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Des hologrammes pourraient aider les soldats à voir derrière les murs

Une équipe d’ingénieurs du SMU a mené des recherches financées par DARPA en imagerie holographique 3D pour la détection « d’objets cachés ».

DARPA cherche une technologie afin de permettre aux soldats de « voir » dans les coins, derrière les murs.

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Les chercheurs de Lyle School of Engineering – SMU dirigent une équipe multi-universitaire financée par la DARPA pour construire un cadre théorique pour la création d’une image générée par ordinateur d’un objet caché de la vue, dans un coin ou derrière un mur.

Le noyau de la proposition est de développer un algorithme informatique pour déchiffrer la lumière rebondissant sur des surfaces irrégulières pour créer une image holographique d’objets cachés.

« Cela nous permettra de construire une représentation 3D – un hologramme – de quelque chose qui est hors de vue, » a déclaré Marc Christensen, doyen de la B. de Bobby Lyle School of Engineering à SMU et chercheur principal du projet.

« Vos yeux ne peuvent pas faire ça, » dit Christensen. « Cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas faire cela. »

La récompense de DARPA est un projet sur quatre ans avec un financement total anticipé de $4,87 millions. SMU Lyle a reçu $ 2,2 millions pour les deux premières années pour le projet « REVEAL » (Revolutionary Enhancement of Visibility by Exploiting Active Light-fields  – Amélioration Révolutionnaire de la Visibilité en Exploitant la Lumière des champs Actifs), avec l’attente d’un autre financement pour la phase II de $ 2,67 millions a attribué d’ici 2018. SMU est l’Université de chef de file pour cette recherche et travaille en collaboration avec les ingénieurs des universités de Rice, Northwestern et Harvard.

Les co-chercheurs de l’équipe SMU sont Duncan MacFarlane, Bobby B. Lyle Centennial Chair in Engineering Entrepreneurship et professeur de génie électrique ; et Prasanna Rangarajan, un professeur adjoint de recherche qui dirige l’école Lyle Photonics Architecture Lab.

La mission de la DARPA, qui remonte à la réaction contre le lancement de Spoutnik de l’Union soviétique en 1957, est de faire des investissements clef dans les technologies innovantes pour la sécurité nationale.

Dans la recherche de propositions pour son programme «REVEAL», les responsables DARPA ont noté que les systèmes d’imagerie optiques conventionnels se limitent aujourd’hui en grande partie à la mesure de l’intensité de la lumière, offrant des rendus bidimensionnels de scènes en trois dimensions et en ignorant des quantités importantes d’informations supplémentaires qui peuvent être transportées par la lumière capturée. Christensen du SMU, un expert en photonique, explique le défi comme ceci :

« La lumière rebondit sur la surface lisse d’un miroir sous le même angle, au cours de laquelle elle frappe le miroir, qui est ce qui permet à l’œil humain de « voir » une image reconnaissable de l’événement – une réflexion, » dit Christensen. « Mais la lumière qui rebondit sur une surface irrégulière d’un mur ou une autre surface non réfléchissante est éparse, aucun œil humain ne peut imaginer quoi que ce soit d’intelligible.

« Donc la question est de savoir si un ordinateur peut manipuler et traiter la lumière se reflétant sur un mur – déchiffrer pour former une image reconnaissable – comme la lumière se reflétant sur un miroir, » a expliqué Christensen. « Un ordinateur peut-il interpréter la lumière rebondissant d’une façon que nos yeux ne peuvent pas ? »

Dans un effort pour résoudre le problème, l’effort de recherche proposé s’étendra aux modèles de transport légers actuellement employés dans l’infographie et les communautés de vision basées sur la propagation de rayonnement pour accueillir simultanément la vitesse de la lumière finie et la nature ondulatoire de la lumière. Par exemple, la lumière se déplace à des vitesses différentes dans les différents milieux (air, eau, verre, etc.) et des ondes lumineuses dans l’éparpillement du spectre visible à des taux différents selon la couleur.

L’objectif du programme de la DARPA est de développer une science fondamentale pour l’imagerie indirecte dans des environnements de diffusion. Cela conduira à des systèmes qui peuvent « voir » dans les coins et derrière toute obstruction (des obstacles) à des distances allant de quelques mètres à plusieurs kilomètres.

Les gens ont utilisé des systèmes d’imagerie pour acquérir des connaissances des objets éloignés ou microscopiques pendant des siècles, fait remarquer Christensen. Mais la dernière décennie a été témoin d’un certain nombre de progrès qui préparent les ingénieurs à la révolution que DARPA recherche.

« Par exemple, la vitesse et la sophistication du traitement des signaux (le processus de conversion des transmissions analogiques en signaux numériques) a atteint le point où nous pouvons accomplir des tâches informatiques vraiment intensives sur des appareils portables », a déclaré Christensen. « Cela signifie que quelles que soient les solutions que nous concevons, elles doivent être facilement transportables sur le champ de bataille. »

Le projet dirigé par SMU DARPA travaille sous le sigle OMNISCIENT – “Obtaining Multipath & Non-line-of-sight Information by Sensing Coherence & Intensity with Emerging Novel Techniques.” – « Obtenant l’Information par trajets Multiples et sans visibilité directe en Sentant la Cohérence et l’Intensité avec l’Émergence des Nouvelles Techniques. »

Southern Methodist University SMU Research, DailyMail

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