La cámara Terahertz del MIT puede leer libros cerrados. ¿Qué tecnología utiliza?

Answer 1

Las imágenes de Terahertz se utilizan en una pila de papel. Fotografía: Barmak Heshmat / MIT

Los científicos, incluido uno de origen indio, han desarrollado una nueva tecnología que puede leer las páginas de un libro cerrado, un avance que puede ayudar a los arqueólogos a buscar libros antiguos sin tocarlos.

Investigadores, incluido Ramesh Raskar del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en los EE. UU., Probaron un prototipo del sistema en una pila de papeles, cada uno con una letra impresa. El sistema pudo identificar correctamente las letras en las nueve hojas superiores.

“El Museo Metropolitano de Nueva York mostró mucho interés en esto, porque quieren, por ejemplo, ver algunos libros antiguos que ni siquiera quieren tocar”, dijo Barmak Heshmat, científico investigador del MIT.

Dijo que el sistema podría usarse para analizar cualquier material organizado en capas delgadas, como recubrimientos de partes de máquinas o productos farmacéuticos.

Investigadores del MIT y del Instituto de Tecnología de Georgia desarrollaron los algoritmos que adquieren imágenes de hojas individuales en pilas de papel, e interpretan las imágenes a menudo distorsionadas o incompletas como letras individuales.

“Muchos sitios web tienen estas certificaciones de letras (captchas) para asegurarse de que no eres un robot, y este algoritmo puede superar muchos de ellos”, dijo el Sr. Heshmat.

El sistema utiliza radiación de terahertz, la banda de radiación electromagnética entre microondas y luz infrarroja, que tiene varias ventajas sobre otros tipos de ondas que pueden penetrar en superficies, como rayos X u ondas de sonido.

Los perfiles de frecuencia de terahercios pueden distinguir entre tinta y papel en blanco, de una manera que los rayos X no pueden, y tienen una resolución de profundidad mucho mejor que la de los ultrasonidos.

El sistema explota el hecho de que entre las páginas de un libro hay pequeñas bolsas de aire atrapadas a unos 20 micrómetros de profundidad.

La diferencia en el índice de refracción, el grado en el que doblan la luz, entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará la radiación de terahertz hacia un detector.

En el nuevo sistema, una cámara de terahercios estándar emite ráfagas de radiación ultracorta, y el sensor incorporado de la cámara detecta sus reflejos.

Desde el momento de llegada de las reflexiones, el algoritmo puede medir la distancia a las páginas individuales del libro.

http://www.thehindu.com/sci-tech…

Espero que ayude…

Answer 2

Recuerdo vívidamente la presentación del grupo de Barmak y Albert en julio de 2015, donde le mostraron al grupo que pudieron capturar con éxito varias páginas de un libro cerrado, y eso me dejó completamente asombrado. Comparado con mis resultados primitivos esa semana, esta fue asombrosa, y me motivó a leer mucho más sobre imágenes de Terahertz y fotografía computacional.

Volviendo a la investigación, desde el punto de vista de un laico, estas cámaras funcionan midiendo el tiempo de vuelo de la luz. Por ejemplo, si deseamos medir la profundidad de una habitación, una forma de hacerlo sería apuntar un láser al otro extremo de la habitación y medir el tiempo que lleva regresar a un sensor ubicado en la fuente. Como conocemos la velocidad de la luz con un alto grado de precisión, también podemos calcular la distancia con una precisión similar. Probablemente conozca SONAR, piense que esto es lo mismo con la luz, con una serie de otras complicaciones.

En esta investigación, se centran en el uso de Terahertz TDS (espectroscopia de dominio de tiempo), que básicamente envía pulsos cortos de luz de terahertz (luz que tiene la frecuencia del orden de terahertz, es decir, [math] 10 ^ {12} [ / math] Hz), y midiendo la radiación absorbida y reflejada. A partir de estas diferentes medidas, y la propiedad de que diferentes productos químicos absorben diferentes frecuencias de radiación de terahertz, reconstruyeron la letra impresa en cada página.

En pocas palabras, esto parece bastante sencillo, pero eso ni siquiera está cerca de la verdad. Normalmente, en la imagen de terahercios, la relación señal a ruido no es horrible para comenzar, pero sigue reduciendo cada capa de profundidad que atraviesa. No hay mucha diferencia en las firmas de frecuencia resueltas de la tinta y los medios intermedios, lo que dificulta aún más comprender qué es exactamente lo que está presente. Y para aumentar la miseria, cada capa superficial ocluye las capas más profundas, lo que dificulta la lectura a medida que avanzamos. Las reflexiones de las capas intermedias crean una gran cantidad de señales espurias (ya que la luz sigue rebotando entre estas capas repetidamente), que es otro problema para recuperar las imágenes. Estos chicos abordan todos estos problemas con el nuevo algoritmo de imágenes propuesto en este documento.

La principal contribución de su trabajo es crear un algoritmo (y no una cámara) que pueda separar las oclusiones de capas de grosor similar a la longitud de onda de los pulsos.

Al analizar la firma del campo eléctrico en cada compuerta de tiempo (es decir, repetir la medición, aislar cada unidad de tiempo de [math] \ delta [/ math]), crean un modelo probabilístico para los puntos extremos (que son puntos en los que estamos interesados). captura). Para ello, utilizan histogramas de la amplitud y las velocidades de los pulsos, que luego se ingresan en un agrupamiento de k-means para hacer coincidir los candidatos extremos con los distintos picos, haciendo coincidir cada punto (a diferentes profundidades) con la capa apropiada.

La mayor parte del documento se dedica a proporcionar una justificación para el algoritmo y los resultados empíricos, así como las contribuciones de la formulación exacta de la función, y en su totalidad es un trabajo sólido. Puede consultar el sitio web de Camera Culture para obtener más detalles sobre el documento (videos y charlas) y seguir a Barmak en Facebook y YouTube. Además de su investigación, también crea contenido científico de calidad.

[Imágenes cortesía del sitio web de Camera Culture.]

Documento: http://www.nature.com/ncomms/201…

Answer 3

Esto es realmente emocionante.

Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un prototipo de sistema de imágenes que tiene como objetivo leer libros cerrados. En su reciente estudio.

Esto no significa que pronto leerás manuscritos frágiles. La implementación actual solo puede leer aproximadamente nueve páginas de profundidad antes de que se vea abrumada por el ruido, y ni siquiera puede medir la profundidad más allá de las 20 páginas. MIT tendrá que mejorar tanto la potencia como la precisión general de su tecnología de terahertz antes de que pueda leer esa preciosa copia de Guerra y Paz.

Ahora para entender este sistema necesitamos saber algunas cosas.

1. Radiación de terahertz: la banda de radiación electromagnética que se encuentra entre las microondas y la luz infrarroja en el espectro electromagnético. Aunque otros tipos de ondas, como los rayos X, también pueden penetrar en las superficies, el equipo optó por usar la radiación de terahertz porque puede diferenciar entre tinta y papel en blanco de una manera que los rayos X no pueden . Esto se debe al hecho de que diferentes productos químicos absorben diferentes frecuencias de terahertz en diversos grados, lo que otorga a cada producto químico, como los que se usan en tinta y papel, una firma de frecuencia única.
2. Algoritmos MIT: se requieren algoritmos complejos y software para traducir las frecuencias que se devuelven a la cámara, lo que le permite distinguir las letras de una página. Pero también se basa en la distancia a la que viajan las pequeñas ráfagas de radiación de terahertz. Los algoritmos MIT diseñados para capturar imágenes de cada papel utilizan esta diferencia de absorción para que los caracteres sean lo más claros posible.
3. Cámara: la cámara terahertz en el prototipo actual del dispositivo emite radiación terahertz en ráfagas ultracortas. Estas ráfagas se reflejan de nuevo en los sensores incorporados de la cámara desde las pequeñas bolsas de aire que están atrapadas entre cada una de las páginas, que tienen diferentes índices de refracción.

Trabajo de cámara terahertz:

La radiación se analiza mediante un algoritmo que determina la distancia a cada página individual del libro utilizando la diferencia entre su tiempo de emisión y el momento en que la radiación reflejada regresó al sensor. Las distancias de página ayudan al algoritmo que hace que las imágenes filtren el “ruido” creado por la radiación que rebota alrededor de los huecos antes de regresar al sensor. Al localizar solo las señales de terahercios con tiempos de llegada que sugieren reflexiones reales, el dispositivo combina estos datos con medidas de la energía de las reflexiones y suposiciones con respecto a los perfiles de energía de estas reflexiones y estadísticas de ruido. En última instancia, esto permite que el dispositivo arroje luz sobre las propiedades químicas de las superficies que reflejaron la radiación del terahertz y “leyó” las letras en cada página.

El dispositivo actual puede leer hasta una profundidad de nueve páginas en una pila de papel después de este punto, la energía de la señal de terahertz reflejada es demasiado baja para que los sensores puedan distinguir entre diferentes firmas de frecuencia de terahertz, lo que hace imposible la diferenciación de letras. Las investigaciones futuras trabajarán para lograr una penetración más profunda a través de la mejora de la precisión del detector y la potencia de la fuente de radiación, y la tecnología podría ser utilizada algún día para buscar en libros que son demasiado viejos para abrirlos sin correr el riesgo de una degradación grave.

A medida que la tecnología mejora, podría convertirse en una herramienta útil para los museos e instituciones que albergan libros raros que son demasiado delicados para abrir.

Answer 4

Los científicos, incluido uno de origen indio, han desarrollado una nueva tecnología que puede leer las páginas de un libro cerrado, un avance que puede ayudar a los arqueólogos a buscar libros antiguos sin tocarlos.

Investigadores, incluido Ramesh Raskar del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en los EE. UU., Probaron un prototipo del sistema en una pila de papeles, cada uno con una letra impresa. El sistema pudo identificar correctamente las letras en las nueve hojas superiores.

“El Museo Metropolitano de Nueva York mostró mucho interés en esto, porque quieren, por ejemplo, ver algunos libros antiguos que ni siquiera quieren tocar”, dijo Barmak Heshmat, científico investigador del MIT.

Dijo que el sistema podría usarse para analizar cualquier material organizado en capas delgadas, como recubrimientos de partes de máquinas o productos farmacéuticos.

Investigadores del MIT y del Instituto de Tecnología de Georgia desarrollaron los algoritmos que adquieren imágenes de hojas individuales en pilas de papel, e interpretan las imágenes a menudo distorsionadas o incompletas como letras individuales.

“Muchos sitios web tienen estas certificaciones de letras (captchas) para asegurarse de que no eres un robot, y este algoritmo puede superar muchos de ellos”, dijo el Sr. Heshmat.

El sistema utiliza radiación de terahertz, la banda de radiación electromagnética entre microondas y luz infrarroja, que tiene varias ventajas sobre otros tipos de ondas que pueden penetrar en superficies, como rayos X u ondas de sonido.

Los perfiles de frecuencia de terahercios pueden distinguir entre tinta y papel en blanco, de una manera que los rayos X no pueden, y tienen una resolución de profundidad mucho mejor que la de los ultrasonidos.

El sistema explota el hecho de que entre las páginas de un libro hay pequeñas bolsas de aire atrapadas a unos 20 micrómetros de profundidad.

La diferencia en el índice de refracción, el grado en el que doblan la luz, entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará la radiación de terahertz hacia un detector.

En el nuevo sistema, una cámara de terahercios estándar emite ráfagas de radiación ultracorta, y el sensor incorporado de la cámara detecta sus reflejos.

Desde el momento de llegada de las reflexiones, el algoritmo puede medir la distancia a las páginas individuales del libro.

Answer 5

Cuando un amigo mío me habló de esta tecnología, no le creí. Así que lo leí en internet y encontré este artículo.

En septiembre de 2016, los investigadores del MIT publicaron un artículo en Nature Communications sobre un nuevo dispositivo que desarrollaron: una cámara que puede leer libros cerrados. La cámara utiliza radiación de terahertz, un tipo de radiación que cae entre los espectros de microondas e infrarrojos y tiene la capacidad única de hacer que diferentes productos químicos produzcan sus propias frecuencias distintas. Esto es lo que ayuda a diferenciar entre tinta y papel y, por lo tanto, detectar letras y palabras individuales en una página. Otra característica interesante de la radiación de terahertz: su capacidad para salir en ráfagas muy cortas. Así como los píxeles más pequeños ayudan a mejorar la resolución de una imagen, los estallidos de radiación más cortos mejoran la resolución de los datos de un científico. Este nivel de resolución ayuda al sensor incorporado de la cámara a saber cuándo ha pasado por una página individual. A partir de la publicación del artículo, la cámara solo era lo suficientemente fuerte como para leer las primeras nueve páginas de un libro, pero los investigadores confían en que las mejoras tecnológicas vendrán pronto. Una vez que la cámara esté lista para el horario de máxima audiencia, será útil para museos, bibliotecas y otras instalaciones que necesiten examinar documentos históricos que podrían dañarse con el menor contacto.

Espero que esto responda a tu pregunta. Pues sí resolvió la mía.

Fuente: la cámara Terahertz del MIT puede leer libros cerrados

Answer 6

Trataré de explicarlo de una manera muy simple, por favor sugiera correcciones, si las hay.

La radiación sabe distinguir entre tinta y papel. Ahora, esto es bueno y bueno para un papel, pero un libro tiene muchas páginas. ¿Cómo abordar eso, ahora?

Las páginas están separadas por bolsas de aire muy pequeñas. Allí, se produce la refracción, dando una idea a la cámara sobre la profundidad. Esta reflexión se envía al “Lector” (sensor / procesador), de manera muy parecida a cómo nuestro ojo captura una imagen y la envía a nuestro cerebro para su procesamiento. Se emiten pequeñas ráfagas de ondas, que dan una estructura completa del libro.

Esta es la estructura laica básica, hay más en ella, como por qué se ha usado terahertz específicamente y sus ventajas relativas.

Los perfiles de frecuencia de terahercios pueden distinguir entre tinta y papel en blanco, de una manera que los rayos X no pueden, y tienen una resolución de profundidad mucho mejor que la de los ultrasonidos.

La diferencia en el índice de refracción, el grado en el que doblan la luz, entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará la radiación de terahertz hacia un detector.

Lecturas y fuentes adicionales: juzgar un libro por su portada

Los científicos del MIT usan ondas de terahertz para leer libros cerrados

Answer 7

Leí sobre esto en un artículo, que escribió sobre la funcionalidad de la cámara Terahertz de una manera bastante detallada. Me gustaría citar el artículo en sí.

La cámara utiliza radiación de terahertz, un tipo de radiación que cae entre los espectros de microondas e infrarrojos y tiene la capacidad única de hacer que diferentes productos químicos produzcan sus propias frecuencias distintas. Esto es lo que ayuda a diferenciar entre tinta y papel y, por lo tanto, detectar letras y palabras individuales en una página. Otra característica interesante de la radiación de terahertz: su capacidad para salir en ráfagas muy cortas. Así como los píxeles más pequeños ayudan a mejorar la resolución de una imagen, los estallidos de radiación más cortos mejoran la resolución de los datos de un científico. Este nivel de resolución ayuda al sensor incorporado de la cámara a saber cuándo ha pasado por una página individual. A partir de la publicación del artículo, la cámara solo era lo suficientemente fuerte como para leer las primeras nueve páginas de un libro, pero los investigadores confían en que las mejoras tecnológicas vendrán pronto. Una vez que la cámara esté lista para el horario de máxima audiencia, será útil para museos, bibliotecas y otras instalaciones que necesiten examinar documentos históricos que podrían dañarse con el menor contacto.

Fuente: Curiosity.com

Answer 8

Hace diez años, los investigadores del MIT demostraron que era posible mirar a través de un sobre y leer el texto en su interior utilizando imágenes espectroscópicas de terahertz. Esta investigación inspiró a [Barmak Heshmat] a probar la misma técnica para leer un libro a través de su portada. Una nueva cosecha de investigadores del MIT liderada por [Heshmat] ha desarrollado un prototipo para hacer exactamente eso, y explica el proceso en el video después del receso. En la actualidad, el sistema es capaz de descifrar correctamente letras individuales a través de nueve páginas de texto impreso.

Lo hacen disparando ondas de terahertz en ráfagas cortas en una pila de páginas e interpretando los valores de retorno y el tiempo de viaje. Las bolsas de aire microscópicas entre las páginas proporcionan límites para la diferenciación. [Heshmat] y el equipo confían en estos bolsillos para reflejar la señal a un sensor en la cámara. Una vez que han marcado el sistema para poder ver las letras en la página de destino y distinguirlas de las sombras de las letras en las otras páginas, utilizan un algoritmo para determinar las letras. [Heshmat] dice que el algoritmo es tan bueno que puede pasar por la mayoría de los CAPTCHA.

La aplicación más inmediata para esta tecnología es leer libros antiguos y otros materiales impresos que son demasiado frágiles para ser manejados, lo que potencialmente abre mundos de conocimiento que están ocultos en los documentos que se desintegran. Para una mejor visión del exterior de las cosas, hay Reflectance Transformation Imaging.

Leyendo libros cerrados

Answer 9

La radiación de Terahertz cae en algún lugar entre los espectros de microondas e infrarrojos, y el equipo de investigación, incluidos Barmak Heshmat, Ramesh Raskar y Albert Redo Sanchez de MIT, y Justin Romberg y Alireza Aghasi de Georgia Tech, eligieron ese particular sabor de radiación debido a cómo Reacciona con diferentes productos químicos.

Diferentes productos químicos producen una frecuencia distinta, ya que reaccionan con diferentes frecuencias de terahertz, que se pueden medir y distinguir. En este caso, permite a los investigadores diferenciar entre tinta y papel en blanco.

Se requieren algoritmos complejos y software para traducir las frecuencias que se devuelven a la cámara, lo que le permite distinguir las letras en una página. Pero también se basa en la distancia a la que viajan las pequeñas ráfagas de radiación de terahertz, al cronometrar con precisión el tiempo que tarda en alcanzar las brechas de aire de 20 micrómetros de espesor entre las páginas de un libro, puede calcular cuándo se mueve de una página a otra. .

En su forma actual, la cámara terahertz puede calcular con precisión la distancia a una profundidad de aproximadamente 20 páginas, pero solo puede distinguir los caracteres de una página a una profundidad de aproximadamente nueve páginas. El dispositivo también requiere que el papel utilizado tenga cierto grado de transparencia. Sin embargo, a medida que los detectores y emisores utilizados son más refinados, los investigadores consideran que su sistema podría ser una herramienta fantástica para los museos u otras instalaciones que quieran explorar y catalogar documentos históricos, sin tener que tocarlos o abrirlos, y correr el riesgo de daños.

Answer 10

El sistema utiliza radiación de terahertz , la banda de radiación electromagnética entre microondas y luz infrarroja , que tiene varias ventajas sobre otros tipos de ondas que pueden penetrar en superficies, como rayos X u ondas de sonido.

Los perfiles de frecuencia de terahercios pueden distinguir entre tinta y papel en blanco , de una manera que los rayos X no pueden, y tienen una resolución de profundidad mucho mejor que la de los ultrasonidos.

El sistema explota el hecho de que entre las páginas de un libro hay pequeñas bolsas de aire atrapadas a unos 20 micrómetros de profundidad.

La diferencia en el índice de refracción, el grado en el que doblan la luz, entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará la radiación de terahertz hacia un detector.

En el nuevo sistema, una cámara de terahercios estándar emite ráfagas de radiación ultracorta, y el sensor incorporado de la cámara detecta sus reflejos .

Desde el momento de llegada de las reflexiones, el algoritmo puede medir la distancia a las páginas individuales del libro.

Answer 11

Investigadores, incluido Ramesh Raskar del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en los EE. UU., Probaron un prototipo del sistema en una pila de papeles, cada uno con una letra impresa. El sistema pudo identificar correctamente las letras en las nueve hojas superiores.

El sistema utiliza radiación de terahertz, la banda de radiación electromagnética entre microondas y luz infrarroja, que tiene varias ventajas sobre otros tipos de ondas que pueden penetrar en superficies, como rayos X u ondas de sonido.

El sistema explota el hecho de que entre las páginas de un libro hay pequeñas bolsas de aire atrapadas a unos 20 micrómetros de profundidad. La diferencia en el índice de refracción, el grado en el que doblan la luz, entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará la radiación de terahertz hacia un detector.

En el nuevo sistema, una cámara de terahercios estándar emite ráfagas de radiación ultracorta, y el sensor incorporado de la cámara detecta sus reflejos.

Desde el momento de llegada de las reflexiones, el algoritmo puede medir la distancia a las páginas individuales del libro.

Answer 12

Echa un vistazo a este sitio: Este nuevo sistema de imágenes puede leer libros cerrados.

También puede intentar googlear la radiación Tetrahertz.