Mithilfe von Terahertz-Strahlung und speziell entwickelten Algorithmen arbeiten MIT-Wissenschaftler an einem Weg, Buchstaben im Inneren von Büchern zu entziffern – ohne sie aufschlagen zu müssen. Den Prototypen ihres Systems haben die Forscher bereits an einen Stapel Papier getestet: Auf jedem Blatt war ein Buchstabe gedruckt, die ersten neun Seiten konnten gescannt werden. Das Modell wird in einer Studie beschrieben, die kürzlich im Journal Nature Communications erschienen ist.
Terahertz-Strahlung liegt im elektromagnetischen Spektrum zwischen der Infrarotstrahlung und den Mikrowellen und wird oft in Sicherheitskontrollen verwendet. Das liegt daran, dass verschiedene Chemikalien verschiedene Frequenzen dieser Strahlung in unterschiedlichem Ausmaß absorbieren – dadurch bekommen Stoffe ein individuelles Erkennungsmerkmal.
Auf ähnliche Weise unterscheidet die Strahlung im Modell der Forscher zwischen Tinte und bloßem Papier: Die Terahertz-Strahlen werden in sehr kurzen Stößen ausgesendet, die reflektierten Signale geben Hinweis darauf, ob sie auf Tinte oder weißes Papier getroffen sind. Die Daten werden dann von Algorithmen in Bilder umgewandelt.
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Ein weiterer Algorithmus interpretiert die Aufnahmen – sie sind oft unscharf oder unvollständig und die einzelnen Buchstaben müssen ergänzt werden. Für die Entwicklung hatten die MIT Forscher Unterstützung von Kollegen der Georgia Tech.
Das System ist vor allem für antike Bücher wichtig, die Forscher am liebsten gar nicht erst anfassen möchten, um sie nicht zu zerstören. Das Metropolitan Museum in New York hat schon Interesse an der MIT-Methode bekundet. Im Moment ist das Signal, das die Terahertz-Strahlung zurücksendet aber noch zu schwach für die wissenschaftliche Anwendung.
Ein großer Teil der Strahlung wird von den Buchseiten absorbiert oder reflektiert. Ein kleinerer Teil bewegt sich zwischen den winzigen Lufträumen der Seiten hin und her, bevor er zurückkehrt. Das erzeugt Störsignale, die das System davon abhalten, weiter als Seite neun scannen zu können. Die Energie der reflektierten Signale ist zu schwach, um diese Störungen zu übertönen.
Die Wissenschaftler arbeiten im Moment an einer Weiterentwicklung ihrer Technologie, damit die Strahlung durch mehr Seiten gelangen kann und weniger Störsignale zurücksendet. Ziel ist es, irgendwann ganze Bücher durchs Cover hindurch scannen zu können.
