Camera siêu phổ thu nhỏ: Khi điện thoại thông minh “nhìn” được nhiều màu hơn cả mắt người

Trong một bước tiến được đánh giá là có thể định hình lại tương lai của nhiếp ảnh di động, một nhóm nhà nghiên cứu tại Đại học Utah đã phát triển thành công một hệ thống camera siêu phổ (hyperspectral) có thể tích hợp vào điện thoại thông minh — và điều đặc biệt là nó có khả năng ghi lại tới 25 kênh màu khác nhau trong video độ nét cao.

Một con số vượt xa ba màu cơ bản đỏ, lục, lam mà mắt người — và cả camera truyền thống, vốn chỉ quen nhìn thấy.

Camera siêu phổ không phải là công nghệ mới trong giới khoa học, nhưng điểm khiến giới công nghệ thực sự quan tâm lần này chính là việc toàn bộ hệ thống giờ đã được thu nhỏ lại đủ gọn để nhét vừa trong một chiếc smartphone. Không còn những thiết bị cồng kềnh, đắt đỏ và chỉ hoạt động trong phòng thí nghiệm – giờ đây, một công nghệ từng được sử dụng trong ngành thiên văn học, y học tiên tiến, và phân tích vật liệu có thể sớm xuất hiện… trong túi quần của bạn.

Cụ thể, hệ thống mới sử dụng một bộ lọc nhiễu xạ độc đáo được in bằng công nghệ nano trực tiếp lên cảm biến của camera. Khi ánh sáng đi qua, bộ lọc này phân tách hình ảnh thành một “nhiễu xạ đồ” – một phiên bản nén chứa đầy đủ dữ liệu quang phổ. Từ đó, các thuật toán máy tính sẽ tái dựng lại toàn bộ hình ảnh với độ chi tiết vượt trội so với camera thông thường.

Kết quả? Một chiếc điện thoại không chỉ chụp đẹp hơn mà còn… hiểu được thứ nó đang nhìn.

Tiềm năng ứng dụng gần như vô tận. Hãy tưởng tượng bạn đưa máy ảnh lên một quả xoài — và điện thoại ngay lập tức cho biết mức độ chín của nó. Hoặc bạn quay một cánh đồng và phát hiện ra cây trồng nào đang bị stress do thiếu nước hay sâu bệnh. Công nghệ này thậm chí có thể hỗ trợ chẩn đoán sớm các vấn đề về da, hoặc nâng cấp thuật toán nhận diện khuôn mặt lên một tầm cao mới bằng cách “thấy” cả những dải màu ngoài khả năng cảm nhận của mắt người.

Không chỉ dừng lại ở smartphone, các lĩnh vực như giám sát an ninh, công nghiệp thực phẩm, và cả vệ tinh vũ trụ cũng sẽ hưởng lợi. Bởi nhờ cơ chế nén dữ liệu quang phổ thành một hình ảnh 2D duy nhất, công nghệ này không chỉ thu nhỏ kích thước camera mà còn giảm đáng kể dung lượng dữ liệu cần truyền tải — một lợi thế cực lớn khi làm việc ở môi trường hạn chế về băng thông như không gian.

Một tương lai mà máy ảnh trong túi bạn có thể phát hiện được sâu bệnh, đánh giá thực phẩm, hoặc “nhìn xuyên” qua lớp da để tìm dấu hiệu bệnh lý không còn là chuyện viễn tưởng. Và nếu mọi thứ diễn ra đúng như kỳ vọng, những chiếc điện thoại thông minh vài năm tới có thể sẽ không chỉ thông minh — mà còn sắc bén hơn cả mắt người.