Hyperspektriteknologia
Kehitimme Fabry–Pérot-interferometriteknologian (FPI) rakentaaksemme yleiskäyttöisiä, korkearesoluutioisia ja täysin ohjelmoitavia hyperspektrikameroita, valonlähteitä ja mikrospektrometreja, jotka kattavat kaikki spektrialueet (UV–TIR). Teknologiaa voidaan hyödyntää lähes kaikilla aloilla ja kaikissa optisissa laitteissa mikroskoopeista nanosatelliitteihin. MEMS on massatuotettava versio FPI-teknologiasta. Se on integroitavissa edullisiin kameroihin tai optisiin laitteisiin, kuten matkapuhelimiin. Teknologiaa käytetään jo nyt kaupallisissa tuotteissa.
Lyhyesti
Hyperspektrikuvantamisen avulla pystytään näkemään asioita ja tapahtumia, joilla on tietty ominaisspektri.
Kaikella on ominainen spektrinsä.
Yhä useammat yritykset ymmärtävät hyperspektrikuvantamisen arvon sekä sen laaja-alaisen vaikutuksen liiketoimintaan ja yhteiskuntaan.
Hyperspektrikuvantaminen eli kuvantamisspektroskopia on teknologia, jolla mitataan kuvan jokaista pikseliä vastaava sähkömagneettisen säteilyn (mm. näkyvän valon) spektri. Teknologia ulottuu RGB-väriavaruuden ja näkyvän valon aallonpituusalueen ulkopuolelle, joten se avaa valtavasti mahdollisuuksia. Sillä voidaan esimerkiksi erottaa toisistaan materiaaleja, joiden kemiallisessa koostumuksessa on vähäisiä eroja, tai tunnistaa ihmisissä tai ympäristössä ilmeneviä biologisia prosesseja ja tiloja. Teknologian miniaturisoinnin ja käyttösovellusten kehityksen myötä hyperspektrikuvantaminen on leviämässä miltei kaikille arkielämän aloille.
Hyperspektrikuvantaminen on valokuvaukselle samanlainen mullistus kuin valokuvaus oli maalaamiselle.
VTT on alan johtavia kehittäjiä koko maailmassa. Vahvuutemme ovat IPR-salkku ja osaamisemme suunnittelussa, piin mikrotyöstötekniikassa (MEMS), karakterisoinnissa ja optiikan integroinnissa - puhumattakaan tekoälystä, koneoppimisesta tai itseoppimisesta. Asiakkaamme voivat lisensoida teknologiaamme (ei yksinoikeudella) ja pyrkiä erottautumaan laitteiden integroinnilla, datan arvoon liittyvällä osaamisella sekä ohjelmistoalgoritmeilla.
Nykyiset sovellukset
Kehitämme asiakkaidemme ja kumppaneidemme kanssa ratkaisuja teollisuuden prosesseihin, luonnonvarojen hallintaan, maatalouteen, ympäristön valvontaan, lääketieteeseen, väestön turvaamiseen, avaruustutkimukseen, maan havainnointiin sekä muille aloille.
Asiakkaamme ja tutkimuskumppanimme ovat käyttäneet hyperspektrikaukokartoitusta puulajien ja niiden kunnon kartoitukseen metsissä sekä peltojen biomassan mittaamiseen selvittääkseen tarkasti lannoitustarpeen, jolloin lannoitteen määrää voidaan vähentää. Teknologiaamme käyttävä Revenio on kehittänyt ihosyöpäkameran, jolla voidaan diagnosoida huomattava ihoalue vain muutamassa sekunnissa. Kameroitamme käytetään myös rikkidioksidin ja muiden saasteiden suoraan mittaamiseen ja kartoittamiseen. Olemme kehittäneet hyperspektrimikroskooppeja, joilla voidaan erotella biologisia kudoksia tai materiaaleja.
Uskomme, että hyperspektrikuvantaminen voi tarjota uusia mahdollisuuksia kohteesta tai toimialasta riippumatta. Soita meille tai tule käymään.
Tulevaisuus
Massatuotanto pienentää lopulta FPI-teknologian kustannuksia huomattavasti. Optiikan lisäksi kameraan kuuluu kuvakenno. Kamerat ovat edullisia, ja ne toimivat näkyvän valon spektrin lisäksi lähi-infrapuna-alueella ja pian jopa lyhytaaltoinfrapuna-alueella. Kameroilla on jo nyt vähäinen virrantarve, ja aikanaan niistä tulee vain muutaman gramman painoisia ja hyvin edullisia.
Hyperspektrikuvantamisen markkinoiden odotetaan kasvavan merkittävästi, ja arvoketjun kaikissa osissa on vielä paljon tilaa innovoinnille. Ohjelmiston ja tekoälyn osuus ja rooli arvoketjussa kasvavat merkittävästi. Yhdelle hyperspektrikameralle on lähes rajattomasti käyttösovelluksia ja liiketoimintamahdollisuuksia, ja se voidaan sijoittaa vaikka matkapuhelimeen.
Pysy kuulolla!
Lisätietoja
VTT kehittää instrumenttiteknologiaa ESA:n kunnianhimoiselle komeettaluotainhankkeelle:
- https://www.tekniikkatalous.fi/uutiset/suomalaiset-valmistautuvat-huimaan-missioon-luotaimet-laukaistaan-syvaan-avaruuteen-kytikselle-kun-hetki-koittaa-kaikki-on-ohi-sekunneissa/0bfe24ec-c698-497a-b002-65f081a7a8bd
- https://www.aalto.fi/en/news/the-esa-comet-interceptor-enters-mission-analysis-phase-with-significant-finnish-contributions
VTT on kehittänyt ensimmäisen nanosatelliittiyhteensopivan SWIR-hyperspektrikameran
Linkit tieteellisiin julkaisuihin
- https://cris.vtt.fi/en/publications/european-component-of-the-aida-mission-to-a-binary-asteroid-chara
- https://cris.vtt.fi/en/publications/cubic-inch-moems-spectral-imager
- https://cris.vtt.fi/en/publications/novel-miniaturized-hyperspectral-sensor-for-uav-and-space-applica
- https://cris.vtt.fi/en/publications/hand-held-mems-hyperspectral-imager-for-vnir-mobile-applications
- https://cris.vtt.fi/en/publications/delineation-of-malignant-skin-tumors-by-hyperspectral-imaging-usi
- https://cris.vtt.fi/en/publications/unmanned-aerial-vehicle-uav-operated-spectral-camera-system-for-f-2
- https://cris.vtt.fi/en/publications/diurnal-changes-in-leaf-photochemical-reflectance-index-in-two-ev
- https://cris.vtt.fi/en/publications/early-diagnosis-of-vegetation-health-from-high-resolution-hypersp
- https://cris.vtt.fi/en/publications/utility-of-hyperspectral-compared-to-multispectral-remote-sensing
- https://cris.vtt.fi/en/publications/sensitivity-of-common-vegetation-indices-to-the-canopy-structure-
- https://cris.vtt.fi/en/publications/spectral-similarity-and-pri-variations-for-a-boreal-forest-stand-
