Ya sea que se trate de robots que trabajan en un área de desastre, autos autónomos que se mueven por la ciudad o satélites que escanean el espacio, tener máquinas que pueden ver a través de las nubes, la bruma y la niebla es increíblemente útil, los científicos pueden haber creado el mejor sistema hasta ahora.
El sistema recientemente desarrollado funciona a través de un algoritmo que mide el movimiento de las partículas de luz o fotones individuales, según se desencadena por pulsos rápidos de un láser, y los usa para reconstruir objetos enmascarados u ocultos al ojo humano. .
Lo que hace que la técnica sea muy especial es cómo puede reconstruir la luz que ha sido dispersado y rebotó en la barrera en el camino.
En experimentos, la mira láser pudo ver objetos escondidos detrás de una capa de espuma de 1 pulgada.
(Laboratorio de imágenes computacionales de Stanford)
«Muchas técnicas de imágenes hacen que las imágenes se vean un poco más hermosas, un poco menos ruidosas, pero en realidad es algo en lo que hacemos visible lo invisible». dice el ingeniero eléctrico Gordon Wetzstein, de la Universidad de Stanford.
«Realmente está superando los límites de lo que puede ser posible con cualquier tipo de sistema de detección. Es como una visión sobrehumana».
Cuando la luz láser atraviesa la barrera, la espuma, en este estudio, solo unos pocos fotones golpean el objeto detrás, y mucho menos lo devuelven. Sin embargo, el algoritmo es lo suficientemente inteligente como para utilizar estas pequeñas piezas de información para reconstruir el objeto oculto.
Oficialmente, se conoce como tomografía difusa confocal, y aunque no es el primer método para mirar a través de barreras como esta, ofrece varias mejoras: puede funcionar sin saber a qué distancia se encuentra. ‘objeto oculto, por ejemplo.
El sistema también puede funcionar sin depender de fotones balísticos, como lo hacen otros enfoques: estos son fotones que pueden viajar hacia y desde el objeto oculto a través de un campo de dispersión, pero sin ser se deformaron.
«Queríamos poder crear imágenes a través de medios de difusión sin estos supuestos y recolectar todos los fotones que se difundieron para reconstruir la imagen», dice el ingeniero eléctrico David Lindell, de la Universidad de Stanford.
«Esto hace que nuestro sistema sea particularmente útil para aplicaciones a gran escala, donde habría muy pocos fotones balísticos».
Aplicaciones a gran escala, como navegar en un automóvil autónomo bajo una lluvia intensa, por ejemplo, o incluso capturar imágenes de la superficie de la Tierra (u otros planetas) a través de una neblina nublada: hay muchas muchos usos potenciales aquí. Los investigadores quieren seguir experimentando con más escenarios y más entornos de transmisión.
Los sistemas actuales no son particularmente eficaces para hacer frente a la dispersión de la luz causada por la niebla y la bruma.
LiDAR, por ejemplo, es brillante para captar objetos que el ojo humano no puede ver, pero comienza a tener problemas cuando la lluvia o la niebla interfieren con sus detallados escaneos láser. Además, este sistema podría resolver este problema.
Antes de adelantarnos, debe tenerse en cuenta que los escaneos que utilizan este método pueden tardar entre un minuto y una hora, por lo que todavía hay mucha optimización en la que trabajar.
Dicho esto, recrear un objeto oculto tridimensional que el ojo humano no puede ver es una hazaña extremadamente impresionante.
«Estamos emocionados de ir un paso más allá con otros tipos de geometrías de difusión», dice Lindell.
«Así que no solo los objetos escondidos detrás de una gruesa losa de material, sino los objetos que están incrustados en un material denso y difuso, lo que sería como ver un objeto rodeado de niebla».
La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
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