Cámara nanométrica integra óptica y algoritmos para lograr imágenes de alta calidad

La cámara nanométrica fue un logro liderado por investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Washington.

En el mundo de la tecnología y la innovación, a menudo se encuentran avances que desafían los límites de lo que parece imposible.

Un reciente hito en el campo de la fotografía y la captura de imágenes ha dado lugar a una cámara nanométrica que combina de manera revolucionaria la óptica y los algoritmos de procesamiento de señales.

Este logro tecnológico, liderado por investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Washington, tiene el potencial de revolucionar no solo la fotografía, sino también la medicina y la robótica.

Superando limitaciones anteriores

Las cámaras de tamaño micro o cámara nanométrica han sido objeto de gran interés debido a su capacidad para detectar problemas en el cuerpo humano y para la detección de robots extremadamente pequeños.

Esto ha llevado a que los enfoques anteriores se vieron obstaculizados por la captura de imágenes borrosas y distorsionadas, así como por campos de visión limitados.

Los cientificos han superado las barreras de entrada con una cámara ultracompacta del tamaño de un grano grueso de sal.

El sistema cuenta con una habilitación por un diseño conjunto del hardware de la cámara y el procesamiento computacional, es capaz de producir imágenes nítidas a todo color, lo que se compara con una lente de cámara promedio 500,000 veces más grande en volumen.

La tecnología detrás de la invención

Lo que hace posible esta hazaña tecnológica es una tecnología llamada “metasuperficie”, que se puede producir como un chip de computador.

La metasuperficie es extremadamente delgada con solo medio milímetro de ancho, contiene 1,6 millones de postes cilíndricos, cada uno del tamaño aproximado de un virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).

Cada poste tiene una geometría única y funciona como una antena óptica, lo que permite dar forma adecuadamente a todo el frente de onda óptico.

Con la ayuda de algoritmos basados en el aprendizaje automático, las interacciones de estos postes con la luz se combinan para producir imágenes de alta calidad y un campo de visión amplio.

Esta combinación de diseño de hardware y procesamiento computacional es esencial para el éxito de esta cámara.

Aplicaciones potenciales

La cámara nanométrica tiene un amplio espectro de aplicaciones.

En medicina, podría permitir la endoscopia mínimamente invasiva con robots médicos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

También podría mejorar las imágenes de otros robots con limitaciones de tamaño y peso.

Además de dar la posibilidad en crear matrices de miles de cámaras de metasuperficie.

La tecnología de la nano-cámara abre la puerta a la detección de escenas completas, convirtiendo superficies en cámaras. Esto podría tener un impacto significativo en la vigilancia y la seguridad.

Un futuro prometedor

Los investigadores no se detienen aquí. Están trabajando en agregar más habilidades computacionales a estas cámaras ultracompactas, como la detección de objetos.

También visualizan la posibilidad de convertir superficies en sensores de alta resolución, lo que podría cambiar la forma en que se construyen los dispositivos en el futuro.

Este logro es un testimonio del poder de la innovación y la colaboración entre disciplinas científicas y tecnológicas.