Voir à travers les murs, ça ressemble à de la science-fiction. Mais, en améliorant un système semblable à celui que les voitures autonomes utilisent pour « voir » le monde, des chercheurs de l’université de Stanford (États-Unis) sont parvenus à reconstruire des scènes cachées en trois dimensions. Le tout grâce à un algorithme redoutablement efficace et à quelques photons. Ils ont pu voir à travers une paroi en mousse d'environ 2,5 centimètres d'épaisseur.
L'invention pourrait avoir des applications très pratiques. Dans le domaine des voitures autonomes, justement. Elle pourrait les aider à voir dans le brouillard. Les satellites pourraient, quant à eux, voir la surface de la Terre - ou d'une autre planète - à travers des nuages.
Le balayage laser en image. Les photons traversent la mousse, rebondissent sur la lettre et reviennent jusqu’au détecteur pour lui fournir les informations nécessaires à la reconstruction de l’objet caché par l’algorithme. © Stanford Computational Imaging Lab
La reconstruction de l'objet caché en 3D. © Stanford Computational Imaging Lab
Voir les objets cachés par le brouillard
Comment ça marche ? Un laser est utilisé pour scanner le « mur diffusant », un mur de mousse, par exemple. Occasionnellement, un photon traverse le mur et heurte l'objet caché derrière. Puis, il repasse à travers le mur pour être détecté par un système ultra-sensible. Un algorithme se base ensuite sur les quelques photons reçus - et des informations sur l'endroit et le moment où ils ont frappé le détecteur - pour reconstruire une image de l'objet en 3D.
D'autres systèmes capables de voir à travers les murs existent déjà. Mais ils sont moins efficaces. Certains ont, par exemple, besoin de savoir, au préalable, à quelle distance se trouve l'objet derrière le mur. « Nous collectons tous les photons diffusés pour reconstruire notre image », explique David Lindell, auteur principal de l'étude, dans un communiqué de l’université de Stanford.
Au cours des essais en laboratoire, il aura fallu entre une minute et une heure de balayage laser pour obtenir un résultat satisfaisant. Cette durée dépendant de la luminosité de l'objet caché. L'algorithme de reconstruction est, quant à lui, capable de donner des résultats en temps réel. Et de fonctionner sur un simple ordinateur portable.
Les chercheurs souhaitent désormais tester les capacités de leur système dans des circonstances un peu différentes : lorsque l'objet est pris dans le « mur diffusant ». Comme lorsqu'un objet est caché dans un épais brouillant.