Duvarların arkasındaki nesneleri görmek tehlikeli durumlarda, hareketli parçaları olan bir makinenin içi gibi erişilmesi zor yerlere erişmek gerektiğinde ya da yüksek düzeyde kirlilik olan ortamlarda çok işe yarayabilecek bir kabiliyet. Cambridge’deki Massachusetts Instituteof Technology’den (MIT) bilim insanları bunu yapabilmenin bir yolunu buldu.

Bulunan yöntemde, görülemeyen nesnenin arka tarafında kalan bir duvara lazer atımı yapılıyor ve saçılan ışığın fotoğraf makinesine ulaşma süresi ölçülüyor. Fotonlar duvardan yansıyarak görülemeyen nesnenin üzerine çarpıyor ve oradan tekrar duvara yansıyor, duvardan tekrar yansıyan fotonların bir kısmıysa -her biri birbirinden çok az farklı sürelerde olmak üzere- fotoğraf makinesine ulaşıyor. İşte görülemeyen bir nesnenin geometrisinin ortaya çıkarılabilmesinin anahtarı, bu zamansal çözünürlükte yatıyor. 50 femtosaniyelik (saniyenin katrilyonda 50’si) lazer atımının konumu da 60 defa değiştiriliyor, böylece görülemeyen nesne için çok sayıda görüş açısı sağlanıyor.

MIT Media Lab’de çalışmayı yürüten Kamera Kültürü Araştırma Grubu’nun lideri Ramesh Raskar ses dalgalarının yankılanmasına hepimizin aşina olduğunu oysa ışığın yankılarından da faydalanabileceğimizi vurguluyor. Normal bir fotoğraf makinesi sadece doğrudan önünde duran nesneleri görebiliyor. Fotoğraf makinesinin algılayıcısına doğrudan görüş açısının dışından gelerek ulaşan ışık, görülemeyen bir nesne ile ilgili işe yarar bilgi sağlayamayacak kadar dağınık halde oluyor. Çünkü çok sayıda yansıma sonucunda saçılıyor. Geçtiğimiz hafta Nature Communications’da tanıtılan yeni düzenek, fotonların çok yüksek hızlı hareketinin süresini ölçerek bu sorunun üstesinden geliyor. Yani her bir fotonun fotoğraf makinesine ulaşması için geçen çok kısa süreyi ölçebiliyor. Elde edilen bu bilgi de daha sonra grup üyelerinden Andreas Velten tarafından geliştirilen yeniden inşa algoritması kullanılarak deşifre ediliyor ve görülemeyen nesnenin görüntüsü oluşturuluyor.

Üstün hızlı görüntüleme teknolojilerinin çoğu sadece algılayıcıya ulaşan ilk fotonlara odaklanarak yansıyan ışığın etkilerini azaltmayı amaçlıyor. Raskar yeni çalışmanın farkının yansıyan ışıktan faydalanmak olduğunu vurguluyor. Geliştirdikleri fotoğraf makinesi üstün hızlı sıfatını gerçekten hak ediyor. Her 2 pikosaniyede, yani ışığın sadece 0,6 mm yol aldığı sürede, bir görüntü kaydedebiliyor. Böylece her bir fotonun aldığı yolu milimetrealtı bir hassasiyetle kaydedebiliyor. Karşılaşılan en büyük teknik zorluklardan biri görülemeyen nesnenin farklı bölgelerine çarptıktan sonra eşit yol kat ederek fotoğraf makinesinin aynı noktasına ulaşan fotonları ayırt etmekti. Bu sorun, bilgisayarın farklı konumdaki lazerlerden üretilen görüntüleri karşılaştırıp nesnenin olası konumlarını tahmin etmesini sağlayarak aşıldı.

Belli bir lazerden çıkıp görülemeyen nesnenin farklı iki noktasına çarpan iki foton aynı yolu kat etse bile, farklı konumdaki bir lazerden çıkan fotonlar için bu eşitlik bozuluyor. Raskar kullanılan matematiksel tekniğin genel olarak X-ışını CAT taramalarında kullanılan hesaplamalı tomografidekine benzediğini belirtiyor. Şu anda görülemeyen bir nesnenin görüntüsünü oluşturma süreci birkaç dakika alıyor, ancak araştırmacılar gelecekte bu sürenin 10 saniyenin altına düşürülebilmesini umuyor.