Sistem pengenalan wajah baru yang terintegrasi lulus uji pada patung David karya Michelangelo

Pengenalan wajah adalah fitur populer untuk membuka kunci ponsel cerdas dan sistem game, serta kegunaan lainnya. Namun teknologi tersebut saat ini bergantung pada proyektor dan lensa berukuran besar, sehingga menghambat penerapannya secara lebih luas. Para ilmuwan kini telah mengembangkan sistem pengenalan wajah baru yang menggunakan optik yang lebih sederhana dan juga membutuhkan lebih sedikit daya Makalah terbaru Diterbitkan di jurnal Nano Letters. Tim menguji sistem prototipe mereka menggunakan replika 3D David yang terkenal karya Michelangelo, dan menemukan bahwa sistem tersebut mengenali wajah serta pengenalan wajah pada ponsel cerdas.

Sistem pencitraan 3D komersial saat ini di ponsel pintar (seperti iPhone Apple) mengekstrak informasi kedalaman melalui cahaya terstruktur. Proyektor raster menggunakan laser untuk memproyeksikan pola sinar pseudo-acak ke wajah seseorang yang melihat layar terkunci. Hal ini dilakukan berkat beberapa komponen bawaan lainnya: kolimator, pemandu cahaya, dan lensa khusus (dikenal sebagai elemen optik difraksi, atau DOE) yang membagi sinar laser menjadi susunan sekitar 32.000 titik inframerah. Kamera kemudian dapat menafsirkan pola sinar yang diproyeksikan untuk memastikan identitas orang tersebut.

Mengemas semua komponen optik seperti laser membuat tampilan raster komersial menjadi agak besar, sehingga sulit untuk diintegrasikan ke dalam beberapa aplikasi seperti robotika dan augmented reality, serta teknologi pengenalan wajah generasi berikutnya. Ini juga menghabiskan banyak energi. Jadi Wen-Chen Hsu, dari National Yangming Chiao Tung University dan Hon Hai Research Institute di Taiwan, dan rekan-rekannya beralih ke komponen optik ultra-tipis yang dikenal sebagai metasurfaces sebagai solusi potensial. Metasurface ini dapat menggantikan komponen modulasi cahaya yang lebih besar, dan telah terbukti populer dalam sensor kedalaman, endoskopi, dan tomografi. dan sistem augmented reality, di antara aplikasi baru lainnya.

Hsu dkk. Mereka membangun sistem pengenalan wajah penginderaan kedalaman mereka sendiri yang mencakup gambar 3D dari permukaan atas, bukan elemen optik difraksi. Mereka mengganti laser pemancar permukaan rongga vertikal (VCSEL) standar dengan laser pemancar permukaan kristal fotonik (PCSEL). (Struktur kristal fotonik adalah mekanisme di balik warna-warni cerah pada sayap kupu-kupu atau cangkang kumbang.) PCSEL dapat menghasilkan berkas cahayanya sendiri, sehingga tidak memerlukan pemandu cahaya besar atau lensa kolimasi yang diperlukan dalam tampilan titik berbasis VCSEL sistem.

Tim menguji sistem baru mereka pada replika patung patung David, dan sistem tersebut bekerja bersamaan dengan pengenalan wajah pada ponsel pintar, berdasarkan perbandingan pola titik inframerah dengan gambar patung yang ditemukan secara online. Mereka menemukan bahwa sistem mereka menghasilkan sekitar satu setengah kali titik inframerah (sekitar 45.700) dari teknologi komersial standar dari perangkat yang luas permukaannya 233 kali lebih kecil daripada tampilan dot matriks standar. “Ini adalah sistem kompak dan hemat biaya yang dapat diintegrasikan ke dalam satu chip menggunakan proses flip-chip PCSEL,” tulis para penulis. Selain itu, “metasurface memungkinkan pembuatan pola cahaya yang dapat disesuaikan dan serbaguna, sehingga meningkatkan penerapan sistem.” Lebih hemat energi untuk boot.

Surat Nano, 2024. DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05002 (Tentang ID digital).

Gambar listingan oleh W. C. Hsu dkk., Nano Letters, 2024