韓国とアメリカのエンジニアによる共同プロジェクトは、スマートフォンにスーパーヒーローのようなユニークな機能を付与することを目指しています。 スーパーマンの固体物を透視する能力に着想を得て、この取り組みは、有害なX線放射線を使用せずに、肉眼では見ることのできない隠れた物体を感知できるようにするミニチュアチップの開発につながりました。
この革新的なコンセプトは、テキサス大学ダラス校（UTD）とソウル国立大学（SNU）の研究者によって指導された、数年にわたる厳格な開発の末に形作られました。彼らは従来のX線や赤外線イメージング技術とは異なる道を想定し、このブレークスルーに至りました。
研究チームの一員であり、テキサスアナログセンターオブエクセレンス（TxACE）の責任者であるケネスO教授は、有害なX線放射線の欠如に注目し、代わりに技術は200から400ギガヘルツの周波数スペクトラム内で動作することを指摘しました。 発表は2年前に行われ、O氏と彼の学生、研究者、協力者からなるチームによる15年以上にわたる研究努力の成果を締めくくりました。
2022年のプレゼンテーションでは、O氏はこのマイクロチップの430ギガヘルツ周波数ビームが霧、ほこり、人間の目には見えない他の障害を貫通する能力を実証しました。このタスクは従来のレンズを使用せずに達成されました。マイクロエレクトロニクスで一般的な補完的金属酸化物半導体（CMOS）技術を使用して作成されたこのチップは、平均的なスマートフォンに取り付けることができます。
解像度の向上の見通しを持つ開発段階ではありますが、現在のマトリックスは1 x 3の正方形CMOSピクセルアレイを提供し、それぞれ周波数296と0.5 mmの側長があります。控えめな解像度にもかかわらず、この技術は成功裏にテストされ、センサーから約1センチ離れた所に配置されたカードボードの後ろに隠れた物体を正確にイメージングしました。
チップの将来のイテレーションは、約13センチ先まで物体を透視する能力の向上を目指しています。 この進歩は、テキサスインスツルメンツのキルビーラボのブライアンギンズバーグによって引用された、1億倍の解像度向上が可能となる15年にわたる研究の成果と、高度なデジタル信号処理技術によるものです。
可能性として、このスマートフォンに収められたマイクロチップビジュアライザは、壁内のケーブルや構造部品を検出したり、配管のひび割れや包装の内容を特定したりするなど、さまざまな用途に利用できるかもしれません。研究者たちは、この安全なテラヘルツスペクトルイメージング技術の医療利用の可能性も予見しています。
記事に記載されていない関連事実として以下が挙げられます:
– テラヘルツ（THz）スペクトラムは、マイクロ波と赤外線の領域の間に位置する電磁スペクトラムの未使用部分であり、一般的には0.1から10 THzの範囲と考えられています。
– CMOS技術は、ほとんどの現代のデジタルカメラやスマートフォンに搭載されているイメージセンサーで広く使用されています。これをテラヘルツ周波数に適用することにより、手ごろでスケーラブルな解決策が示唆されています。
– この技術は、物理的な拝釈なしで、隠れた武器やその他の脅威をスキャンするなど、セキュリティ部門にも利益をもたらす可能性があります。
– このような技術を消費者向けデバイスに統合することは、材料を透視できるデバイスに対する一般の不信感を引き起こす可能性があるため、プライバシー上の懸念を引き起こすかもしれません。
重要な質問と回答:
– 新しいチップを消費者向けスマートフォンに統合する際の課題は何ですか？主要な課題には、プライバシーとデータセキュリティの確保、バッテリー駆動デバイスでのテラヘルツセンサの消費電力の管理、イメージング能力の解像度と範囲に関連する技術上の制約の克服が含まれます。
– この技術に関連した論争はありますか？プライバシー上の懸念が最も著しい論争です。このような技術が個人のプライバシー侵害に使われる恐れがあったり、未承認の監視に使用される可能性がある恐れがあります。
主な利点:
– 有害な放射線を使用せずに隠れた物体を可視化できる。
– CMOS技術の使用により、比較的低コストである可能性がある。
– 安全性とセキュリティ検査の向上の可能性。
主な欠点:
– 現在の解像度と範囲が限られている。
– 不正使用されるとプライバシー侵害のリスクがある。
– 監視の範囲に関する倫理的問題を引き起こす可能性がある。
この技術の関連開発に関する詳細情報については、以下の信頼できる情報源をご覧ください:
– テキサス大学ダラス校
– ソウル国立大学
– テキサスインスツルメンツ
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