Многие люди знакомы с системами распознавания лиц, которые используются для разблокировки смартфонов или доступа к банковским счетам. Однако нынешние технологии требуют громоздких проекторов и линз. Теперь исследователи сообщают в журнале ACS Nano Letters о создании более компактной системы 3D-сканирования поверхности с упрощённой оптикой. В тестовых демонстрациях новая система распознала лицо Давида Микеланджело так же хорошо, как и существующая система смартфона.
Системы 3D-сканирования поверхности широко используются для распознавания лиц в смартфонах, а также в компьютерном зрении и автономном вождении. Традиционные системы содержат проектор точек, состоящий из лазера, линз, световода и дифракционного оптического элемента (DOE). Этот элемент разделяет лазерный луч на массив из 32 000 инфракрасных точек, которые проецируются на лицо человека, а камера устройства считывает этот узор для подтверждения личности.
Тем не менее, такие системы довольно громоздки для небольших устройств, таких как смартфоны. Поэтому Юй-Хенг Хонг, Хао-Чунг Куо, Яо-Вей Хуан и их коллеги разработали более компактную систему распознавания лиц, которая практически плоская и требует меньше энергии.
Исследователи заменили традиционный проектор точек на маломощный лазер и плоскую поверхность из арсенида галлия, что значительно уменьшило размер и энергопотребление устройства. Они выгравировали на поверхности рисунок наностолбиков, который создаёт метаповерхность, рассеивающую свет при прохождении через материал. В результате лазерный свет рассеивается на 45 700 инфракрасных точек, проецируемых на объект или лицо перед источником света. Как и в традиционных системах, камера считывает узоры, создаваемые этими точками.
Во время тестирования прототипа система точно идентифицировала 3D-реплику статуи Давида Микеланджело, сравнивая инфракрасные узоры с фотографиями статуи из интернета.
Новая система потребляет в 5–10 раз меньше энергии и занимает в 230 раз меньше места, чем обычные системы проекторов точек. Исследователи утверждают, что их прототип демонстрирует потенциал метаповерхностей для создания эффективных маломасштабных решений для распознавания лиц, робототехники и расширенной реальности.