Pesquisadores trabalham em sistema que lê livros fechados:

Pesquisadores do MIT e seus parceiros estão desenvolvendo um sistema de imagem que pode ler livros fechados.

Na última edição da Nature Communications, os pesquisadores descrevem um protótipo do sistema, testados em uma pilha de papéis, cada um com uma letra impressa sobre ele. O sistema foi capaz de identificar corretamente as letras sobre as nove folhas superiores.

"O Metropolitan Museum de Nova Iorque mostrou muito interesse neste assunto, porque eles querem, por exemplo, ter as informações de alguns livros antigos que não podem ser tocados", diz Barmak Heshmat, um cientista de pesquisa em mídias do MIT Lab e autor correspondente do novo trabalho. Ele acrescenta que o sistema poderia ser utilizado para analisar quaisquer materiais organizados em camadas finas, tais como revestimentos de peças de máquina ou de produtos farmacêuticos.

Os pesquisadores do MIT desenvolveram os algoritmos que captam imagens de folhas individuais em pilhas de papel, e os pesquisadores da Georgia Tech desenvolveram o algoritmo que interpreta as imagens, muitas vezes distorcidas ou incompletas como cartas individuais. "É realmente um pouco assustador", diz Heshmat sobre o algoritmo de interpretação de cartas. "Um monte de sites tem essas cartas de certificação [captchas] para certificar de que você não é um robô, mas este algoritmo pode ler e burlar muitas destas certificações."

O sistema usa radiação em terahertz, a faixa de energia eletromagnética entre micro-ondas e luz infravermelha, que tem várias vantagens sobre outros tipos de ondas pois podem penetrar as superfícies, tais como raios-X ou ondas sonoras. A radiação em terahertz tem sido amplamente pesquisada para uso em triagem de segurança, pois diferentes produtos químicos absorvem diferentes frequências de radiação em terahertz, em diferentes graus, produzindo uma assinatura de frequência distinta para cada um. Da mesma forma, os perfis de frequências em terahertz podem distinguir entre a tinta e o papel em branco, de maneira a que os raios-X não podem.

A radiação em terahertz também pode ser emitida em rajadas curtas, fazendo com que a distância percorrida possa ser medida pela diferença entre o tempo de emissão e o tempo em que a radiação refletida retorna para o sensor. Que confere uma resolução de profundidade de ultra-som muito melhor.

O sistema explora o fato de que preso entre as páginas de um livro há minúsculos bolsões de ar com cerca de 20 micrômetros de profundidade. A diferença no índice de refração (o grau em que a luz é curvada) da luz entre o ar e o papel, representa que a fronteira entre os dois irá refletir a radiação em terahertz de volta para um detector.

Na configuração dos pesquisadores, uma câmera de terahertz padrão emite rajadas ultrarrápidas de radiação, e o sensor embutido da câmera detecta suas reflexões. A partir do tempo de chegada das reflexões, o algoritmo dos pesquisadores do MIT pode medir a distância entre as páginas individuais do livro.

Embora a maior parte da radiação seja tanto absorvida como refletida pelo livro, algumas das reflexões saltam pelas páginas antes de retornar para o sensor, produzindo um sinal ilegítimo. O sistema eletrónico do sensor também produz um ruído de fundo. Uma das tarefas do algoritmo dos pesquisadores do MIT é filtrar todo esse "ruído".

As informações sobre a distância das páginas ajuda: Ele permite que o algoritmo aprimore apenas os sinais em terahertz cujos tempos de chegada sugerem que eles são verdadeiras reflexões. Em seguida, ele se baseia em duas reflexões com medidas diferentes de energia, pressupondo sobre as características das reflexões (se são ruídos ou não) para extrair informações sobre propriedades químicas das superfícies que refletem.

Neste momento, o algoritmo pode corretamente deduzir a distância para as primeiras 20 páginas de uma pilha, mas passada a profundidade de nove páginas, a energia do sinal refletido é tão baixa que as diferenças entre as assinaturas de frequência são inundadas por ruído. Imagens em terahertz ainda são uma tecnologia relativamente nova, no entanto, os pesquisadores estão constantemente trabalhando para melhorar tanto a precisão dos detectores e do poder das fontes de radiação para que uma penetração mais profunda possa ser possível.

Fonte: http://phys.org/partners/massachusetts-institute-of-technology/

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