Científicos y técnicos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, han creado una cámara que es capaz de ver aquello que resulta invisible
Pablo Javier Piacente
Una nueva cámara de alta resolución puede ver lo invisible: «extrae» la información lumínica de lo que pasa desapercibido para la visión humana y la vuelve visible gracias a la integración entre la tecnología holográfica y la Inteligencia Artificial.
Científicos y técnicos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, han creado una cámara que es capaz de ver aquello que resulta invisible o pasa desapercibido para la visión humana. Puede atravesar la niebla, la piel y hasta partes del cuerpo humano, como el cráneo. Llamado holografía de longitud de onda sintética, el nuevo método funciona mediante la dispersión indirecta de luz sobre objetos ocultos, que luego se dispersa nuevamente y viaja de regreso a una cámara.
Posteriormente, entra en acción un algoritmo que está destinado a reconstruir las señales de luz dispersa, logrando de esta forma revelar los objetos que se encuentran ocultos. En otras palabras, el sistema puede «extraer» la información lumínica no visible en una primera instancia y volverla visible, gracias a la integración entre la tecnología holográfica y la Inteligencia Artificial.
La holografía o visión gráfica es básicamente una forma avanzada de fotografía, que busca crear imágenes tridimensionales a partir del empleo y utilización de la luz. Para poder obtener las imágenes se utiliza un rayo láser, destinado a registrar a un nivel microscópico una película fotosensible, o sea sensible a la luz.
Aplicaciones sin límites
Según una nota de prensa, las aplicaciones de la nueva técnica no tienen límites: al poseer una elevada resolución temporal, puede obtener imágenes de sucesos que acontecen a toda velocidad, prácticamente en tiempo real. Apreciar un corazón mientras late al atravesar el pecho de una persona, o poder ver cómo los vehículos se trasladan a máxima velocidad en la esquina de una calle son solo algunos ejemplos.
El nuevo estudio ha sido publicado recientemente la revista Nature Communications. La innovación se enmarca en un campo de investigación relativamente nuevo, que se centra en la identificación de imágenes ocultas detrás de oclusiones o medios de dispersión: el área de trabajo se denomina imágenes sin línea de visión (NLoS).
Sin embargo, el método creado por los investigadores estadounidenses puede capturar rápidamente imágenes de campo completo de grandes áreas, con una precisión submilimétrica. Otros enfoques relacionados con las tecnologías NLoS no han logrado alcanzar este tipo de funcionalidades.
Gracias a este nivel de resolución, la cámara incorporada a un equipamiento informático podría potencialmente obtener imágenes a través de la piel de una persona, logrando incluso ver los capilares más diminutos en funcionamiento. De esta manera, la nueva tecnología contaría con un interesante potencial de aplicación en el área médica y biológica.
Seguridad industria y hasta investigación espacial
Los creadores del sistema han resaltado que además posee todo lo necesario para incorporarse en mecanismos de navegación de alerta temprana para vehículos, como así también en tareas de seguridad industrial que se llevan a cabo en espacios reducidos y de difícil acceso.
Como el nuevo método es capaz de capturar todo el campo de luz de un objeto en un holograma, entonces puede reconstruir la forma tridimensional del mismo en su totalidad, sin que se interpongan los efectos de dispersión de la luz producidos en determinados contextos, como por ejemplo con la niebla. Otro detalle que mejora la funcionalidad es que la imagen holográfica se obtiene mediante ondas sintéticas, en lugar de ondas de luz normales
Pero los investigadores van un paso más allá: sostienen que la tecnología marcará el comienzo de una nueva era en este campo, ampliando considerablemente las capacidades de los instrumentos y de las imágenes obtenidas. Mientras los prototipos desarrollados utilizan luz visible o infrarroja, en el futuro podrían ampliarse a otras longitudes de onda.
Como el principio sobre el cual trabaja el sistema es universal, podría adaptarse por ejemplo a las ondas de radio, utilizándose en la exploración e investigación espacial. Además, la obtención de imágenes acústicas bajo el agua sería otra posible aplicación. En definitiva, los especialistas creen que solamente han descubierto la punta del iceberg, y que la nueva tecnología podrá aportar mucho más en los próximos años.
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Referencia
Fast non-line-of-sight imaging with high-resolution and wide field of view using synthetic wavelength holography. Willomitzer, F., Rangarajan, P.V., Li, F. et al. Nature Communications (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-26776-w
Foto: configuración de uno de los prototipos de cámara en el laboratorio. Crédito: Florian Willomitzer/Northwestern University.
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