يعمل العلماء بشكل متواصل على تصغير أحجام الأجهزة والمعدات لعدة أسباب منها تخفيض التكاليف، أو تسهيل الاستخدام، أو للاستخدامات المتخصصة والعلمية، مثل الكاميرا الأخيرة التي صنعها العلماء التي لا يتخطى حجمها حجم حبة الرمل أو الملح.
استخدم العلماء تقنية فريدة يطلق عليها اسم "metasurface"، وهي طريقة لتصنيع الرقاقات بأحجام صغيرة جدا، حيث استطاعوا تصنيع كاميرا بحجم حبة الملح.
حبة ملح تستطيع التقاط الصور بمجموعة أسطوانات
الكاميرا الصغيرة مغطاة بـ 1.6 مليون عمود أسطواني، وفرت لها إمكانية التقاط صور بالألوان الحقيقية بشكل جيد تشبه الصور الملتقطة بكاميرات مزودة بعدسات تقليدية أكبر بنحو نصف مليون مرة من هذه الكاميرا.
وبحسب البحث المنشور في مجلة " Nature Communications" العلمية، يمكن الاستفادة من هذه الكاميرات في الكثير من السيناريوهات المستقبلية، من مساعدة الروبوتات اللينة المصغرة على استكشاف العالم، إلى إعطاء الخبراء فكرة أفضل عما يحدث في أعماق جسم الإنسان، حيث يوفر لها حجمها الصغير إمكانية التجول في شرايين الإنسان.
واعتبر عالم الكمبيوتر، إيثان تسينج، الباحث في جامعة برينستون في نيو جيرسي، أن "تصميم وتكوين هذه الهياكل الدقيقة الصغيرة كان تحديا لإرادة الإنسان".
وتابع الخبير: "بالنسبة لهذه المهمة المحددة المتمثلة في التقاط صور من نوع RGB ذات مشهد جمالي كبير، لم يكن من الواضح سابقا كيف يمكن تصميم وجعل الملايين من الهياكل النانوية تشارك جنبا إلى جنب مع خوارزميات ما بعد المعالجة"، لإخراج هذه الصور الرائعة.
وبحسب المصادر العلمية، تتمثل إحدى الحيل الخاصة بالكاميرا في الطريقة التي تدمج بها أجهزة الحاسب تلك المشاهد (من الإسطوانات) وتعالجها وتصنع منها صورة محسنة، من خلال خوارزميات معالجة الإشارة وتقنيات التعلم الآلي لتقليل التشويش والتشوهات الأخرى التي تحدث بسبب حجم الكاميرات الصغير جدا.
ونوه العلماء إلى أن الكاميرا قد تكون رائعة من أجل تصوير العمليات داخل جسم الإنسان ورصد علامات المرض في داخل الجسم.
كاميرا الجوال ستختفي تماما... الشاشة ستصور
وتم استبدال البلور الأمامي للكاميرا بمادة لا يزيد عرضها عن نصف ملليمتر، وتم تصميم كل من العدسات الأسطوانية البالغ عددها 1.6 مليون بشكل فردي لالتقاط أفضل صورة موجودة أمام الكاميرا، مع استخدام النمذجة الحسابية للتوصل إلى التكوين الأمثل.
ويتكون سطح الكاميرا من مادة نيتريد السيليكون الشبيهة بالزجاج، وهي مادة تتناسب مع عمليات تصنيع الإلكترونيات التقليدية، أي أن توفر هذه المادية يسمح بتصنيع هذه الكاميرا من دون عوائق كبيرة، بحسب "sciencealert".
بالإضافة إلى ذلك، نوه الخبراء إلى وجود استخدام محتمل آخر لهذا الصنف من الكاميرات، وهو استخدامها كطبقة شفافة تغطي الأسطح، أي أن الكاميرا تدمج وتتحول إلى جزء من الشاشات أو الأسطح لا ترى، بسبب شفافيتها، ولكن تستطيع التقاط الصور بشكل طبيعي، مما يلغي الحاجة إلى كاميرا تقليدية فوق شاشة الحواسيب المحمولة أو أجهزة الهاتف أيضا.
ويقول عالم الكمبيوتر فيليكس هايد، الباحث في جامعة برينستون: "يمكننا تحويل الأسطح إلى كاميرات ذات دقة عالية جدا، لذلك لن تحتاج إلى ثلاث كاميرات على ظهر هاتفك بعد الآن، ولكن الجزء الخلفي من هاتفك سيصبح كاميرا عملاقة واحدة".
