الصورة الملتقطة عبر زجاج ضبابي تخرج دائمًا مشوّشة. يمر الضوء عبر العينة فيتشتت، ولا ترى الكاميرا سوى بقعة ضبابية بدلاً من صورة واضحة. لطالما تعلّم العلماء استعادة الصورة من هذه البقعة، لكن الطرق القديمة متقلبة: فإما أن تعلق في حل خاطئ، أو تتطلب عددًا كبيرًا جدًا من اللقطات وتُشعّع العينة الهشة.
النهج الجديد يعمل بشكل مختلف. فبدلاً من تخمين الصورة كاملة من الصفر، تأخذ الخوارزمية نموذجًا فيزيائيًا تقريبيًا — كرسم بالقلم الرصاص — وتتعلّم تصحيح الانحرافات فقط. الأمر يشبه رسّامًا لا يعيد رسم البورتريه بالكامل، بل يزيل الأخطاء بلمسات خفيفة. والأهم أن التصحيحات لا تقتصر على الصورة فحسب، بل تشمل أيضًا إعدادات المجهر نفسه: فالخوارزمية تحدّد بدقة أثناء العمل كيف مرّ الضوء عبر الجهاز. هذا الربط بين "الفيزياء والتعلّم" يجعل الاستعادة مستقرة ويقلّل جرعة الإشعاع.
اختُبرت الطريقة على أنواع مختلفة من المجاهر: من المجاهر الضوئية المكتبية إلى المجاهر الإلكترونية حيث يُستخدم شعاع من الإلكترونات بدلاً من الضوء. وباستخدام الشعاع الإلكتروني، تمكّن الباحثون من رؤية الوصلات بين الخلايا العصبية في مقطع دماغي — وهي تفاصيل كانت الطرق السابقة تُظهرها بشكل أسوأ. هذه الأداة ستكون مفيدة في كل مكان نحتاج فيه إلى صور كثيرة وضرر قليل للعينة: من فحص الدوائر الدقيقة إلى دراسة الخلايا الحية.
الضوء الذي كان يعيق الرؤية سابقًا، أصبح الآن يساعد في ضبط الوضوح بنفسه. بقي فقط تعليم المجاهر استخدام هذه الإشارة بسهولة مثلما يدير المصوّر حلقة العدسة.
خط بعرض 244 نانومتر يساوي تقريبًا جزءًا من مئتين من سمك شعرة الإنسان. لرؤية مثل هذه التفاصيل، لا يكفي المجهر الضوئي العادي: موجات الضوء "سميكة" جدًا. الطريقة الجديدة تتجاوز هذا القيد بتجميع الصورة من الضوء المبعثر.
في "ستار تريك"، يمسح الماسح الطبي المريض دون أذى، جامعًا صورة من الإشارات المنعكسة. مبدأ مشابه — استعادة الصورة من الإشعاع المبعثر بجرعة ضئيلة — هو أساس هذا العمل.