Görünmeyen Işığı Renkli Görüntüye Dönüştüren Gözlük Geliştirildi
Araştırmacılar, insan gözünün algılayamadığı kızılötesi ışığı farklı renklere dönüştüren, yalnızca 23 gram ağırlığında bir prototip gözlük geliştirdi. Yeni teknoloji, normal görüşü engellemeden görünmeyen ışık hakkında ek bilgi sunabiliyor.
İnsan gözü, elektromanyetik spektrumun yalnızca “görünür ışık” olarak adlandırılan küçük bir bölümünü algılayabiliyor. Kızılötesi ışık ise gözümüzün doğal olarak göremediği dalga boyları arasında yer alıyor.
Çin’deki Pekin Teknoloji Enstitüsünden araştırmacılar, bu sınırı aşmaya yönelik dikkat çekici bir prototip geliştirdi. Yeni gözlük, kızılötesi ışığı insan gözünün algılayabileceği renkli görüntülere dönüştürüyor.
Science Advances dergisinde yayımlanan araştırmaya göre teknoloji, kızılötesi bilgiyi yalnızca tek renkli veya siyah-beyaz bir görüntü halinde göstermiyor. Işığın dalga boyu ve şiddetindeki farklılıkları çeşitli renk tonlarıyla görünür hale getiriyor.
Geleneksel gece görüşünden farklı çalışıyor
Geleneksel gece görüş sistemlerinde çevre çoğunlukla yeşil tonlarında veya siyah-beyaz görüntüleniyor. Bu sistemlerde kızılötesi sinyaller arasındaki farklılıklar genellikle görüntünün daha açık veya daha koyu olmasıyla ifade ediliyor.
Yeni prototip ise kızılötesi ışığın taşıdığı bilgiyi renk farklılıklarına dönüştürüyor. Böylece insan gözünün, birbirine yakın kızılötesi sinyaller arasındaki küçük farkları daha kolay ayırt edebilmesi amaçlanıyor.
Ancak burada görülen renklerin, nesnelerin kızılötesi alandaki “gerçek renkleri” olmadığına dikkat etmek gerekiyor. Sistem, insan gözünün göremediği kızılötesi verileri anlaşılır hale getirmek için belirli sinyalleri farklı görünür renklerle kodluyor.
Kızılötesi ışık nasıl görünür hale geliyor?
Geliştirilen sistemin temelinde “cıva tellürür kolloidal kuantum noktaları” adı verilen mikroskobik yarı iletken parçacıklar bulunuyor.
Kızılötesi ışık bu parçacıklara ulaştığında elektrik yüküne dönüştürülüyor. Oluşan elektrik yükü daha sonra kırmızı ve camgöbeği renk bölgelerine sahip organik ışık yayan diyotlara, yani OLED yapısına aktarılıyor.
Daha düşük enerjili veya daha zayıf kızılötesi sinyaller ağırlıklı olarak kırmızı ışık oluştururken, daha güçlü sinyaller iki renk bölgesini birden harekete geçiriyor. Bu sayede kızılötesi ışığın dalga boyu ve şiddetindeki değişiklikler, farklı renk ve parlaklıklar biçiminde görülebiliyor.
Yalnızca 23 gram ağırlığında
Araştırmacılar geliştirdikleri sistemi 23 gram ağırlığında, yarı saydam bir prototip gözlüğe yerleştirdi.
Laboratuvar deneylerinde kızılötesi ışık, farklı şekiller ve hareketli nesneler üzerinden gözlüğe yönlendirildi. Sistem bu nesnelerin renklerle kodlanmış görüntülerini oluştururken görünür ışığın geçişini de sürdürdü.
Böylece kullanıcı normal çevresini görmeye devam ederken kızılötesi ışıkla oluşturulan ek görüntüyü de aynı görüş alanı içerisinde algılayabildi. Araştırmacılar ayrıca dönüştürülen ışığın insan retinasında normal elektriksel tepkiler meydana getirdiğini bildirdi.
Termal kamera anlamına gelmiyor
Kızılötesi ışık denildiğinde akla ilk olarak insanların veya nesnelerin sıcaklıklarını gösteren termal kameralar geliyor. Ancak geliştirilen gözlüğün doğrudan bir termal kamera gibi değerlendirilmemesi gerekiyor.
Kızılötesi spektrum geniş bir dalga boyu aralığını kapsıyor. Araştırmada geliştirilen sistem, kendisine ulaşan kızılötesi sinyalleri görünür renklere dönüştürüyor; her nesnenin sıcaklığını ölçerek ayrıntılı bir ısı haritası oluşturmuyor.
Bu nedenle teknoloji şimdilik tüketicilerin kullanabileceği klasik bir gece görüş veya termal görüntüleme gözlüğünün yerini alacak aşamada değil.
Normal görüş ile kızılötesi görüntü bir arada
Prototipin en dikkat çekici özelliklerinden biri, normal görüşü tamamen kapatmaması.
Kullanıcı, çevredeki görünür ışığı doğrudan görürken kızılötesi sinyallerden elde edilen renkli bilgi bunun üzerine eklenebiliyor. Sistem, gerekli durumlarda görünür ışığı filtreleyerek yalnızca dönüştürülmüş kızılötesi görüntünün algılanabileceği farklı bir çalışma biçimine de uyarlanabiliyor.
Bu yaklaşım, gelecekte görünür ışıkla kızılötesi bilgiyi bir araya getiren daha hafif ve giyilebilir sistemlerin geliştirilebileceğini gösteriyor.
Görsel protezlerde kullanılabilir mi?
Araştırmacılar teknolojinin gelecekte yalnızca gece görüşüyle sınırlı kalmayabileceğini düşünüyor.
Geliştirilen yapının;
-
Yeni nesil görsel protezlerde,
-
Duyusal destek sistemlerinde,
-
Güvenlik ve arama-kurtarma uygulamalarında,
-
Bilimsel ve endüstriyel görüntülemede,
-
İnsan görüş alanını genişleten giyilebilir teknolojilerde
kullanılma potansiyeli bulunuyor.
Özellikle insan gözünün doğal olarak algılayamadığı ışık türlerinin görünür bilgiye dönüştürülmesi, gelecekte görsel protezlerin yalnızca kaybedilen görmenin bir bölümünü geri kazandırmasının ötesine geçebileceği fikrini gündeme getiriyor.
Henüz prototip aşamasında
Teknoloji dikkat çekici sonuçlar ortaya koysa da henüz deneysel aşamada bulunuyor.
Mevcut testler kontrollü laboratuvar ortamlarında, basit ve yüksek kontrastlı şekiller üzerinde gerçekleştirildi. Sistemin karmaşık gerçek yaşam ortamlarında, farklı aydınlatma koşullarında ve hareket halindeyken ne ölçüde başarılı olacağı henüz bilinmiyor.
Ayrıca OLED bölümünün çalışabilmesi için harici enerji gerekiyor. Araştırmacıların sistemi daha küçük, dayanıklı ve enerji açısından verimli hale getirmesi gerekiyor.
Bu nedenle geliştirilen gözlüğün yakın zamanda ticari bir ürün olarak satışa sunulması beklenmemeli.
Araştırma yine de insan görüşünün biyolojik sınırlarını genişletmeye yönelik önemli bir adım olarak değerlendiriliyor. Gelecekte gözlükler yalnızca görme kusurlarını düzeltmekle kalmayabilir; insan gözünün doğal olarak algılayamadığı bilgileri de görünür hale getirebilir.
Kaynaklar: Science Advances, Tech Xplore
