Obrazy z ciemności - rusza nowy projekt MISPIA
W Mediolanie, Włochy, właśnie uruchomiono finansowany ze środków unijnych projekt poświęcony technologii obrazowania przy słabym oświetleniu. Projekt MISPIA (Mikroelektroniczne jednofotonowe matryce obrazowania 3D do zastosowań przy słabym oświetleniu i dużej prędkości w systemach bezpieczeństwa), dofinansowany na kwotę 2,6 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" Siódmego Programu Ramowego (7PR), gromadzi ekspercką wiedzę naukowców i inżynierów z 20 krajów w celu opracowania zaawansowanych urządzeń obrazujących do różnych zastosowań, np. zapobiegania wypadkom. Istnieje duże zapotrzebowanie na urządzenia, które potrafią uchwycić wyraźny obraz przy bardzo słabym oświetleniu, zachowując przy tym precyzję nawet przy dużych odległościach. Obecnie wiele aparatów i kamer z najwyższej półki oferuje wysoką rozdzielczość, lecz żadne z tych urządzeń nie dają jednocześnie prędkości i ultra wysokiej czułości. Te, które zbliżają się do czułości na poziomie pojedynczego fotonu muszą być chłodzone i cechują się niską liczbą klatek na sekundę. Partnerzy projektu MISPIA pracują nad nowymi urządzeniami wykorzystującymi mikroukłady o wrażliwości na poziomie pojedynczego fotonu (cząsteczki światła), które są także w stanie wysyłać sygnał zaledwie w kilka pikosekund od wejścia fotonu do urządzenia. Technologia SPAD (jednofotonowa dioda lawinowa) zapewniająca wysoką czułość pozwoli naukowcom liczyć pojedyncze fotony i oznaczać je godziną przybycia. W połączeniu z dużą liczbą (tj. tysiącami) klatek na sekundę oraz inteligentnym przetwarzaniem wykrywającym głębokość i intensywność pozwoli to nowym urządzeniom tworzyć pełne dwu- i trójwymiarowe (2D i 3D) obrazy szybko zmieniających się scen w ciemności. W projekcie MISPIA wykorzystana zostanie standardowa technologia CMOS (komplementarnych półprzewodników tlenkowych), którą stosuje się do budowania zintegrowanych obwodów czujników obrazu, cechujących się energooszczędnością i niewielkim ciepłem odpadowym. Naukowcy użyją także super nowoczesnego przetwarzania CMOS z technologią SOI (krzem na izolatorze), stosowaną do produkcji półprzewodników, która podnosi wydajność poprzez redukcję utraty prądu w sąsiadujących częściach obwodu. Postępy w technologii CMOS mają także obniżyć koszty produkcji. Zespół planuje opracowanie dwóch głównych aplikacji do obrazowania 3D. Pierwsza to samochodowy system wczesnego ostrzegania o zderzeniu. Jej zadaniem będzie mapowanie od 10 do 50 metrów przed i za pojazdem oraz ostrzeganie kierowcy, jeśli coś jest nie w porządku. Może okazać się szczególnie przydatna w czasie prowadzenia nocą, kiedy światła samochodu mogą być niewystarczające, by dostrzec w porę zbliżające się niebezpieczeństwo. Druga to bardziej złożone urządzenie do obrazowania 3D obejmujące szersze spektrum i większe odległości do jednego kilometra, głównie do zastosowań w monitoringu za pomocą systemów bezpieczeństwa. Partnerzy projektu MISPIA są przekonani, że ich nowa technologia do matryc SPAD oraz mikroukładów do obrazowania 2D i monitorowania 3D otworzy nową epokę w fotonice krzemowej i obrazowaniu mikroelektronicznym. Ufają, że ich praca pozwoli podnieść konkurencyjność Europy w tych obszarach wobec Kanady, Japonii czy Stanów Zjednoczonych w produkcji i dystrybucji mikroukładów i systemów do ultraczułych, szybkich kamer. Na spotkaniu otwierającym projekt członkowie zespołu MISPIA omawiali wymogi, specyfikacje i ograniczenia dotyczące proponowanych urządzeń. W skład konsorcjum koordynowanego przez prof. Franco Zappę z Politecnico di Milano we Włoszech wchodzi siedem wiodących organizacji badawczych Europy, w tym m.in. Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung z Niemiec, Heriot-Watt University z Wlk. Brytanii, Micro Photon Devices z Włoch, Centro Ricerche Fiat z Włoch oraz EMZA Visual Sense z Izraela.
Kraje
Włochy