Écoutez-nous : le lidar pour smartphone peut tester le sang et le lait

Les capteurs de détection et de télémétrie de la lumière (lidar) de votre futur smartphone pourraient-ils remplacer les équipements de laboratoire dans les applications de santé et de sécurité alimentaire ? Cela ressemble à une possibilité.

Des chercheurs de l’Université de Washington estiment que le lidar du combiné peut déterminer les propriétés des fluides, vous évitant ainsi d’avoir à utiliser du matériel de laboratoire coûteux. La quantité de liquide nécessaire pour un test lidar sur smartphone est également nettement inférieure à celle d’un laboratoire médical, ont-ils déclaré.

Une application du lidar serait de tester le sang pour la coagulation. Les chercheurs ont également découvert que leur méthode était capable de déterminer les propriétés grasses du lait et si le liquide avait été frelaté, et d’identifier un liquide particulier parmi dix échantillons.

En règle générale, la mesure du liquide pour des choses comme la viscosité du sang se fait à l’aide de signaux radio, qui affichent les différences de phase et d’amplitude en fonction du facteur de coagulation. Ce test particulier nécessite un vaisseau rempli de sang à une profondeur de près d’un pouce. Et les patients qui ont besoin de mesures de coagulation sanguine doivent les prendre régulièrement.

Comprendre comment les chercheurs ont réutilisé les capteurs lidar des smartphones pour leurs expériences signifie comprendre les bases du fonctionnement du lidar. Le lidar de votre téléphone déclenche des impulsions de lumière pour mesurer la distance à divers objets dans la vue de l’appareil photo pour aider l’appareil à prendre de meilleures photos.

Pointez un laser, y compris une impulsion lidar dans le proche infrarouge, vers une surface diffuse et vous verrez ce que l’on appelle le phénomène de chatoiement laser. Ce chatoiement peut être capté par l’appareil photo d’un téléphone. Par conséquent, vous pouvez déclencher une impulsion lidar à partir d’un combiné sur une surface et demander au même appareil d’observer le mouchetage résultant.

“Lorsque la variation de la hauteur de la surface est supérieure à la longueur d’onde du laser, la lumière provenant de différents points de la surface dans la résolution de pixels de la caméra traverse différents chemins et se superpose donc les unes aux autres pour créer des modèles d’interférence constructifs et destructeurs”, comme l’a mis l’équipe universitaire. dans un article sur la technologie.

Les taches laser dans les liquides sont affectées par toute particule dans le liquide supérieure à la longueur d’onde du laser, généralement d’environ 800 nm. Lorsque ces particules se déplacent, le motif de chatoiement change et l’appareil photo du téléphone peut le capturer pour l’analyser par un logiciel.

C’est ici que vous trouverez la science au cœur de la recherche. Basé sur le mouvement brownien, les particules dans un liquide se déplacent différemment en fonction de la viscosité du liquide. Forts de ces connaissances, les universitaires ont pu obtenir une mesure indirecte de la viscosité en examinant la variance temporelle du chatoiement laser.

Cette découverte, nous dit-on, a permis aux chercheurs de faire la distinction entre le sang coagulé et non coagulé avec une seule goutte de la taille d’une lancette, de différencier les différents types de lait et si le lait avait été frelaté, et de distinguer 10 classes de liquide avec Précision moyenne de 91,5 %.

La puissance de transmission du lidar est un problème. Pour certains liquides, en particulier les liquides clairs ou translucides, la puissance de sortie des impulsions laser du capteur est trop faible, empêchant les lectures d’être prises. Il s’agit d’une étude académique, après tout, ce n’est pas un produit d’expédition.

Au-delà du lait et du sang, les chercheurs signalent d’autres utilisations de l’imagerie laser speckle qui pourraient être testées avec un smartphone, telles que l’évaluation des brûlures, la surveillance des taches de naissance, le suivi du flux sanguin dans les rétines et des utilisations non médicales comme l’analyse des microplastiques. Encore une fois, ce n’est qu’au stade expérimental.

L’iPhone 12 Pro et l’iPhone 13 Pro d’Apple sont des ordinateurs de poche avec lidar qui viennent à l’esprit. L’équipe universitaire a déclaré que son article avait été accepté dans l’édition de mars 2022 des Actes de l’ACM sur les technologies interactives, mobiles, portables et omniprésentes. ®