Para ilmuwan di China berhasil mengembangkan sistem pencitraan buatan pertama yang terinspirasi dari kemampuan ular dalam "melihat" panas. Sistem ini menangkap gambar inframerah (IR) ultra-high-resolution dengan kualitas 4K, setara dengan kamera iPhone 17 Pro.
Setiap benda dengan suhu di atas nol mutlak (-273 derajat Celsius) memancarkan radiasi elektromagnetik, terutama dalam rentang panjang gelombang IR untuk panas tubuh. Mata manusia hanya dapat melihat cahaya dengan gelombang pendek dalam spektrum cahaya tampak.
Ular, khususnya jenis pit viper, memiliki organ khusus bernama "pit" di dekat lubang hidung mereka. Organ ini memungkinkan ular untuk mendeteksi radiasi IR gelombang panjang sebagai gambaran panas yang dikirim ke otak.
Para peneliti dari Beijing Institute of Technology menciptakan sistem deteksi IR dengan menumpuk lapisan bahan berbeda pada cakram 8 inci. Radiasi IR menembus lapisan ini hingga menghasilkan gambar berkualitas tinggi yang dapat dilihat oleh manusia. Studi ini dipublikasikan di jurnal Nature Light: Science & Applications.
Lapisan pertama sensor terdiri dari "colloidal quantum dots" yang terbuat dari nanopartikel merkuri dan telurium. Nanopartikel ini melepaskan muatan listrik saat menyerap radiasi IR. Muatan ini kemudian melewati beberapa lapisan pengurangi kebisingan menuju lapisan LED organik atau "upconverter."
Di lapisan upconverter, elektron bertemu dengan ‘holes’ dan melepaskan energi yang kemudian diubah menjadi cahaya hijau oleh molekul fosforesen. Cahaya ini lalu diterima oleh sensor CMOS yang mengubahnya menjadi gambar.
Potensi untuk Smartphone dan Kamera Masa Depan
Sistem ini merupakan yang pertama dapat mengubah gelombang IR pendek hingga menengah (1,1 sampai 5 mikrometer) menjadi gambar ultra-resolusi tinggi pada suhu ruang. Letak sensor CMOS tepat di atas upconverter memungkinkan sinyal IR lemah tertangkap sebelum tertutupi kebisingan.
Teknologi ini memperluas spektrum penglihatan manusia hingga 14 kali lipat ke rentang inframerah. Kamera dengan sensor ini bisa mendeteksi objek hangat dalam kondisi minim cahaya seperti kabut, asap, dan malam hari.
Para peneliti menyatakan teknologi ini bisa beroperasi dalam semua kondisi cuaca, siang maupun malam. Aplikasi potensial meliputi inspeksi industri, keamanan pangan, deteksi gas, ilmu pertanian, dan kendaraan otonom.
Teknologi ini dapat diproduksi dengan biaya sangat rendah sehingga memungkinkan jutaan piksel terintegrasi pada perangkat konsumen. Sensor ini dapat dipasang pada sensor CMOS silikon standar yang sudah umum digunakan di smartphone saat ini.
Dengan kemampuan menghadirkan penglihatan inframerah berkualitas tinggi dalam perangkat kecil, sistem ini berpotensi membawa revolusi pada kamera smartphone. Masa depan di mana smartphone dapat “melihat panas” seperti mata ular bukan lagi sekadar imajinasi.
