New High-Speed Camera Is So Fast It

New High-Speed Camera Is So Fast It Can See Neurons Firing

By Charles Q. Choi, Live Science Contributor | July 6, 2016 06:34am ET


One of the fastest cameras in the world can now take better pictures than ever, even capturing neurons as they fire, according to a new study.

This upgrade could help researchers learn more about how the brain works and how to improve combustion-engine fuel efficiency, the scientists said.

The researchers previously developed a "streak camera" that could image at speeds of 100 billion frames per second in a single exposure — quick enough to capture pulses of light zipping through space. This device was the fastest receive-only camera in the world, meaning it needed only available light for imaging, as opposed to additional illumination from a source such as a laser.

The scientists have now improved on this technique, called compressed ultrafast photography, boosting its resolution "by about 2.4 times," said study senior author Lihong Wang, an applied physicist at Washington University in St. Louis. "This is a step above something that was already exciting."

In their latest work, the researchers started with a streak camera — an extremely fast type of camera that measures how the intensity of a pulse of light varies over time. They next added a standard digital camera to their streak camera. Merging the data from the digital camera and the streak camera helped enhance image reconstruction, producing images with higher resolution, improved contrast and cleaner backgrounds, Wang said.

With the upgraded system, the scientists captured images of laser pulses each just picoseconds or trillionths of a second long as they traveled through the air. They also imaged the laser pulses as they swept across a printout of a toy car.

This camera technology could be coupled with microscopes or telescopes, Wang said. He and his colleagues are especially interested in using it to watch neurons fire.

"Neural signals can propagate along nerves at speeds of over 100 meters per second (223 mph)," Wang told Live Science. "That kind of speed is too high for any current cameras to capture. We hope we can use our system to study neural networks to understand how the brain works."

The researchers also hope to use their upgrade to analyze ultrafast biochemical reactions that occur within cells, and to study combustion "in order to optimize fuel efficiency," Wang said. Washington University has applied for a patent for the technology and is looking for companies to commercialize it, he added.

The scientists detailed their findings online June 30 in the journal Optica.

Результаты (русский) 1:

Новые высокоскоростные камеры настолько быстро, он может видеть нейронов стрельбыЧарльз вопрос: Чой, жить участник науки | 6 июля 2016 г. 06:34 am ET Один из быстрых камер в мире теперь могут пользоваться лучше фотографии, чем когда-либо, даже захват нейронов, как огонь, согласно новому исследованию.Это обновление может помочь исследователям узнать больше о том, как работает мозг и как улучшить эффективность использования топлива двигателя сгорания, ученые сказал.Исследователи разработали ранее «испещрять камеру», которая могла бы изображение на скоростях 100 миллиардов кадров в секунду в одной экспозиции — достаточно быстро захватить импульсы света, промелькивать через пространство. Это устройство было быстрый только получить камеру в мире, означает, что он только имеющийся свет для изображений, в отличие от дополнительного освещения из источника, такого как лазер.Ученые в настоящее время улучшилось на этот метод, называемый сжатый сверхбыстрой фотографии, повышая свою резолюцию «, примерно в 2,4 раза,» сказал старший автор исследования Lihong Ван, прикладной физик в университете Вашингтона в Сент-Луисе. «Это шаг выше то, что уже было интересно».В своей последней работе, исследователи начали с камерой подряд — чрезвычайно быстрый тип камеры, который измеряет как интенсивность импульсов света изменяется с течением времени. Затем они добавили стандартный цифровой фотоаппарат испещрять камеру. Слияние данных из цифровой камеры и камеры полоса помогла повысить реконструкции изображения, производить изображения с более высоким разрешением, улучшенная контрастность и чистого стола,-сказал Ван.С обновленной системой ученые захватили образы лазерных импульсов, каждый просто пикосекунд или trillionths второй длинный как они путешествовали по воздуху. Они также imaged лазерные импульсы, как они прокатилась по всей распечатки игрушечный автомобиль.Эта технология камеры может сочетаться с микроскопов и телескопов, Ван сказал. Он и его коллеги особенно заинтересованы в использовании его для просмотра нейронов пожара.«Нервные сигналы могут распространяться вдоль нервов на скоростях свыше 100 метров в секунду (223 mph),» сказал Ван жить науки. «Такая скорость слишком высока для любой текущей камеры для захвата. Мы надеемся, что мы можем использовать нашу систему для изучения нейронных сетей, чтобы понять, как работает мозг.Исследователи также надеются использовать их обновление для анализа сверхбыстрой биохимических реакций, которые происходят в клетках и для изучения сгорания «для того, чтобы оптимизировать эффективность использования топлива»,-сказал Ван. Университет Вашингтона подала заявку на патент для технологии и ищет компаний, коммерциализации, добавил он.Ученые подробно их результаты онлайн 30 июня в журнале Optica.

Результаты (русский) 2:

Новый высокоскоростной камеры настолько быстро , что он может увидеть Нейроны огневые

Чарльз Q. Choi, Live Science Загрузил | 6 июля 2016 06:34 утра ET


Один из самых быстрых камер в мире теперь могут принимать лучшие снимки , чем когда - либо, даже захватив нейроны , как они стреляют, согласно новому исследованию.

Это обновление может помочь ученым узнать больше о том , как работает мозг и . как повысить эффективность сгорания моторного топлива, говорят ученые

исследователи ранее разработали "фотохронографа" , которые могли бы изображение со скоростью 100 миллиардов кадров в секунду в одной экспозиции - достаточно быстро , чтобы захватить импульсы света , проносясь через пространство. Это устройство было самым быстрым только на прием камерой в мире, а это означает , что требуется только свет для формирования изображения, в отличие от дополнительного освещения от источника , такого как лазер.

Ученые в настоящее время улучшилась по этой методике, называемый сжатый сверхбыстрой фотография, повышая его разрешение "примерно в 2,4 раза" , сказал старший автор исследования Lihong Ван, прикладной физики в университете Вашингтона в Сент - Луисе. ". Это шаг выше то , что было уже интересно"

В своей последней работе, исследователи начали с фотохронографа - чрезвычайно быстрый тип камеры , которая измеряет , как интенсивность импульса света изменяется с течением времени. Затем они добавили стандартную цифровую камеру к их фотохронографа. Объединение данных из цифровой камеры и камеры полоса помогли улучшить реконструкции изображения, производя изображения с более высоким разрешением, улучшенную контрастность и более чистого фона, Ван сказал.

С обновленной системой, ученые захватили изображения лазерных импульсов каждый раз пикосекунд или триллионных частей второй тех пор , пока они путешествовали по воздуху. Они также отображены лазерные импульсы , как они неслись по распечатке игрушечным автомобилем.

Эта технология камера может быть соединена с микроскопами или телескопами, сказал Ван. Он и его коллеги особенно заинтересованы в использовании его для просмотра нейроны огня.

"Нейронные сигналы могут распространяться вдоль нервов на скорости свыше 100 метров в секунду (223 миль в час)," сказал Ван Живая наука. "Такого рода скорость слишком высока для любых текущих камеры для захвата. Мы надеемся , что мы можем использовать нашу систему для изучения нейронных сетей , чтобы понять , как работает мозг."

Исследователи также надеются использовать их обновление для анализа сверхбыстрых биохимических реакций , которые происходят в пределах клетки, а также для изучения горения "с целью оптимизации эффективности использования топлива," сказал Ван. Вашингтонский университет подал заявку на патент на технологию и ищет для компаний , чтобы коммерциализировать его, добавил он.

Ученые подробно свои результаты он- лайн 30 июня В журнале Optica.

Результаты (русский) 3:

новая высокоскоростная камера так быстро можно увидеть нейронов, обстрелчарльз - чой, живут науки силы, | 6 июля 2016 06:34am etодин из самых быстрых камер в мире теперь могут лучше картинки, чем когда - либо, даже захват нейроны, как они огонь, по данным нового исследования.это обновление может помочь ученым узнать больше о том, как работает мозг, и как улучшить сгорания топлива, ученые говорили.исследователи ранее разработал "электронно - оптическая камера", которые могли бы изображение со скоростью 100 миллиардов кадров в секунду в одной экспозиции - достаточно быстро, чтобы захватить импульсы света, проносясь сквозь пространство.это устройство было быстрее получать только камеру в мире, то необходимо только света для съемки, в отличие от дополнительного освещения из источников, таких, как лазер.ученые в настоящее время улучшилась по этой технологии, называют сжатый высококачественный сверхскоростной фотографии, повышение ее резолюции "примерно в 2,4 раза", - говорит главный автор исследования lihong ван, применяемой физик вашингтонского университета в сент - луисе ".это шаг выше, то, что уже было интересно ".в своей последней работы, исследователи начали с электронно - оптическая камера - чрезвычайно быстро тип камеры, что меры, как интенсивность пульс света меняется с течением времени.они в следующем добавил стандартной цифровой фотоаппарат в их электронно - оптическая камера.объединение данных с цифровой камеры и электронно - оптическая камера поможет повысить имидж реконструкции производства изображений с более высоким разрешением, повысить контрастность и чистых корни, - говорит ван.с модернизированной системы, ученые в плен изображения лазерные импульсы, каждый просто секунд или trillionths секунды, пока они путешествовали по воздуху.они также имиджевой лазерные импульсы, как они обрушились на распечатку игрушечную машинку.эта камера технологии могут сочетаться с микроскопами или телескопов, - говорит ван.он и его коллеги особенно заинтересованы в использовании ее смотреть нейронов, огонь."нервные сигналы, могут распространяться на нервы на скорости более 100 метров в секунду (223 км / ч)," ван сказал жить науки ".такую скорость слишком высока для нынешних камеры для захвата.мы надеемся, что мы можем использовать нашу систему для изучения нейронных сетей, чтобы понять, как работает мозг ".исследователи также надеются использовать их модернизации для анализа высококачественный сверхскоростной биохимических реакций, которые происходят в камерах, и изучить сжигания "в целях оптимизации эффективности использования топлива", - говорит ван.университет вашингтона уже подал заявку на патент на технологию и ищет компании его коммерциализации, добавил он.свои выводы ученые подробную онлайн - 30 июня в журнале optica.