新突破

快速三維光學傳感技術，實現流水線上精準檢測

最近，世界光學領域知名期刊Optics Express重點報道了我國南京理工大學電子工程與光電技術學院左超教授研發的最新三維光學傳感系統，利用該系統可在1s內獲取5000幅三維數據，即便是人眼無法捕獲的高速運動中的物體，如正在下落的乒乓球、快速轉動的電扇葉片，在此系統前都“無處遁形”，能夠被捕捉到完完整整的三維數據。

該系統由一個小型光學投影裝置、幾臺與計算機相連的高速攝像機。物體一放到這臺成像系統前，光學儀器在1s內可向物體投射20000次變換的光學圖案，并利用高速攝像機進行同步拍攝，最后由這些圖像重構5000幅三維圖像，顯示器上就立刻出現了該物體的三維影像。

之所以能達到如此高的三維成像速度，秘訣在于所采用的光學投影系統以及三維重建方法。

首先，研究人員借助最新研發設計的數字微鏡陣列投影系統，在一個1cm2平面上設置上百萬個角度可變的小鏡子，拍攝過程中，這些小鏡子能實現快速翻轉，從而達到光學圖案的快速切換，這樣突破了現有技術1s最多只能向物體投射數十幅結構光的限制，達到20000幅。在圖片的利用、三維數據的重建上，以往的算法，需要十余幅圖像甚至更多才能重構一次三維數據，而新算法最少僅需3幅。瞬間生成的圖像多，重構需要的圖像少，這樣一來一去，獲得的三維數據量大大增加，三維模型就更快速、準確。

根據介紹，這項技術應用范圍很廣，例如在線檢測，在流水線上生產的結構零件，一通過該儀器，就可以精確獲得其長、寬、高及體積等，并判斷其尺寸是否達標；還可以應用到機器人導航，如機器人在抓取物體時，識別、判斷、抓取等在瞬間完成，不會造成動作不連貫。

新型高敏感度光譜成像技術成為新型醫學診斷工具

近期，英國《自然》雜志的一篇論文介紹了一種集磁共振成像和伽馬射線成像優點于一身的新型光譜成像技術，有望為開發新型醫學診斷工具打下基礎。

磁共振成像是醫學領域非常重要的診斷工具，具有卓越的空間分辨率，能夠分辨圖像中的個體特征。而伽馬射線探測器則具有高度敏感性，可用于探測微量放射性示蹤劑。這些示蹤劑能夠定位特定的目標，可用于診斷癌細胞的分布和數量以及腦和心血管畸形。一直以來，這兩種技術各有千秋，但雙方優點卻很難兼得。

此次，美國弗吉尼亞大學高登·蓋茨研究團隊發明了一種全新的成像技術，先利用磁共振收集空間信息，再利用伽馬射線收集圖像信息。研究人員通過在玻璃槽中進行放射性原子成像操作，證明了該技術的可行性。而傳統的磁共振成像方法需要幾十億甚至更多的原子才能生成圖像。

在目前階段，處理速度還較慢，如使用該技術獲取示例圖像的數據，大約需要60小時，這對于臨床應用而言并不理想，研究人員下一步希望通過提高探測器的規模或者放射性示蹤劑的數量以克服這些問題。