Un jour, dans un avenir pas trop éloigné, nous pourrions tous avoir dans nos poches des appareils photo qui permettent de voir au-delà de ce que nos yeux sont capables de faire.
C'est l'objectif d'une équipe de chercheurs de l'Université de Washington qui, en collaboration avec Microsoft, a mis au point une caméra hyperspectrale abordable qu'ils appellent HyperCam.
L'œil humain, tout en éblouissant dans sa complexité, ne peut voir qu'une étendue limitée. Sur l'ensemble du spectre électromagnétique, nos yeux ne perçoivent que trois bandes de couleurs: le rouge, le vert et le bleu. Les scientifiques ont donc longtemps utilisé l'imagerie hyperspectrale - une technologie qui scinde le spectre électromagnétique en centaines de bandes pour créer des images de données détaillées dépassant tout ce que l'œil peut voir - à diverses fins. Il est utilisé dans l'agriculture et l'industrie minière pour examiner des éléments tels que la teneur en minéraux et le niveau d'humidité du sol. Sur les photographies aériennes hyperspectrales, certains types de sol ou de minéraux auront des signatures spectrales spécifiques formant des motifs. Les inspecteurs de la sécurité alimentaire peuvent utiliser des caméras hyperspectrales pour évaluer le contenu nutritionnel des aliments ou leur contamination par un matériau non alimentaire.
HyperCam utilise à la fois la lumière visible et la lumière invisible dans le proche infrarouge pour scruter la surface des objets et créer des motifs qui montrent à nos yeux ce qui leur manque. Pour chaque image, il génère une image de 17 longueurs d'onde différentes. Son logiciel intégré choisit ensuite les meilleures pièces de chaque image pour les intégrer dans un tout. Il privilégie les parties de l'image qui montrent des choses que l'œil ne percevrait pas normalement.
«[HyperCam] tente automatiquement de définir ce qui est utile dans une scène», explique Mayank Goel, doctorante à l'Université de Washington qui travaille sur le projet HyperCam. "Cela exagère ce que l'oeil humain ne peut pas voir."
HyperCam peut, par exemple, voir des veines sous la peau humaine. Ces motifs veineux, combinés aux images ultra-détaillées de la surface de la peau de l'appareil photo, peuvent être utilisés à des fins d'identification. Dans une expérience impliquant 25 sujets, HyperCam a pu associer des photographies de mains et de leurs sujets avec une précision de plus de 99%. Ce haut niveau de précision suggère que HyperCam pourrait avoir des utilisations biométriques potentielles, en utilisant des motifs de peau pour déverrouiller les téléphones intelligents, par exemple, ou même en tant qu’identifiant pour le paiement en ligne.
La possibilité de créer de telles images détaillées de motifs cutanés pourrait également avoir un certain nombre d'utilisations médicales, dit Goel. Il pourrait, par exemple, être utilisé pour surveiller la cicatrisation d'une plaie au fil du temps, en capturant les modifications fines que l'œil humain ne peut pas voir.
HyperCam présente également des utilisations intéressantes pour les consommateurs. Il peut facilement faire la distinction entre les fruits mûrs et les fruits trop mûrs, et les contusions sous la surface qui tachent la texture d'une poire ou d'une pomme. Plus le fruit est mûr, plus il apparaîtra sombre sur une image HyperCam. C'est parce que les fruits mûrs sont plus doux; la lumière pénètre dans le fruit plutôt que d'être réfléchie.
Contrairement aux caméras hyperspectrales utilisées à des fins industrielles, qui peuvent coûter des milliers de dollars, HyperCam ne coûte que 800 dollars environ. Et les créateurs disent que pour seulement 50 dollars, la technologie pourrait être implantée dans les téléphones mobiles.
La technologie HyperCam a des limites. Il ne peut pas être utilisé à la lumière du jour, car trop de lumière submergerait sa capacité à découper le spectre. Même dans une épicerie très éclairée, un utilisateur peut avoir à tenir une HyperCam assez près du produit - disons environ un pied - pour obtenir une lecture précise.
S'il est sans doute utile de pouvoir choisir les meilleures pêches sur le marché, les inventeurs d'HyperCam affirment qu'il a de nombreuses autres utilisations potentielles. Et bien qu’il n’y ait aucun projet immédiat de planter des HyperCams dans les téléphones cellulaires, les chercheurs espèrent y parvenir dans un proche avenir.
«Nous voulons travailler avec [d'autres] scientifiques», déclare Goel. "L'idée est que nous informions les gens sur la façon dont ils fabriquent cet appareil photo, puis qu'ils puissent le générer pour leurs propres applications."
