في إنجاز كبير، كشف الباحثون عن نظام تصوير سطحي ثلاثي الأبعاد متطور يوفر بديلاً أكثر أناقة وكفاءة لتقنية التعرف على الوجه التقليدية. يستخدم هذا النظام المبتكر، الموصوف في تقرير حديث صادر عن ACS' Nano Letters، بصريات أكثر تسطيحًا ومبسطة، ويعد بتصميم أكثر إحكاما مع انخفاض استهلاك الطاقة.
وفي العروض التوضيحية لإثبات المفهوم، أثبتت هذه التقنية الجديدة قدرتها من خلال التعرف على ملامح الوجه للمنحوتات الشهيرة بنفس الدقة التي تتمتع بها أنظمة الهواتف الذكية الحالية.
تصوير سطحي ثلاثي الأبعاد مبسط: مستقبل التعرف على الوجه
أصبحت تقنية التعرف على الوجه منتشرة في كل مكان يوميًا، بدءًا من فتح الهواتف الذكية وحتى ضمان الوصول الآمن إلى الحسابات عبر الإنترنت. تعتمد أنظمة التصوير السطحي التقليدية ثلاثية الأبعاد المستخدمة في تطبيقات التعرف على الوجه عادةً على أجهزة عرض نقطية تشمل مكونات معقدة، بما في ذلك أشعة الليزر والعدسات وأدلة الضوء والعناصر البصرية الحيود (DOEs).
تلعب هذه العناصر دورا محوريا في تحطيم أشعة الليزر إلى مجموعة من ما يقرب من 32,000 نقطة من الأشعة تحت الحمراء يتم إسقاطها على وجه الشخص لتأكيد الهوية.
ومع ذلك، فإن القيد الأساسي لهذه الأنظمة هو حجمها، مما يجعلها أقل من مثالية للأجهزة المدمجة مثل الهواتف الذكية. وإدراكًا لهذا التحدي، شرع فريق من الباحثين بقيادة يو-هينج هونغ، وهاو-تشونغ كو، وياو-وي هوانغ في إحداث ثورة في هذا المجال من خلال تطوير نظام تصوير سطحي ثلاثي الأبعاد مدمج بتصميم مسطح تقريبًا يتطلب طاقة أقل بكثير عملية.
نهج جديد: استبدال أجهزة العرض النقطية بالأسطح الفوقية
يتضمن الابتكار الرئيسي في هذه التقنية الرائدة استبدال جهاز العرض النقطي التقليدي بالليزر منخفض الطاقة وسطح مسطح من زرنيخيد الغاليوم. يؤدي هذا الاستبدال إلى تقليل حجم جهاز التصوير بشكل كبير وتقليل استهلاك الطاقة.
حفر الباحثون الجزء العلوي من هذا السطح المعدني الرقيق بنمط عمود نانوي، مما أدى إلى إنشاء سطح خارق ينثر الضوء أثناء مروره عبر المادة. في هذا النموذج الأولي، ينثر ضوء الليزر منخفض الطاقة إلى 45,700 نقطة من الأشعة تحت الحمراء، والتي يتم عرضها بعد ذلك على جسم ما أو وجه شخص أمام مصدر الضوء.
مثل أنظمة العرض النقطية التقليدية، تشتمل التقنية الجديدة على كاميرا لالتقاط وتحليل الأنماط التي تشكلها نقاط الأشعة تحت الحمراء. ومن اللافت للنظر، خلال اختبارات النموذج الأولي، أن النظام حدد بدقة نسخة طبق الأصل ثلاثية الأبعاد من تحفة مايكل أنجلو الشهيرة، ديفيد، من خلال مقارنة أنماط نقاط الأشعة تحت الحمراء بالصور الموجودة على الإنترنت للنحت.
الجانب الأكثر بروزًا في هذا الإنجاز هو أنه يستهلك طاقة أقل بخمس إلى عشر مرات ويشغل منصة بمساحة سطحية أصغر بحوالي 230 مرة من نظام العرض النقطي الشائع.
الأسطح الفوقية: تمهيد الطريق لحلول التصوير صغيرة الحجم ومنخفضة الطاقة
يعد نجاح هذا النموذج الأولي بمثابة شهادة على الإمكانات الهائلة للأسطح المعدنية في تطوير حلول تصوير فعالة للغاية وصغيرة الحجم ومنخفضة الطاقة. وبعيدًا عن التعرف على الوجه، تبشر هذه التكنولوجيا بالعديد من التطبيقات، بما في ذلك الروبوتات والواقع الممتد.
يفتح التصميم المدمج والفعال لنظام التصوير السطحي ثلاثي الأبعاد هذا العديد من الاحتمالات في مختلف المجالات. يمكن أن يحدث ثورة في كيفية تفاعلنا مع أجهزتنا، مما يتيح وصولاً أكثر أمانًا وملاءمة مع الحفاظ على موارد الطاقة.
علاوة على ذلك، فإن تنوعها يجعلها مناسبة للتطبيقات في مجال الروبوتات، حيث تعد أنظمة التصوير المدمجة ضرورية لتعزيز عمليات الإدراك وصنع القرار.
افاق المستقبل
ومع استمرار فريق البحث في تحسين هذه التكنولوجيا وتطويرها، يمكننا أن نتوقع ظهور أنظمة تصوير سطحي ثلاثية الأبعاد أكثر إحكاما وكفاءة. وستعمل هذه الابتكارات على تعزيز أمان وراحة التعرف على الوجه وتمهيد الطريق لتطبيقات جديدة في صناعات متنوعة.
المصدر: https://www.cryptopolitan.com/advancements-in-3d-facial-recognition/