ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน นักพัฒนาพยายามทำให้ “กล้อง” มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ เพื่อง่ายต่อการพกพา แต่ใครจะไปคิดว่าพวกเขาจะสามารถทำให้มันมีขนาดเล็กจนเหลือขนาดเท่า “เม็ดเกลือ” (Salt Gain Camera) แถมยังสามารถถ่ายภาพออกมาได้มีคุณภาพดีไม่แพ้กล้องคอมแพคทั่วไปเลยด้วย
โดยกล้องจิ๋วที่ว่านี้ เป็นผลงานของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและมหาวิทยาลัยวอชิงตัน มีขนาดเพียง 0.5 มิลลิเมตรเท่านั้น ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า “Metasurface” มีเสาทรงกระบอก 1.6 ล้านแท่ง (เสาแต่ละแท่งมีขนาดเท่าไวรัส HIV 1 ตัว) เปรียบเสมือนเสาสัญญาณในการรับภาพ ซึ่งมันจะถ่ายภาพนาโนนับล้าน – ส่งไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผลด้วย neural nano-optics – และปรับให้ภาพออกมาคมชัด
ซึ่งเทคโนโลยี Metasurface นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นเทคโนโลยีแบบเดียวกันกับที่ใช้ในการสร้างชิพคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก โดยกล้องนี้ทำจากวัสดุซิลิคอนไนไตรด์คล้ายแก้ว มีความแข็งแรงทนทาน แต่นี่ก็เป็นเพียงตัวต้นแบบเท่านั้น ยังมีงานอีกมากที่นักวิจัยต้องพัฒนาต่อไปให้สามารถใช้งานได้จริง
(รูปซ้าย) รูปถ่ายจากกล้องจิ๋วที่เล็กที่สุดในโลกรุ่นก่อน, (รูปขวา) รูปที่ถ่ายจากกล้องจิ๋วรุ่นปัจจุบัน ผ่านการประมวลผลด้วย neural nano-opticsคำถาม : แล้วเราจะทำกล้องให้มันมีเล็กขนาดนี้เพื่ออะไร ? ตอบ : มันสามารถใช้งานได้หลากหลาย ตั้งแต่ทำหน้าที่เป็นกล้องให้หุ่นยนต์จิ๋วในการสำรวจจุดที่ยากจะเข้าถึงมาก ๆ เช่น ใช้ในทางการแพทย์สำหรับสำรวจอวัยวะภายในมนุษย์ ยิ่งไปกว่านั้นมันยังสามารถทำได้มากกว่าการถ่ายภาพคือสามารถตรวจจับสัญญาณของโรคร้ายในร่างกายได้ด้วย
จริง ๆ การสร้างกล้องนาโนแบบนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะก่อนหน้านี้นักวิจัยเคยพยายามพัฒนากล้องจิ๋วแบบนี้ออกมาแล้ว แต่ว่าภาพถ่ายที่ได้ออกมามักให้สีที่ผิดเพี้ยนไป มีมุมมองที่จำกัด ซึ่งทั้งหมดนี้ทำให้มีปัญหาในเรื่องของการรับสเป็กตรัมของแสงที่มองเห็น ทำให้ภาพที่ได้ไม่เหมือนกับที่ตาเห็นหรือตรงตามความเป็นจริง “เราแก้ปัญหานี้ ด้วยการใช้ AI เข้ามาช่วยในการประมวลผล” อีธาน เซิง นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ผู้ออกแบบกล้องจิ๋วนี้กล่าว
เปรียบเทียบคุณภาพของกล้องจิ๋วเม็ดทราย (ซ้าย) กับกล้องคอมแพ็คปกติ (ขวา) วึ่งสียังเพี้ยนจากความจริงอยู่เล็กน้อย นี่คือสิ่งที่นักวิจัยต้องพัฒนาต่อไปFact – ทีมนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการ SLAC ได้ทำการสร้างกล้องดิจิทัลที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งสามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงถึง 3,200 ล้านพิกเซล ผ่านการกดชัตเตอร์เพียง “ครั้งเดียว” โดยกล้องตัวนี้มีชื่อว่า “Legacy Survey of Space and Time” (LSST)
นอกจากจะมีความละเอียดสูงแล้ว พิกเซลดังกล่าวยังมีขนาดเล็กมาก กว้างเพียง 10 ไมครอน (เล็กกว่าเส้นผมมนุษย์ที่กว้างประมาณ 50-70 ไมครอนเสียอีก) ซึ่งนั่นคือส่วนที่ทำให้ภาพที่ถ่ายได้มีความละเอียดและความคมชัดสูงมากนั่นเอง อีกทั้งยังมีเซนเซอร์ที่สามารถมองเห็นวัตถุแสงน้อยได้ดีกว่าตาเปล่าของมนุษย์ถึง 100 ล้านเท่าอีกด้วย โดยภาพแรกที่ถูกถ่ายด้วยกล้อง LSST คือภาพ..“บรอกโคลี โรมาเนสโก” (Romanesco Broccoli) หรือที่บ้านเราเรียกกันว่า “กะหล่ำเจดีย์”
