção da pilha de camadas é incrivelmente simples em comparação com os revestimentos ópticos complexos atualmente considerados de ponta”, explicou Bernardo Dias, primeiro autor do estudo. “Apesar desta simplicidade, o nosso dispositivo atinge uma das maiores aberturas numéricas alguma vez registadas, permitindo a deteção de bordos em alvos extremamente pequenos.”

Avanço da imagiologia microscópica

Outra vantagem deste método é a sua compatibilidade com várias fontes de luz, como lâmpadas, LEDs e lasers, tornando-o adaptável às tecnologias existentes. Os resultados indicam um potencial significativo para a microscopia de alta resolução. O dispositivo pode mesmo realçar os bordos de objectos transparentes – como as células – que são invisíveis aos microscópios de campo claro normais, tornando-o ideal para aplicações biológicas.

Olhando para o futuro, os investigadores planeiam desenvolver dispositivos comutáveis para computação analógica ótica, permitindo aos utilizadores ligar e desligar operações matemáticas ou alternar entre diferentes funções. Este próximo passo poderá alargar ainda mais a versatilidade desta tecnologia de ponta.

Leia o Artigo Original: Scitechdaily

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