Une nouvelle technologie pourrait lire des livres sans les ouvrir

En utilisant la technologie semblable à la vision à rayons X, les scientifiques peuvent lire des livres fermés, identifier des lettres imprimées sur des piles de papier jusqu’à neuf feuilles d’épaisseur.

Cette découverte pourrait conduire à des machines de bureau capables de numériser ou parcourir des quantités importantes de papier, ou encore aider les chercheurs à numériser des livres anciens qui sont trop fragiles pour être ouverts. Les chercheurs ont également dit que cela pourrait peut-être aider les espions à lire du courrier sans ouvrir des enveloppes.

Le prototype utilise un rayonnement térahertz, la bande de rayonnement électromagnétique entre les micro-ondes et la lumière infrarouge. Des recherches antérieures ont montré que les rayons térahertz, ou T-rayons, possèdent un certain nombre d’avantages par rapport aux rayons X, les ondes ultrasonores et d’autres types de rayonnement qui peuvent pénétrer les surfaces. Par exemple, les rayons térahertz peuvent faire la différence entre l’encre et le papier blanc d’une manière que les rayons X ne peuvent pas. Ils peuvent également balayer des profondeurs pour obtenir des images de meilleure résolution que l’échographie ne peut l’accomplir, selon les chercheurs.

Le nouveau système repose sur la façon dont différents produits chimiques absorbent différentes fréquences de rayonnement térahertz à des degrés divers, ont dit les scientifiques. En tant que tel, il peut faire la différence entre le papier qui a de l’encre par rapport au papier qui n’en a pas.

En outre, le nouveau système exploite le fait que l’air et le papier se plient chacun à un degré différent, et une minuscule poche d’air se glisse entre eux. Ces poches sont seulement d’environ 20 microns de profondeur (environ un cinquième de la largeur moyenne d’un cheveu humain) mais cela peut être suffisant pour que le dispositif dinstingue les signaux provenant de différentes pages d’un livre, ont dit les chercheurs.

Les chercheurs ont utilisé une caméra térahertz pour numériser une pile de cartes, 300 microns d’épaisseur des feuilles de papier. Chacune avait une seule lettre d’environ 0,3 pouces (8 millimètres) de large écrites sur un seul côté au crayon ou à l’encre.

L’algorithme peut correctement déduire la distance de la caméra vers 20 pages dans une pile, mais passé une profondeur de neuf pages, l’énergie du signal réfléchi est si faible que les différences entre les signatures de fréquence sont submergées par les interférences. Credit : Barmak Heshmat

Les scientifiques ont développé des algorithmes pour interpréter les images souvent déformées ou incomplètes de l’appareil photo comme des lettres individuelles. Dans les expériences, le prototype a lu correctement les neuf lettres T, H, Z, L, A, B, C, C et G de l’avant à l’arrière d’une pile de neuf pages.

“Le système que nous avons utilisé n’était pas nécessairement un système de qualité supérieure ; si le système est encore amélioré, nous aurions une chance de lire encore plus profondément”, a dit à Live Science le co-auteur Barmak Heshmat, un ingénieur électrique au MIT.

Une application de ce travail pourrait impliquer la lecture de textes anciens et fragiles.

“Le Metropolitan Museum [d’art] à New York a montré beaucoup d’intérêt à cet égard, parce qu’ils veulent, par exemple, se pencher sur certains livres anciens qu’ils ne veulent même pas toucher”, a déclaré Heshmat dans un communiqué.

Une autre possibilité d’une plus grande utilisation dans la vie quotidienne peut être les “scanners futurs qui peuvent parcourir de grandes quantités de documents sans avoir à séparer mécaniquement les pages, qui pourraient être utiles pour les bibliothèques, les banques et autres”, a déclaré Heshmat. “Un tel scanner futuriste n’utiliserait pas des ondes térahertz, mais peut-être la lumière infrarouge.”

Il pourrait même être possible que des espions utilisent cette technologie pour lire au travers d’enveloppes. Cependant, “il pourrait être possible d’utiliser de l’encre qui n’est pas visible dans les gammes de fréquences utilisées”, a déclaré Heshmat.

D’autres applications industrielles potentielles peuvent inclure l’analyse de tous les matériaux organisés en couches minces, telles que des couches de peinture ou de revêtements sur des pièces de machine ou de produits pharmaceutiques, a dit Heshmat.

Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions en ligne le 9 septembre dans la revue Nature Communications.

Source : Live Science