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Der Laser kann durch das Schlüsselloch lugen

14.09.2021

Die Fähigkeit, in geschlossene Räume zu „schauen“, ist seit langem eine Science-Fiction- und „Superhelden“-Fähigkeit. Forscher des Computational Imaging Lab der Stanford University haben jedoch auf Basis der NLOS-Technologie (Non-Line-of-Sight-Imaging) erreicht, dass ein einzelner Laserlichtstrahl in einen geschlossenen Raum, sagen wir, durch ein Schlüsselloch eindringt , ermöglicht es Ihnen, alle physischen Objekte in diesem Raum zu sehen.

Die NLOS-Bildgebungstechnologie ist seit langem eine wohlbekannte Technologie. Basierend auf dieser Methode wurden bereits "intelligente" Kameras erstellt, die um Ecken schauen und Objekte aufnehmen können, die von Hindernissen verdeckt werden. Die meisten früheren Implementierungen der NLOS-Vermessungstechnologie machten es jedoch möglich, ziemlich große Objekte und flache Oberflächen, beispielsweise Wände in einem Raum, zu sehen. Die NLOS-Technologie ist eine sehr vielversprechende Technologie für eine Reihe von Bereichen. Selbstfahrende Roboterautos zum Beispiel können diese Technologie nutzen, um um Ecken zu „schauen“ und potenzielle Gefahren zu erkennen, bevor eine normale Kamera oder ein menschlicher Fahrer sie sehen kann.

Die Technologie funktioniert wie folgt: Der Laser sendet eine Reihe kurzer Impulse einer bestimmten Dauer aus, die ein bestimmtes Zeitintervall durchlaufen. Das Laserlicht wird wiederholt von den Oberflächen von Objekten reflektiert, auch von solchen, die durch Hindernisse verdeckt sind, ein Teil davon kommt zurück und wird von den Kamerasensoren erfasst. Informationen darüber, wie viel Zeit zwischen dem ersten Impuls und der Registrierung des reflektierten Lichtsignals vergangen ist, werden mithilfe komplexer mathematischer Algorithmen verarbeitet, die Bilder von Objekten nachbilden, die nicht in das direkte Sichtfeld der Kamera fallen. Die endgültigen Bilder können sich nicht mit hoher Qualität und Auflösung rühmen, aber eine Person kann Objekte in diesen Bildern leicht erkennen.

Die bestehenden Implementierungen der NLOS-Technologie weisen jedoch eine Reihe ernsthafter Einschränkungen auf, die Qualität ihrer Arbeit hängt sehr stark von der Fläche und dem Reflexionsvermögen der Oberfläche versteckter Objekte ab. Diese und mehrere andere Einschränkungen haben es bis vor kurzem nahezu unmöglich gemacht, von außerhalb eines geschlossenen Raums zu filmen.

Die in Stanford entwickelte Schlüssellochmethode trägt ihren Namen, weil sie nur ein winziges Loch benötigt, durch das ein Laserstrahl einen kleinen Fleck auf der gegenüberliegenden Oberfläche beleuchten kann. Eine große Anzahl von Photonen wird immer wieder von den Oberflächen von Wänden und Gegenständen im Raum reflektiert, aber nur wenige Photonen schaffen es, zurückzukehren und an die Oberfläche des Lawinen-Fotodetektors zu gelangen, der in der Lage ist, die Ankunftszeit zu registrieren und zu messen von sogar einzelnen Photonen.

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Die Bedrohung des Erdmagnetfeldes durch Weltraummüll 01.05.2024

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In der Welt der Wissenschaft gibt es viele Geheimnisse, und eines davon ist das seltsame Verhalten von Schüttgütern. Sie verhalten sich möglicherweise wie ein Feststoff, verwandeln sich aber plötzlich in eine fließende Flüssigkeit. Dieses Phänomen hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf sich gezogen, und wir könnten der Lösung dieses Rätsels endlich näher kommen. Stellen Sie sich Sand in einer Sanduhr vor. Normalerweise fließt es frei, aber in manchen Fällen bleiben seine Partikel stecken und verwandeln sich von einer Flüssigkeit in einen Feststoff. Dieser Übergang hat wichtige Auswirkungen auf viele Bereiche, von der Arzneimittelproduktion bis zum Bauwesen. Forscher aus den USA haben versucht, dieses Phänomen zu beschreiben und seinem Verständnis näher zu kommen. In der Studie führten die Wissenschaftler Simulationen im Labor mit Daten aus Beuteln mit Polystyrolkügelchen durch. Sie fanden heraus, dass die Schwingungen innerhalb dieser Sätze bestimmte Frequenzen hatten, was bedeutete, dass sich nur bestimmte Arten von Schwingungen durch das Material ausbreiten konnten. Erhalten ... >>

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