Az ETH Zürich kutatói olyan képernyő-pixelt fejlesztettek ki, amely egyszerre képes képet megjeleníteni és rögzíteni. Ez a kétirányú pixel a jövőben olyan kijelzők előtt nyithatja meg az utat, amelyek kameraként is működnek – egy olyan lehetőség, amelyet az internet egyszerre tart zseniálisnak és nyugtalanítónak.
Eddig egy pixelnek mindig csak egy feladata volt. A kijelzőn fényt bocsát ki, hogy képet alkosson, míg a kamerában elnyeli a fényt, hogy képet rögzítsen. Egy svájci kutatócsoportnak most sikerült olyan pixelt létrehoznia, amely mindkettőre képes.
Az ETH Zürich kutatói a Nature folyóiratban megjelent tanulmányukban bemutatták a világ első kétirányú pixelét. Ugyanaz az apró chipfelület képes képet létrehozni, miközben elemzi is a rá érkező fényt. Nemcsak annak intenzitását érzékeli, hanem a fényhullám fázisát és polarizációját is.
Az új technológia egy úgynevezett kamera-kijelzőt ígér: egyetlen felületet, amely egyszerre jelenít meg képet és figyeli a környezetét. Képzeljünk el egy okostelefon-kijelzőt, amely egyben az előlapi kamera is, így nincs szükség sem kameraszigetre, sem kivágásra. Vagy egy videóhívást, ahol a kamera pontosan azok mögött a szemek mögött helyezkedik el, amelyekre nézünk.
Hogyan tud meg egy pixel két feladatot ellátni?
A megoldás kulcsa az interferencia. A David Norris professzor által vezetett kutatócsoport olyan technológiát alkotott, amely néhány nanométeres pontossággal alakítja ki a chip felszínét. A beérkező fény felületi hullámmá alakul, amely végighalad a felületen, majd ismét fénnyé szóródik. Ahol ezek a hullámok találkoznak, ott vagy erősítik, vagy kioltják egymást, és így alakul ki a kép. A pixel nevét adó Fourier-analízis számítja ki, hogy egy adott kép létrehozásához milyen felületi mintázatra van szükség.
Ha ugyanezt a fizikai folyamatot visszafelé alkalmazzák, akkor a pixel nem képet állít elő, hanem elemzi a beérkező fényt. „Az interferencia és a Fourier-analízis elvét fordított irányban is alkalmazhatjuk a fény elemzésére”, mondta Sander Vonk, a kutatás posztdoktori munkatársa. A pixel különleges fényformák előállítására is képes, köztük úgynevezett fánk alakú (középen lyukas) fénynyalábokra, és többféle hullámhosszon, vagyis különböző színek esetén is működik.
Amire az internet azonnal felfigyelt
Egy olyan kijelző, amely egyben kamera is, egyszerre tűnik hasznosnak és nyugtalanítónak. Amikor a TechRadar beszámolt a kutatásról, a hozzászólások szinte azonnal a megfigyelés témájára terelődtek. „A képernyők, amelyek egyben kamerák is – mi baj történhetne?”, írta egyik kommentelő. Mások George Orwell 1984 című regényének kétirányú telescreenjeit emlegették, amelyek egyszerre sugároztak műsort és figyelték az állampolgárokat.
Ez a reakció talán többet árul el a 2026-os társadalomról, mint magáról a laboratóriumi fejlesztésről. Az aggodalom érthető egy olyan világban, ahol egyre többen tartanak a fokozatosan terjedő megfigyeléstől. Ugyanakkor ez a technológia még nagyon távol áll attól, hogy kereskedelmi termékké váljon, ezért egyelőre nincs ok pánikra.
A jelenlegi korlátok
A kétirányú pixelek jelenleg csak lézerfénnyel működnek. Emellett mindegyik csak egy előre meghatározott képet képes megjeleníteni, ellentétben a mai kijelzőkkel, amelyek tetszőleges tartalmat jeleníthetnek meg. A következő nagy kihívás az, hogy néhány pixelből teljes pixelelrendezést hozzanak létre. David Norris célja, hogy a módszert nagyszámú Fourier-pixelre terjessze ki – ugyanúgy, ahogyan a mai kamerák és kijelzők is több millió pixelt használnak.
Ezért a legpontosabb összefoglalás nem az, hogy megszületett a „kémszoftveres kijelző”, hanem az, hogy
létrejött egy új, rendkívül sokoldalú építőelem a fény kezeléséhez.
A tanulmány a lehetséges alkalmazási területek között említi a holografikus kijelzőket, az optikai kommunikációt, az adaptív optikát és a kvantuminformáció-feldolgozást. Ezek sokkal közelebbi és valószínűbb felhasználási lehetőségek: a fény irányításának és érzékelésének kevésbé látványos, ám annál fontosabb technológiai alapjai.
Miért fontos egy ilyen egyszerűnek tűnő pixel?
A kutatás talán legérdekesebb állítása egyben a legvisszafogottabb is. A felületi fényhullámok haladásuk közben matematikai műveleteket végezhetnek. Norris szerint ezért a pixel képes lehet arra, hogy reagáljon egy képre, majd közvetlenül fény formájában adjon választ – számítógép közbeiktatása nélkül. Ez egy olyan jövő felé mutat, ahol a számítások egy része nem szilíciumalapú logikai áramkörökben, hanem magában a fényben történik. Nem meglepő, hogy ez a munka Svájcból származik, amely a mélytechnológiai fejlesztések területén méretéhez képest kiemelkedő teljesítményt nyújt. A találmány szabadalma már versenyez az ETH innovációs díjáért.
Jövőre lesz pontosan száz éve annak, hogy a „pixel” szó először nyomtatásban megjelent. Egy évszázaddal később a képernyők legkisebb építőeleme immár egy második kunsztra is képes.
Forrás: https://thenextweb.com
