En slankere ansigtsgenkendelsesteknologi testet på Michelangelos David

Mange mennesker kender til ansigtsgenkendelsessystemer, der låser smartphones og spilsystemer op eller giver adgang til vores bankkonti online. Men den nuværende teknologi kan kræve boxy projektorer og linser. Nu rapporterer forskere i Nano Letters et slankere 3D overfladebilledsystem med fladere, forenklet optik. I proof-of-concept-demonstrationer genkendte det nye system Michelangelos Davids ansigt lige så godt som et eksisterende smartphonesystem.

3D overfladebilleddannelse er et almindeligt værktøj, der bruges i smartphones ansigtsgenkendelse, såvel som i computersyn og autonom kørsel. Disse systemer består typisk af en punktprojektor, der indeholder flere komponenter:en laser, linser, en lysleder og et diffraktivt optisk element (DOE).

DOE er en speciel slags linse, der bryder laserstrålen i en række af omkring 32.000 infrarøde prikker. Så når en person ser på en låst skærm, projicerer ansigtsgenkendelsessystemet en række prikker på det meste af deres ansigt, og enhedens kamera læser det mønster, der er oprettet for at bekræfte identiteten. Dog er punktprojektorsystemer relativt store til små enheder som smartphones. Så Yu-Heng Hong, Hao-Chung Kuo, Yao-Wei Huang og kolleger satte sig for at udvikle et mere kompakt ansigtsgenkendelsessystem, der ville være næsten fladt og kræve mindre energi at betjene.

For at gøre dette erstattede forskerne en traditionel prikprojektor med en laveffektlaser og en flad galliumarsenidoverflade, hvilket reducerede billedapparatets størrelse og strømforbrug markant. De ætsede toppen af ​​denne tynde metalliske overflade med et nanopillar-mønster, som skaber en metaoverflade, der spreder lys, når det passerer gennem materialet.

I denne prototype spredes laserlys med lav effekt til 45.700 infrarøde prikker, der projiceres på et objekt eller ansigt, der er placeret foran lyskilden. Ligesom prikprojektorsystemet inkorporerer det nye system et kamera til at læse de mønstre, som de infrarøde prikker skabte.

I test af prototypen identificerede systemet nøjagtigt en 3D-replika af Michelangelos David ved at sammenligne de infrarøde prikmønstre med onlinebilleder af den berømte statue. Navnlig opnåede den dette ved at bruge fem til 10 gange mindre strøm og på en platform med et overfladeareal, der er omkring 230 gange mindre end et almindeligt punktprojektorsystem. Forskerne siger, at deres prototype demonstrerer anvendeligheden af ​​metasurfaces til effektive små-skala lavenergi-billedløsninger til ansigtsgenkendelse, robotteknologi og udvidet virkelighed.

Flere oplysninger: Wen-Cheng Hsu et al, Metasurface- og PCSEL-baseret struktureret lys til monokulær dybdeopfattelse og ansigtsgenkendelse, Nano Letters (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c05002

Journaloplysninger: Nano-bogstaver

Leveret af American Chemical Society