Możesz widzieć przez ściany i zza rogu. Naukowcy to udowodnili

Znacie takie starożytne urządzenie jak camera obscura? Na podobnej zasadzie działania naukowcy rozwinęli technologię Non Line of Sight Imaging (NLSI). Dzięki niej można widzieć przez ściany i zza rogu, Wystarczy odpowiednio wytrenować mózg.

Gdy mówimy o widzeniu przez ściany, od razu na myśl przychodzi nam sprzęt wojskowy czy szpiegowski. I słusznie. W tym wypadku nie chodzi o kamery z wziernikami, ale o zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji, które przetwarzają obraz w trudny do pojęcia sposób.

Wszystko zaczęło się 10 lat temu, gdy w Massachusetts Institute of Technology, Ramesh Raskar wraz z zespołem badawczym udowodnili, że ludzie i kamery mogą widzieć to, co jest za rogiem. Nie potrzeba było do tego żadnego układu luster ani wzierników – wystarczyła analiza obrazu.

Światło w rozumieniu fizycznym jest falą, więc ulega zjawiskom odpowiednim dla fal – odbija się, nakłada czy rozprasza. Camera obscura natomiast to urządzenie bazujące na tych właśnie zjawiskach. Działa ono tak, że przez mały otwór w ścianie (lub jakiejkolwiek innej powierzchni) do środka zaciemnionego pomieszczenia wpada światło, rzutując na przeciwległej ścianie odwrócony obraz.

Naukowcy udowodnili, że ostre krawędzie budynków (lub innych przedmiotów) działają na taej samej zasadzie, jak camera obscura. Wówczas jednak linia staje się przysłoną wpuszczającą załamane światło i rozpraszające je na plandece (lub innym materiale) za rogiem. Jeśli dodamy do tego sztuczną inteligencję, mamy do czynienia z "ghost imagingiem" tudzież wspomnianym wcześniej NLSI.

W 2016 roku amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Barawczych w Obszarze Obronności (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) postanowiła zgłębić technologię obrazowania poza linią widzenia (NLSI) i ją uprościć. Dzięki badaniom kosztującym łącznie 30 mln dolarów (ok. 140 mln złotych) naukowcy doszli do tego, że obrazowaniem może zająć się nawet zwykły smartfon.

Pierwsze próby specjalnych urządzeń opierały się na ogromnej maszynie, wartej 500 tys. dolarów (ok. 2,34 mln złotych). Z czasem okazało się, że wystarczy do tego zwykła kamera filmowa i zaawansowana sztuczna inteligencja. Można to przyrównać do fotografii obliczeniowej, gdzie algorytmy SI dopracowują i ulepszają zdjęcia w smartfonach, nadganiając w ten sposób braki sprzętowe.

A skoro już o smartfonach mowa. 3 lata temu, w 2019 roku naukowcy z MIT zminiaturyzowali sprzęt do minimum i wdrożyli jeszcze algorytmy. Pracowali nad tym od 2013 roku. Jedynym problemem była tu zbyt niska moc obliczeniowa sprzętu, co skutkowało wielogodzinną analizą obrazu. Patrząc jednak na rozwój fotografii mobilnej i aparatów w smartfonach, za kilka lat te obliczenia będą rozwiązywane w czasie rzeczywistym.

Jeśli jesteście miłośnikami uniwersum DC Comics, to na pewno wiecie, że jedną z umiejętności Supermana było widzenie przez obiekty, w tym przez grube ściany. Jak się okazuje – wcale nie musimy być kosmitami podatnymi na negatywne działanie kryptonitu, by niejako działać podobnie.

Profesor Daniele Faccio z Uniwersytetu w Glasgow w lipcu 2022 roku przedstawił wyniki swoich interesujących badań. Naukowiec potwierdził, że ludzie mogą widzieć to, co dzieje się za rogiem lub za ścianą, jeśli odpowiednio wytrenują mózg.

Wspomniany trening polega na uczuleniu naszego centralnego ośrodka nerwowego na ledwie widzialny obraz. Ten zaś jest traktowany naturalnie jako szum, czyli zniekształcenie i domyślnie ignorowany. Faccio potwierdził tę tezę na przykładzie człowieka postawionego za przegrodą. Jego zadaniem było określenie, czy po drugiej stronie ktoś jest i czy się porusza.

Okazuje się, że jesteśmy w stanie wykryć czyjąś obecność, nawet jeśli prześwit jest bardzo mały. Nasz mózg reaguje na to. Właśnie to nazywamy intuicją, ale porównując się do superbohaterów, bliżej nam jednak w tym kontekście do Spider-Mana z konkurencyjnego uniwersum Marvel Comics i jego pajęczych zmysłów.

Marcin Watemborski, redaktor prowadzący Fotoblogii