Un team di ricercatori dell’Istituto di Fisica dell’Università di Amsterdam, guidato da Jorik van de Groep, ha sviluppato un metodo innovativo per il rilevamento dei bordi nelle immagini. Questo approccio si distingue per la sua rapidità e il ridotto consumo energetico. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista ACS Photonics, rappresentando un importante passo avanti nell’elaborazione delle immagini.
Innovazione nel Calcolo con la Luce
Con l’aumento della domanda di potenza di calcolo, il consumo energetico è diventato un tema cruciale. L’hardware tradizionale spesso non riesce a soddisfare le esigenze del software moderno, rendendo necessarie soluzioni alternative più efficienti. I ricercatori stanno esplorando metodi di calcolo innovativi, tra cui il calcolo analogico ottico, che utilizza la luce per eseguire operazioni matematiche prima dell’acquisizione dell’immagine. Questo approccio offre:
- Efficienza energetica senza precedenti
- Calcolo quasi istantaneo grazie alla velocità della luce
Questa scoperta ha il potenziale di rivoluzionare l’elaborazione dei dati, rendendola più rapida ed efficiente, con applicazioni significative in settori che richiedono analisi ad alta velocità.
Rilevamento dei Bordi: Un Avanzamento Importante
I fisici, in collaborazione con WITec e SCIL Imprint Solutions, si sono concentrati sul rilevamento dei bordi, un elemento fondamentale nell’elaborazione delle immagini. Questo processo identifica i punti di cambiamento di luminosità, segnando i confini degli oggetti. Il rilevamento dei bordi è essenziale in vari ambiti, tra cui:
- Tecnologia dei veicoli autonomi
- Analisi di immagini in ambito scientifico
Il team ha utilizzato un semplice stack di film sottili, dimostrando un’efficacia notevole nel rilevare bordi di oggetti di dimensioni ridotte, fino a circa 1 micrometro. Bernardo Dias, primo autore della pubblicazione, ha affermato che il design dello stack è semplice rispetto ai complessi rivestimenti ottici, ma offre uno dei più alti numeri di apertura numerica mai registrati.
Potenzialità nella Microscopia
Un ulteriore vantaggio di questo metodo è la sua versatilità nell’uso di diverse fonti di luce, come lampade, LED o laser, facilitando l’integrazione con la tecnologia esistente. I risultati suggeriscono che queste tecniche possono essere particolarmente efficaci nella microscopia ad alta risoluzione. Inoltre, il dispositivo è in grado di evidenziare i bordi di oggetti trasparenti, come le cellule, che sarebbero invisibili a un microscopio convenzionale.
Guardando al futuro, i ricercatori intendono sviluppare dispositivi switchable per il calcolo analogico ottico, permettendo di attivare e disattivare operazioni matematiche o di passare tra diverse funzioni, ampliando ulteriormente le applicazioni di questa tecnologia.
Riferimento: “High-NA 2D Image Edge Detection Using Tamm Plasmon Polaritons in Few-Layer Stratified Media” di Bernardo S. Dias e Jorik van de Groep, pubblicato il 2 dicembre 2024 su ACS Photonics. DOI: 10.1021/acsphotonics.4c01667.