Самарские ученые изобрели уникальный прибор, который может по цвету определить химический состав почвы, выявить сельхозвредителей и определить рак кожи на ранней стадии. Человеческий глаз воспринимает всего три цвета: красный, синий, зеленый. Все остальные получаются за счет смешивания этих трех. Например, голубой цвет активирует «синие» и «зеленые» рецепторы.
На этом принципе работают современные цифровые фотоаппараты и видеокамеры, экраны телевизоров и смартфонов. И ученым хорошо известно, что человеческий глаз и мозг довольно просто обмануть. Дело в том, что сочетания световых волн разной длины могут очень сильно отличаться друг от друга, но при этом даже для самого дотошного зрителя выглядеть как один и тот же цвет. То есть глаз ошибается, а вот обмануть специальную технику, такую как спектрометр — никак не получится.
Несколько лет назад ученым удалось создать устройство, которое «видело» сразу 20 каналов. Эта технологию назвали мультиспектральной съемкой. Но настоящий прорыв в области цветного зрения произошел совсем недавно. Гиперспектральная съемка превзошла своего предшественника. Полученное изображение нуждается в специальном анализе и обработке. В разработке этого оборудования большую роль сыграли самарские ученые, которые сделали для прибора специальные линзы и разработали алгоритм обработки изображения.
Зачем такая цветность?
Гиперспектрометрия открывает удивительные возможности. Например, по снимку с беспилотника определить химический состав почв на полях и решить, какие удобрения и в каком месте следует вносить.
«Сейчас время лабораторных исследований завершено и мы выходим, что называется, в поля. Используем гиперспектрометр для мониторинга биомассы, чтобы понять какие растения перед нами. По этим данным агроном, примет решение, как поставить траекторию движения комбайна, с какими сорняками нужно бороться, какие удобрения вносить,» - говорит руководитель направления разработки малых беспилотных летательных аппаратов Максим Трещанин.
Полезна новая технология и в медицине. Например, при помощи такого снимка можно выявить рак кожи на начальной стадии. Благодаря нескольким десяткам каналам цветовосприятия прибор различает малейшие изменения в оттенках кожи и определяет пораженные участки с высокой точностью. Так же гиперспектрометр показывает экологические нарушения, загрязнения окружающей среды. Снимки могут показать, какие вредные вещества попали в воду, воздух, почву.
Наука и коммерция
В Южной Корее создали компактный гиперспектрометр массой всего 5 кг. Но повторять и развивать технические решения, заложенные в зарубежные образцы, в Самарском исследовательском центре не стали — и сложно, и дорого в производстве. «У нас есть свои оригинальные технологии. Мы сделали прибор на основе своих разработок. Он проще и лучше корейского», — говорит заведующий лабораторией микро- и нанотехнологий Роман Скиданов.
Такие же разработки ведутся в Китае, США, Германии, Финляндии. Главная преграда на пути развития этой технологии – высокая стоимость. Цена одного гиперспектрометра в среднем составляет 20 тысяч долларов. Не все лаборатории могут позволить себе такое приобретение. А большой вес делает устройство маломобильным. Самарским же ученым удалось решить обе эти проблемы. Они создали компактный гиперспектрометр, масса которого — не более 6 кг. Это уже мировой уровень.
Оптическая схема прибора — как у всех, классическая «схема Оффнера». Но при этом самарский гиперспектрометр в разы дешевле зарубежных аналогов. Есть реальные перспективы обойти конкурентов.
«Возможно, очень скоро гиперспектрометр установят в каждый смартфон — если развить наши разработки, это вполне реально. У каждого из нас появится возможность определять качество продуктов на рынке. Навел камеру на ящик с виноградом или клубникой, сфотографировал и уже знаешь, стоит ли покапать их или нет», - говорит академик РАН Виктор Сойфер.
Но всегда есть риск, что успех могут перехватить иностранные конкуренты. Так, например, было с квадрокоптерами. Одна иностранная компания «захватила» этот рынок. Они сделали беспилотники доступными по цене и сейчас они активно используются во всех сферах экономики. Самарские же ученые со своими инновационными разработками схватку с акулами бизнеса за рынок дронов проиграли. Но, несмотря на это, иностранные компании продолжают вниманительно отслеживать самарские разработки.
«Сейчас в России всего несколько компаний занимаются этим направлением. Наша самарская команда — одна из них. Мы работаем с министерством Просвещения и региональными министерствами, поставляем наши летательные дроны в образовательные учреждения более чем в 20 регионов России. Надо сказать, что мировые исследовательские центры за нами достаточно пристально наблюдают,» - говорит Максим Трещанин.
Правила комментирования
Эти несложные правила помогут Вам получать удовольствие от общения на нашем сайте!
Для того, чтобы посещение нашего сайта и впредь оставалось для Вас приятным, просим неукоснительно соблюдать правила для комментариев:
Сообщение не должно содержать более 2500 знаков (с пробелами)
Языком общения на сайте АиФ является русский язык. В обсуждении Вы можете использовать другие языки, только если уверены, что читатели смогут Вас правильно понять.
В комментариях запрещаются выражения, содержащие ненормативную лексику, унижающие человеческое достоинство, разжигающие межнациональную рознь.
Запрещаются спам, а также реклама любых товаров и услуг, иных ресурсов, СМИ или событий, не относящихся к контексту обсуждения статьи.
Не приветствуются сообщения, не относящиеся к содержанию статьи или к контексту обсуждения.
Давайте будем уважать друг друга и сайт, на который Вы и другие читатели приходят пообщаться и высказать свои мысли. Администрация сайта оставляет за собой право удалять комментарии или часть комментариев, если они не соответствуют данным требованиям.
Редакция оставляет за собой право публикации отдельных комментариев в бумажной версии издания или в виде отдельной статьи на сайте www.aif.ru.
Если у Вас есть вопрос или предложение, отправьте сообщение для администрации сайта.
Закрыть