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如果在過去的幾年里你曾歡迎過新生兒來到這個世界，很可能你也會同三維超聲發(fā)生過小沖突。三維超聲是一種無創(chuàng)技術，利用聲音對軟組織、內(nèi)部器官，甚至是嬰兒進行三維成像。不過，這種相對較新的技術有其短板。由于超聲依靠的是微弱的回聲，因此大多數(shù)三維成像設備需要上千個傳感器，才能產(chǎn)生詳細的影像。
如今，工程師們研發(fā)了一種將上千個傳感器減少至僅一個的新系統(tǒng)。他們在日前出版的《科學進展》雜志上報告了這一成果。研究人員通過利用壓縮傳感技術做到了這一點。壓縮傳感利用一些非常復雜的數(shù)學原理，將來自一個數(shù)據(jù)源的信息外推到很多不同的點。工程師將一片形狀不規(guī)則的塑料放到傳感器上，其中塑料表面擁有各種不同高度的小點。
當傳感器發(fā)出的高頻聲波穿過塑料時，這種所謂的編碼板準直器會將一些小的延遲帶入音頻。當聲音彈回到傳感器時，計算機算法會運行這些數(shù)據(jù)，挑出延遲并將其描繪成單個像素。由于塑料表面的小點是隨機散布的，因此旋轉準直器可讓研究人員開展更多測量，并且能幫助獲得擁有更多細節(jié)的圖像。
研究人員通過將兩個3D打印的塑料字母沒入一個小水箱中測試了該設備。當他們啟動超聲傳感器時，它能從數(shù)據(jù)中挑出字母并將在三維空間中確定它們的位置。