Molte persone hanno familiarità con i sistemi di riconoscimento facciale che sbloccano smartphone e sistemi di gioco o consentono l’accesso ai nostri conti bancari online. Ma la tecnologia attuale può richiedere proiettori e obiettivi squadrati. Ora, i ricercatori riferiscono in Nano Letters un sistema di imaging di superficie 3D più elegante con un'ottica più piatta e semplificata. Nelle dimostrazioni di prova, il nuovo sistema ha riconosciuto il volto del David di Michelangelo proprio come un sistema smartphone esistente.
L’imaging di superfici 3D è uno strumento comune utilizzato nel riconoscimento facciale degli smartphone, nonché nella visione artificiale e nella guida autonoma. Questi sistemi sono generalmente costituiti da un proiettore di punti che contiene più componenti:un laser, lenti, una guida luminosa e un elemento ottico diffrattivo (DOE).
Il DOE è un tipo speciale di lente che suddivide il raggio laser in una serie di circa 32.000 punti infrarossi. Pertanto, quando una persona guarda uno schermo bloccato, il sistema di riconoscimento facciale proietta una serie di punti sulla maggior parte del suo viso e la fotocamera del dispositivo legge lo schema creato per confermare l'identità. Tuttavia, i sistemi di proiezione di punti sono relativamente grandi per dispositivi di piccole dimensioni come gli smartphone. Pertanto, Yu-Heng Hong, Hao-Chung Kuo, Yao-Wei Huang e colleghi hanno deciso di sviluppare un sistema di riconoscimento facciale più compatto che sarebbe quasi piatto e richiederebbe meno energia per funzionare.
Per fare ciò, i ricercatori hanno sostituito un tradizionale proiettore a punti con un laser a bassa potenza e una superficie piatta in arseniuro di gallio, riducendo significativamente le dimensioni del dispositivo di imaging e il consumo energetico. Hanno inciso la parte superiore di questa sottile superficie metallica con un motivo a nanopilastri, che crea una metasuperficie che disperde la luce mentre passa attraverso il materiale.
In questo prototipo, la luce laser a bassa potenza si disperde in 45.700 punti infrarossi che vengono proiettati su un oggetto o un volto posizionato davanti alla sorgente luminosa. Come il sistema del proiettore di punti, il nuovo sistema incorpora una fotocamera per leggere i modelli creati dai punti a infrarossi.
Nei test del prototipo, il sistema ha identificato accuratamente una replica 3D del David di Michelangelo confrontando i modelli di punti a infrarossi con le foto online della famosa statua. In particolare, è riuscito a raggiungere questo obiettivo utilizzando da cinque a dieci volte meno energia e su una piattaforma con una superficie circa 230 volte più piccola di un comune sistema di proiezione di punti. I ricercatori affermano che il loro prototipo dimostra l'utilità delle metasuperfici per soluzioni efficaci di imaging a basso consumo e su piccola scala per il riconoscimento facciale, la robotica e la realtà estesa.
Ulteriori informazioni: Wen-Cheng Hsu et al, Luce strutturata basata su metasuperficie e PCSEL per la percezione della profondità monoculare e il riconoscimento facciale, Nano lettere (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c05002
Informazioni sul giornale: Nanolettere
Fornito dall'American Chemical Society
