Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
National Geographic №195, декабрь 2019
National Geographic Traveler №72, ноябрь 2019 – январь 2020
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Наука

Проверить качество воды и продуктов смартфоном: что такое гиперспектрометр

Самарский университет
15 марта 2018
/upload/iblock/56c/56c09d7ab1eb3b571cbb2ac7202ec3c4.jpg
Фото: Анастасия Короткова
/upload/iblock/fd5/fd57e3d5f20d0d949f8c451171d3f121.jpg
Фото: Анастасия Короткова
В Самарском университете разработали сверхкомпактный гиперспектрометр, который можно установить практически на любую видео- или фотокамеру, а также на смартфоны и планшетные компьютеры. Эта легкая оптическая насадка диаметром всего 25 мм может широко использоваться для определения качества воды, почвы, продуктов питания и многого другого.
“Изображающие спектрометры разделяют пучок света не на три цветовые составляющие, как, например, фотокамера, а на множество — на 10, на 30, на 100. В зависимости от их количества мы по-разному называем эти приборы. Если спектральных каналов от 10 до 30 — это мультиспектрометр, а если, скажем, 100 и более — гиперспектрометр”, – говорит заведующий Научно-исследовательской лаборатории автоматизированных систем научных исследований (НИЛ-35), профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

Новая разработка вуза - это миниатюрная версия компактного гиперспектрометра. Ученые занимаются созданием конструкции оптической насадки диаметром 25 мм и длиной 30-40 миллиметров. Такую насадку можно будет закреплять на смартфонах и планшетах. Она позволит этим гаджетам выполнять функции изображающих гиперспектрометров, которые могут широко использоваться в быту — например, для определения качества продуктов питания и готовых блюд, а также оценивать состояние воды и почвы.

Теоретические основы для проектирования такой оптической системы представлены в статье «Гармоническая линза с кольцевой апертурой», вышедшей в журнале «Компьютерная оптика».

В 2016 году ученые Китая запатентовали подобную оптическую насадку на смартфон. Однако в ней использована оптическая схема, которая нуждается в сложной и высокоточной юстировке, что значительно ограничивает возможности прибора, а также делает его дороже и сложнее в производстве.

Учеными Самарского университета уже воплощена «в металле» более простая гиперспектрометрическая насадка. Ее масса не превышает 300 граммов. После установки на фото- или видеоустройство она также позволит получать гиперспектр для каждого пикселя изображения.

Устройство предназначено для решения задач в промышленности и сельском хозяйстве, где особой компактности не нужно: она поможет дистанционно определять влажность почвы, содержание в ней удобрений. Также такую насадку можно монтировать на аппаратуру беспилотных летательных аппаратов для выполнения различных задач дистанционного зондирования Земли.