如果在過(guò)去的幾年里你曾歡迎過(guò)新生兒來(lái)到這個(gè)世界，很可能你也會(huì)同三維超聲發(fā)生過(guò)小沖突。三維超聲是一種無(wú)創(chuàng)技術(shù)，利用聲音對(duì)軟組織、內(nèi)部器官，甚至是嬰兒進(jìn)行三維成像。不過(guò)，這種相對(duì)較新的技術(shù)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(shè)備需要上千個(gè)傳感器，才能產(chǎn)生詳細(xì)的影像。

如今，工程師們研發(fā)了一種將上千個(gè)傳感器減少至僅一個(gè)的新系統(tǒng)。他們?cè)谌涨俺霭娴摹犊茖W(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告了這一成果。研究人員通過(guò)利用壓縮傳感技術(shù)做到了這一點(diǎn)。壓縮傳感利用一些非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)原理，將來(lái)自一個(gè)數(shù)據(jù)源的信息外推到很多不同的點(diǎn)。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(diǎn)。

當(dāng)傳感器發(fā)出的高頻聲波穿過(guò)塑料時(shí)，這種所謂的編碼板準(zhǔn)直器會(huì)將一些小的延遲帶入音頻。當(dāng)聲音彈回到傳感器時(shí)，計(jì)算機(jī)算法會(huì)運(yùn)行這些數(shù)據(jù)，挑出延遲并將其描繪成單個(gè)像素。由于塑料表面的小點(diǎn)是隨機(jī)散布的，因此旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)直器可讓研究人員開(kāi)展更多測(cè)量，并且能幫助獲得擁有更多細(xì)節(jié)的圖像。

研究人員通過(guò)將兩個(gè)3D打印的塑料字母沒(méi)入一個(gè)小水箱中測(cè)試了該設(shè)備。當(dāng)他們啟動(dòng)超聲傳感器時(shí)，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。