Gigapixelový mikroskop sníma 3D obrázky a video v úžasných detailoch
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 23. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci z Dukeovej university vyvinuli neuveriteľne výkonný nový fotoaparát, ktorý kombinuje desiatky šošoviek na zachytávanie obrázkov a videa v rozlíšení tisícok megapixelov v troch rozmeroch.
Prístroj sa nazýva ako Multi Camera Array Microscope (MCAM) a pozostáva z 54 rôznych šošoviek, ktoré snímajú objekt z mierne odlišných uhlov. Výsledné obrázky sa potom spoja a vytvoria jeden obrovský obrázok s rozlíšením na gigapixelovej úrovni. To je asi 50 až 100-krát viac detailov, ako je možné v priemernom fotoaparáte smartfónu, alebo 10-krát viac ako u modelov fotoaparátov vyššej kategórie. A kvôli mnohým rôznym prekrývajúcim sa perspektívam poskytuje aj 3D pohľad na predmety, ktorý môže odhaliť nové informácie, ktoré predtým nikto nevidel.
Mikroskop MCAM nezachytáva len statické obrázky, zariadenie dokázalo zachytiť aj 3D videá na ploche 135 cm2 rýchlosťou až 230 snímok za sekundu. To samozrejme vedie k veľkej prekážke pri spracovaní údajov. Obrázky sa snímajú v rýchlosti celkovo viac ako 5 gigapixelov za sekundu, čo znamená, že zariadenie generuje terabajty údajov v priebehu niekoľkých minút. Tím preto vyvinul algoritmy umelej inteligencie podporované strojovým učením na efektívne stláčanie veľkosti údajov.
Niekoľko tímov výskumníkov potom uviedlo systém do prevádzky a sledovali skupiny rôznych organizmov, ako sú mravce, voľne sa pohybujúce okolo laboratórnych priestorov. Jedna skupina podrobne pozorovala ovocné mušky takmer až na bunkovú úroveň. Iný tím sledoval vývoj zebričiek od lariev až po dospelých jedincov a iný zase, ako tieto ryby reagujú na neuroaktívne lieky.
„Keď to naši kolegovia, ktorí študujú zebričky, prvýkrát použili, boli unesení,“ povedal Roarke Horstmeyer, hlavný autor štúdie. „Okamžite to odhalilo nové správanie zahŕňajúce výšku a hĺbku, ktoré nikdy predtým nevideli“.
Vedci hovoria, že táto technika by mohla byť použitá pri pozorovaní veľkých dávok subjektov, ako sú bunkové kultúry, a zisťovať zmeny dlho predtým, ako by ich zachytili iné nástroje. Medzi ďalšie možné použitia patrí sledovanie „odtlačkov prstov“ na výtvarnom umení alebo zberateľských predmetov pre identifikovanie falzifikátov.
Výskum bol nedávno publikovaný v Nature Photonics. Zariadenie MCAM môžete vidieť v akcii vo videu na začiatku článku alebo priamo TU.
