Nano sensori, simili ai granelli di sale: cambia il mondo delle immagini future
La miniaturizzazione dei sensori ha portato nel corso degli anni alla riduzione delle dimensioni delle fotocamere, rendendole allo stesso tempo meno spaziose ma più potenti. Uno studio pubblicato su Nature Communications mostra che grazie al ricorso a delle meta-superfici di mezzo millimetro si possono ottenere immagini con una risoluzione e un’ampiezza di campo pari a lenti tradizionali 500 mila volte più grandi. Siamo a una svolta che permetterà di avere dei nano sensori ottici capaci di catturare immagini a colori. Saranno del tutto analoghe a quelle di lenti tradizionali anche 500 mila volte più grandi.
A condurre questi studi sono stati i ricercatori dell’Università di Princeton e Washington che hanno poi divulgato i loro risultati in un paper scientifico pubblicato su Nature Communications. Non è la prima volta che degli scienziati si cimentano nella realizzazione di sensori di minuscole dimensioni. In passato questi restituivano immagini distorte di bassa qualità e con un campo visivo molto limitatoIl ruolo delle metasuperfici
Il deciso passo avanti nella ricerca è stato raggiunto grazie al ricorso a delle cosiddette meta-superfici della dimensione di circa mezzo millimetro. A differenza delle fotocamere tradizionali basate su sistemi di lenti che curvano la luce facendola convergere su sensori digitali, le meta-superfici sono formate da un unico corpo piccolo come un granello di sale, a sua volta costituito da 1,6 milioni di minuscoli cilindri.
Ognuno di questi interagisce singolarmente con la luce ed è poi grazie all’intervento dell’intelligenza artificiale che vengono uniti tutti gli input raccolti per ricreare un’immagine complessiva. Nonostante la presenza di tutti questi cilindri, le meta-superfici si comportano così come fossero un’unica antenna ottica. In questo modo si ottengono delle immagini con una risoluzione e un’ampiezza di campo non paragonabili ai risultati raggiunti finora con le altre meta-superfici.
Le future applicazioni de nano sensori ottici
La realizzazione di nano sensori ottici è un ambito di studio ancora in forte espansione. Già ci si interroga sul modo in cui potranno essere sfruttate concretamente queste scoperte. Una delle prospettive più interessanti riguarda il mondo medico: c’è la possibilità di effettuare analisi interne ai pazienti andando a scattare delle «fotografie» con una risoluzione non paragonabile a quella delle odierne strumentazioni. Un secondo settore molto suggestivo è quello della robotica, dando la possibilità agli automi di rilevare quanto succede attorno a loro. Si possono immaginare anche applicazione più di consumo e alla portata di tutti gli utenti. Un giorno, potrebbero scomparire le fotocamere degli smartphone per come le conosciamo ora; realizzando una parte posteriore del dispositivo costellata di queste meta-superfici che collezionano immagini. ABov
