Ingenieros desbloquear notable visión en 3-D de la tecnología ordinaria cámara digital

La Sociedad Óptica

WASHINGTON – Las cámaras digitales modernas están equipadas con una impresionante gama de funciones – desde el enfoque automático y estabilización de imagen para panorámicas y vídeo de alta definición. Recientemente, un equipo de ingenieros de la Universidad de Duke ha desbloqueado una capacidad de imagen 3D no reconocida previamente de las cámaras modernas simplemente la reutilización de sus componentes existentes.

Esta nueva capacidad se demostró con éxito en un experimento de laboratorio de prueba de concepto utilizando un pequeño espejo deformable superficie reflectante –un que puede dirigir y enfocar la luz. La investigación demuestra cómo la tecnología equivalente en cámaras digitales modernas, los módulos de estabilización de imagen y enfoque, podría ser aprovechada para lograr los mismos resultados sin hardware adicional.

El objetivo del experimento era para extraer información de la profundidad de campo de una imagen de “un solo disparo” – en lugar de las técnicas tradicionales de imagen 3D que requieren múltiples imágenes- sin sufrir algún ventajas en la calidad de imagen. Cuando se integren en las cámaras comerciales y otras tecnologías ópticas, esta técnica de visualización podría mejorar las funciones básicas, como la estabilización de la imagen, y aumentar la velocidad de enfoque automático, lo que mejoraría la calidad de las fotografías.

“Escenas reales son en tres dimensiones y que normalmente son capturados mediante la adopción de varias imágenes enfocadas a diferentes distancias,” dijo Patrick Llull, Duque de imagen y el Programa de Espectroscopía (DISP), la Universidad de Duke. “Una variedad de un solo tiro se acerca para mejorar la velocidad y la calidad de la captura de imágenes en 3D se ha propuesto en las últimas décadas. Cada enfoque, sin embargo, sufre de degradaciones permanentes en la calidad de imagen 2D y / o la complejidad del hardware “.

El equipo de investigación, dirigido por David Brady, profesor de la Duke, fue capaz de superar estos obstáculos, el desarrollo de un sistema adaptativo que puede extraer con precisión los datos 3D, manteniendo la capacidad de capturar imágenes en 2D de una resolución completa sin un cambio de sistema dramática, tales como el cambio de un lente.

Brady y su equipo presentan sus hallazgos inOptica, el alto impacto, de acceso abierto de alto impacto de la revista de la Sociedad Óptica.

Un nuevo camino a la tercera dimensión

Los seres humanos son capaces de ver en tres dimensiones por un proceso conocido como paralaje, en la que la información recibida por cada ojo está ligeramente desplazada con respecto a la otra. El cerebro es capaz de interpretar y procesar estas señales ligeramente divergentes, reconociendo cómo el desplazamiento aparente como se ve por cada ojo se refiere a diferentes distancias. Esto permite que los seres humanos para percibir la profundidad.

imágenes en 3D tradicional se basa prácticamente en el mismo principio en el que las imágenes y escenas se graban con dos lentes ligeramente fuera de juego. Cuando se proyecta o procesados, el aspecto 3D original se restaura. Este proceso de grabación, sin embargo, requiere el doble de datos como una imagen 2D, 3D haciendo que la fotografía y el vídeo más voluminosos, costosos, y muchos datos.

“Queremos lograr los mismos resultados con la gente equipos ya tienen en sus cámaras de mano sin necesidad de modificaciones importantes de hardware”, señaló Llull.

Estabilización para recuperar la información en Profundidad

Las cámaras digitales modernas, especialmente aquellos con capacidades de video, son frecuentemente equipados con módulos que tienen la fluctuación de las grabaciones. Lo hacen mediante la medición de la inercia o el movimiento de la cámara y compensar moviendo rápidamente la lente – hacer varios ajustes por segundo – en el módulo. Este mismo hardware también puede cambiar el proceso de captura de imágenes, la grabación de información adicional acerca de la escena. Con el software y el procesamiento apropiado, esta información adicional puede desbloquear la tercera dimensión oculta de otra manera.

El primer paso, según los investigadores, es permitir a la cámara para grabar información en 3D. Esto se logra mediante la programación de la cámara para realizar tres funciones al mismo tiempo: barrer a través del rango de enfoque con el sensor, recoger la luz durante un período de tiempo determinado en un proceso denominado integración, y activar el módulo de estabilización.

Como se dedica a la estabilización óptica, se tambalea de la lente para mover la imagen con relación a un punto fijo. Esto, junto con un barrido focal del sensor, se integra la información en una sola medición de una manera que conserva los detalles de la imagen mientras que la concesión de cada posición de enfoque una respuesta óptica diferente. Las imágenes que de otro modo habrían sido adquiridos según los diferentes ajustes focales se codifican directamente en esta medición basados ??en donde residen en la profundidad de campo.

Para el papel, los investigadores utilizaron un tiempo de exposición relativamente largo para compensar la puesta a punto de los equipos. Para emular el funcionamiento de una cámara, un divisor de haz era necesario controlar la lente deformable: Este paso adicional sacrificios alrededor de 75 por ciento de la luz recibida. “Cuando se traduce a una cámara totalmente integrada y sin un divisor de haz, esta pérdida de luz no será un problema, y ??los tiempos de exposición mucho más rápido será posible”, señaló Llull.

Luego, los investigadores procesan una sola exposición tomadas con esta cámara y obtener un producto rico en datos conocido como un cubo de datos, que es esencialmente un archivo informático que incluye tanto la imagen 2D todas ellas centradas-así como un elemento adicional conocido un mapa de profundidad. Este mapa de datos de profundidad, en efecto, se describe la posición de enfoque de cada píxel de la imagen. Dado que esta información ya se codifica en la única medición, es posible construir un mapa de profundidad para toda la escena.

El paso final consiste en procesar el mapa de imagen y profundidad con un motor de gráficos 3D comercial, similares a los que hacen las escenas 3D en los videojuegos y las imágenes generadas por ordenador utilizados en las películas de Hollywood. La imagen resultante se puede utilizar para determinar el ajuste focal óptima para la posterior resolución completa disparos 2D, como un algoritmo de enfoque automático hace, pero a partir de una sola imagen. Además, la reorientación sintético se puede usar en las imágenes 3D resultante para mostrar la escena tal como se ve a diferentes profundidades por un humano.

Aunque sólo se realiza en el laboratorio con tecnologías sustitutas, los investigadores creen que las técnicas que empleaban podrían aplicarse a los productos de consumo básico. El resultado sería un proceso de enfoque automático más eficiente, así como la tercera dimensión a la fotografía tradicional.

“Hemos encontrado un nuevo camino para extraer información 3D a partir de un proceso de otro modo 2D. Las ventajas de esto son la doble funcionalidad de captura de imágenes tomográficas y 2D resolución completa con muy pocas modificaciones a los sistemas existentes “, concluyó Llull.

tecnología Super-aguja pequeña para el cerebro

el material soluble se expande oportunidades para microagujas flexibles utilizados para penetraciones cerebrales

Universidad de Tecnología de Toyohashi

IMAGEN: Esta imagen muestra microagujas relación de aspecto de alta flexibles que penetran en el cerebro más tissue.view

Crédito: Copyright (c) TOYOHASHI University of Technology. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS

Microescala tecnología de matriz de aguja-electrodo ha mejorado las aplicaciones de la ciencia del cerebro y de ingeniería, tales como estudios electrofisiológicos, las drogas y los sistemas de distribución de tales sustancias, y la optogenética.

Sin embargo, uno de los retos es reducir el daño a los tejidos / neuronal asociada a la penetración de la aguja, en particular para el experimento de inserción crónica y aplicaciones médicas futuras. Una estrategia de solución es utilizar agujas microescala de diámetro (por ejemplo,

Un equipo de investigación en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y la información electrónica y el Inspirado-Electrónica Instituto de Investigación Interdisciplinaria (EIIRIS) en la Universidad de Toyohashi de la tecnología ha desarrollado una metodología para mejorar temporalmente la rigidez de una microaguja largo y flexible, relación de aspecto de alta (por ejemplo, , 500 & # 956; m de longitud), sin afectar al diámetro de la aguja y la flexibilidad en el tejido. Esto se ha logrado mediante la incorporación de una base de aguja en un andamio película, que se disuelve al entrar en contacto con el tejido biológico. fibroína de seda se usa como la película soluble, ya que tiene una alta biocompatibilidad, y es un biomaterial conocido utilizado en dispositivos implantables.

“Investigamos preparación de un andamio base de seda para una microaguja, se analizó cuantitativamente la rigidez de la aguja, y se evaluó la capacidad de penetración mediante el uso de cerebros de ratón in vitro / in vivo. Además, como una aplicación real de la aguja, hemos demostrado la inyección profundidad de partículas fluorescenctce en el cerebro in vivo, y confirmamos que mediante la observación de fluorescenctce microscopio confocal “, explicó el primer autor, estudiante de maestría Satoshi Yagi, y co-autor de doctorado candidato Shota YAMAGIWA.

El líder del equipo de investigación, Profesor Asociado Takeshi Kawano dijo: “Preparación del andamio de base soluble es muy simple, pero esta metodología promete potentes penetraciones de tejido utilizando numerosos microagujas flexibles relación de aspecto de alta, incluidos los electrodos de grabación / estimulación, pipetas de vidrio, y fibras optogenética “. Y agregó: “Esto tiene el potencial de reducir drásticamente la invasividad y proporcionar penetración en los tejidos más seguro que los métodos convencionales.”

Metal líquido de inyección de tinta impresa podría traer tecnología usable, robótica blandos

Universidad de Purdue

IMAGEN: Una nueva investigación muestra cómo la tecnología de inyección de tinta de impresión se puede utilizar para producir en masa los circuitos electrónicos de aleaciones de metal líquido para “robots blandos” y electronics.view flexibles más

Crédito: Alex Bottiglio / Universidad de Purdue

West Lafayette, Ind. – Una nueva investigación muestra cómo la tecnología de inyección de tinta de impresión se puede utilizar para producir en masa los circuitos electrónicos de aleaciones de metal líquido para “robots blandos” y la electrónica flexible.

Tecnologías elásticos podrían hacer posible una nueva clase de robots flexibles y prendas extensibles que la gente pueda usar para interactuar con los ordenadores o con fines terapéuticos. Sin embargo, las nuevas técnicas de fabricación deben desarrollarse antes de las máquinas se vuelven suaves comercialmente viable, dijo Rebecca Kramer, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de Purdue.

“Queremos crear electrónica estirable que podrían ser compatibles con las máquinas blandos, como los robots que deben pasar a través de espacios pequeños o tecnologías portátiles que no son restrictivas de movimiento”, dijo. “Los conductores hechos de metal líquido puede estirarse y deformarse sin romperse.”

Un nuevo enfoque potencial de fabricación se centra en el aprovechamiento de la impresión de inyección de tinta para crear dispositivos de aleaciones líquidas.

“Este proceso nos permite ahora imprimimos conductores flexibles y extensibles a cualquier cosa, incluyendo materiales elásticos y telas”, dijo Kramer.

Un trabajo de investigación sobre el método aparecerá el 18 de abril en los Materiales journalAdvanced. El papel generalmente introduce el método, llamado mecánicamente sinterizados nanopartículas de galio-indio, y describe la investigación que condujo al proyecto. Fue escrito por el investigador postdoctoral Juan Guillermo Boley, estudiante graduado Edward L. White y Kramer.

Una tinta de impresión se realiza mediante la dispersión del metal líquido en un disolvente usando ultrasonido no metálico, que rompe el metal líquido a granel en nanopartículas. Esta tinta de nanopartículas lleno es compatible con la impresión de inyección de tinta.

“Metal líquido en su forma nativa no es capaz de inyección de tinta”, dijo Kramer. “Así que lo que hacemos es crear nanopartículas metálicas líquidas que son lo suficientemente pequeños para pasar a través de una boquilla de inyección de tinta. La sonicación de metal líquido en un disolvente portador, tal como etanol, tanto crea las nanopartículas y los dispersa en el disolvente. Entonces podemos imprimir la tinta sobre cualquier sustrato. El etanol se evapora por lo que estamos justo a la izquierda con nanopartículas de metal líquido en una superficie “.

Después de la impresión, las nanopartículas deben reincorporaron aplicando una ligera presión, lo que hace que el material conductor. Este paso es necesario porque las nanopartículas de metal líquido se recubren inicialmente con galio oxidado, que actúa como una piel que impide que la conductividad eléctrica.

“Pero es una piel frágil, por lo que cuando se aplica presión se rompe la piel y todo se une en una película uniforme”, dijo Kramer. “Podemos hacer esto ya sea por estampación o arrastrando algo a través de la superficie, como el filo de una punta de silicio.”

El enfoque hace que sea posible seleccionar qué porciones para activar dependiendo de diseños particulares, lo que sugiere que una película en blanco podría ser fabricado para una multitud de aplicaciones potenciales.

“Activamos selectivamente lo que la electrónica queremos encender aplicando presión a sólo esas áreas”, dijo Kramer, que este año fue galardonado con un premio Early Career Development de la National Science Foundation, que apoya la investigación para determinar cómo desarrollar mejor el líquido tinta -Metal.

El proceso podría permitir rápidamente producir en masa grandes cantidades de la película.

La investigación futura explorará cómo la interacción entre la tinta y la superficie que se está imprimiendo en que podría ser propicio para la producción de determinados tipos de dispositivos.

“Por ejemplo, ¿cómo las nanopartículas se orientan en hidrófoba frente superficies hidrófilas? ¿Cómo podemos formular la tinta y explotar su interacción con una superficie para permitir la auto-ensamblaje de las partículas? ” ella dijo.

Los investigadores también estudiarán y modelo de cómo las partículas individuales romperse cuando se aplica presión, el suministro de información que podría permitir la fabricación de huellas ultrafinas y nuevos tipos de sensores.

Nueva tecnología aliento recoge cambios de alto riesgo que anuncian el cáncer de estómago

Análisis nanoarray identifica compuestos orgánicos volátiles clave; podría ser utilizado para la detección, dicen investigadores

BMJA nuevo tipo de tecnología que detecta cambios mínimos en los niveles de compuestos particulares en aire exhalado, identifica con precisión los cambios de alto riesgo que anuncian el desarrollo de cáncer de estómago, revela un estudio publicado en línea en el journalGut.

Los hallazgos incitan a los investigadores a sugerir que la tecnología – conocida como análisis de nanoarray – podría ser utilizado no sólo para detectar la presencia de cáncer de estómago, sino también para controlar aquellos con alto riesgo de desarrollar posteriormente la enfermedad.

El cáncer gástrico se desarrolla en una serie de pasos bien definidos, pero no hay actualmente ninguna prueba de cribado eficaz, fiable y no invasivo para recoger estos cambios desde el principio. La mayoría de personas en el mundo desarrollado se diagnostican cuando ya es demasiado tarde para salvar sus vidas.

Investigaciones anteriores han llegado a la conclusión de que el análisis nanoarray podría ser utilizado para detectar el cáncer de estómago, pero estos estudios han participado un número pequeño de personas, y ninguno ha examinado la capacidad de la tecnología para detectar cambios precancerosos.

Por tanto, los investigadores recogieron dos muestras de aliento de 484 personas, después de 12 horas abstención rápido y de fumar durante al menos tres horas.

Noventa y nueve de los participantes ya habían sido diagnosticados con cáncer de estómago, pero aún no tratados con quimioterapia o radioterapia.

Se preguntó a los participantes sobre sus hábitos de fumar y beber y la prueba de la infección por Helicobacter pylori, un factor de riesgo conocido para el cáncer de estómago.

La primera muestra de aliento se analizó usando una técnica (GCMS) que mide los diversos compuestos orgánicos volátiles en el aire exhalado. La segunda muestra se sometió a análisis nanoarray combinado con reconocimiento de patrones.

Los resultados mostraron GCMS que tanto los pacientes con cáncer y aquellos sin la enfermedad tenían distintivos ‘impresiones de aliento. “

De un total de 130 compuestos orgánicos volátiles identificados por GCMS en el aliento exhalado, los niveles de ocho diferían significativamente cuando las muestras del grupo de cáncer gástrico fueron comparados con los de los grupos con los cambios precancerosos.

Además, los patrones de detección nanoarray fueron capaces de distinguir con precisión entre las diferentes etapas de pre-cancerosas, marcando aquellas pacientes con bajo y alto riesgo de desarrollar cáncer gástrico.

Los resultados se mantuvieron, con independencia de otros factores influyentes, como la edad, el consumo de alcohol y el uso de medicamentos supresores de ácido estomacal (inhibidores de la bomba de protones).

Los investigadores señalan que la tecnología GCMS no se puede utilizar para propósitos de selección, porque es muy caro y requiere largos tiempos de procesamiento y experiencia considerable para hacerlo funcionar.

Análisis nanoarray, por otro lado, no es sólo exacta y altamente sensible, pero ofrece una alternativa mucho más simple y más barato, que dicen.

Ser capaz de diferenciar con precisión entre los cambios de bajo y alto riesgo evitaría endoscopias innecesarios, y permitiría a cualquier progresión a cáncer o signos de recurrencia de la enfermedad a ser monitoreados, sugieren.

Un gran ensayo que incluyó a miles de pacientes, incluyendo aquellos con cáncer de estómago o cambios precancerosos, se encuentra actualmente en curso en Europa para probar la idoneidad de la tecnología como método de cribado, añaden.

“El atractivo de esta prueba radica en su carácter no invasivo, la facilidad de uso (por lo tanto, se espera un alto cumplimiento), predictiva rápida, insensibilidad a los factores de confusión, y potencialmente de bajo coste”, concluyen.

o división: la tecnología móvil en el aula

Los investigadores dicen que necesitamos saber más acerca de las actitudes de los maestros acerca de la tecnología móvil

Boston College

IMAGEN: Este gráfico representa cómo los profesores en una escuela formaron una red de colaboración en torno a la cuestión del uso de la tecnología móvil y educativa en class.view más

Crédito: Vicente Cho / Boston College

CHICAGO, IL, (17 de abril de 2015) – Poco se sabe acerca de cómo las nuevas tecnologías móviles afectan el desarrollo de las habilidades no cognitivas como la empatía, autocontrol, resolución de problemas y el trabajo en equipo de los estudiantes. Dos investigadores de la universidad de Boston dicen que es el momento de averiguarlo.

Escuela Lynch de Educación Profesor Asistente Vicente Cho e investigador Joshua Littenberg-Tobías, PhD, presente una nueva encuesta que mide las perspectivas de los docentes en estos temas hoy en la sesión de la reunión anual de la Asociación Americana de Investigación Educativa “Examinando el potencial de la tecnología móvil.”

“Escuelas ver dispositivos digitales – teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles – como una forma de impulsar la innovación, pero no nos han pedido de manera efectiva los profesores sobre el impacto de estas tecnologías en el desarrollo social, emocional y personal de los estudiantes”, dijo Cho. “Por otra parte, las actitudes docentes son cruciales para el éxito de las iniciativas de alta tecnología. Los maestros son las personas que van a revolucionar las escuelas. La tecnología es sólo un punto de partida. Debemos saber lo que piensan los profesores “.

Las escuelas de todo el mundo gastaron $ 13 mil millones – incluyendo $ 4 mil millones en los EE.UU. – en K-12 tecnología en las aulas en 2013 y el gasto total está programado para crecer a $ 19 mil millones para el 2018, de acuerdo con Futuresource Consulting.

Cho y Littenberg-Tobias han diseñado una herramienta de encuestas para medir puntos de vista sobre los efectos de la tecnología digital. Los investigadores encuestaron a 59 educadores a “1: 1” de la escuela secundaria católica, donde se requiere que cada estudiante traiga un teléfono inteligente, iPad o portátil.

Encontraron que las opiniones de los docentes podrían agruparse en tres áreas: cómo la tecnología móvil se puede utilizar para mejorar los resultados “todo estudiante”, el impacto de estas nuevas tecnologías en el aprendizaje en clase, y el grado en que los estudiantes están plagados de “distracción digital. “

Aunque los maestros eran en su mayoría positivos sobre el impacto de la tecnología en el aprendizaje en clase, también tenían preocupaciones sobre el impacto de las tecnologías móviles en las habilidades no cognitivas de los estudiantes, tales como la empatía, autocontrol, resolución de problemas y trabajo en equipo.

“Los maestros son los de aplicación de estas nuevas tecnologías”, dijo Littenberg-Tobías. “Ellos son los ojos y oídos en el terreno y que ven el impacto de estas tecnologías sobre una base del día a día.”

Outsmarting smartphones: tecnología reduce la conducción distraída entre los adolescentes

Un estudio halla que los adolescentes son menos propensos a usar los teléfonos o conducir de forma errática cuando cámaras, programas de bloqueo están en su lugar

Academia Americana de PediatricsSAN DIEGO – La tecnología puede reforzar los esfuerzos de los padres, los legisladores y las compañías de seguros para reducir la conducción distraída entre los conductores adolescentes novatos, según un estudio que será presentado el lunes 27 de abril a las Pediatric Academic Societies (PAS) reunión anual en San Diego .

Los accidentes automovilísticos son la principal causa de muerte accidental para los adolescentes, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Los estudios sugieren que el uso de dispositivos de voz / texto mientras se conduce está asociada con accidente arriesga hasta 24 veces mayor que cuando los teléfonos móviles no se utilizan para hablar o texto mientras se conduce.

“Los riesgos de distracción electrónica para los conductores jóvenes son muy reales, pero los hechos y las cifras no han hecho lo suficiente para cambiar el comportamiento del conductor”, dijo el autor principal Bet Ebel, MD, MSc, MPH, FAAP, director de la Prevención e Investigación Centro de Lesiones Harborview y profesor asociado de pediatría de la Universidad de Washington Escuela de Medicina.

Dr. Ebel y sus colegas querían saber si la tecnología podría reducir la conducción distraída, eventos de alto riesgo de conducción (por ejemplo, una frenada brusca, Virar) y heridos entre los conductores adolescentes. Llevaron a cabo un estudio piloto de dos intervenciones. El primero fue un sistema de cámara en el vehículo provocada por una frenada brusca, curvas rápidas o un impacto que supera un cierto fuerza g. Una grabadora de vídeo captura eventos, que los padres y los adolescentes pueden revisar para mejorar el comportamiento al volante. El segundo fue un dispositivo que bloquea las llamadas entrantes y salientes / textos en los teléfonos celulares cuando se está operando el vehículo. Ambos sistemas están disponibles comercialmente.

Veintinueve adolescentes fueron asignados aleatoriamente a uno de tres grupos: sólo la cámara, cámara, más células de bloqueo del teléfono o grupo de control. El uso de un programa instalado en el smartphone del conductor, los investigadores pudieron ver cuántos minutos adolescentes dedicado a hablar y cuántos textos enviaron al conducir durante un período de seis meses.

Los resultados mostraron adolescentes en ambos grupos de intervención tuvieron menor uso del teléfono celular y un menor número de comportamientos de conducción de alto riesgo que el grupo control. La reducción de la conducción distraída fue mayor para los conductores con el programa de bloqueo instalado en su smartphone.

Además, los adolescentes y los padres en los grupos de intervención no desactivar la tecnología durante el estudio, lo que indica que las cámaras y los programas de bloqueo de teléfonos celulares son viables fuera del marco de la investigación, dijo el Dr. Ebel, quien también es un médico que atiende en el Hospital Infantil de Seattle.

“Los resultados de nuestro estudio sugieren que los programas tecnológicos que pueden ayudar a limitar la exposición a la distracción de los conductores noveles son aceptadas por los adolescentes y bajaron conducción arriesgada”, concluyó.

Dr. Ebel presentará “Juicio de bloqueo del teléfono celular y en los vehículos de la cámara aleatorios para reducir la conducción distraída Entre los conductores noveles” de 4: 45-5 pm PT Lunes, 27 de abril. Para ver el resumen del estudio, vaya tohttp:? //www.abstracts2view.com/pas/view.php Nu = PAS15L1_2175.2

Dr. Ebel y Laura Blanar, MPH, presentarán un estudio relacionado titulado “Crash Asociado de riesgos con la conducción distraída Citaciones Entre los conductores jóvenes,” de 8: 00-10 am PT Domingo, 26 de abril. Para ver el resumen del estudio, vaya tohttp:? //www.abstracts2view.com/pas/view.php Nu = PAS15L1_2175.1