¿Qué pasaría si su automóvil poseyera tecnología que le advirtiera no solo sobre los objetos a la vista de su vehículo, la forma en que las cámaras, Radar, y el láser puede funcionar ahora en muchos vehículos estándar y autónomos, pero también le advirtió sobre objetos ocultos por obstrucciones. Tal vez sea algo bloqueado por un auto estacionado o simplemente fuera de la vista detrás de un edificio en la esquina de una calle.

Esta capacidad de ver cosas fuera de su campo visual suena a ciencia ficción, pero los investigadores han avanzado mucho en la última década para hacer realidad lo que se llama "imágenes sin visibilidad directa".

Hasta ahora, han tenido que depender de equipos costosos y estacionarios. Pero Vivek Goyal y un equipo de investigadores de la Universidad de Boston han desarrollado un sistema que, empleando un algoritmo informático y una cámara digital simple, puede brindarnos una visión más asequible y ágil de lo que está a la vuelta de la esquina.

"Existe un poco de comunidad de investigación en torno a las imágenes sin línea de visión, "dice Goyal, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Boston. "En una zona urbana densa, si pudiera tener una mayor visibilidad a la vuelta de la esquina, eso podría ser importante para la seguridad. Por ejemplo, es posible que pueda ver que hay un niño al otro lado de ese automóvil estacionado. También puede imaginar muchos escenarios en los que ver alrededor de las obstrucciones resultaría extremadamente útil, como tomar vigilancia desde el campo de batalla, y en situaciones de búsqueda y rescate en las que es posible que no pueda ingresar a un área porque es peligroso hacerlo ".

En un artículo publicado en Naturaleza el 23 de enero 2019, Goyal y un equipo de investigadores dicen que pueden calcular y reconstruir una escena a la vuelta de una esquina al capturar información de una fotografía digital de una penumbra. que es la región exterior parcialmente sombreada de una sombra proyectada por un objeto opaco.

"Básicamente, nuestra técnica le permite ver lo que hay a la vuelta de la esquina mirando una penumbra en una pared mate, "Dice Goyal.

Cuando las sombras convierten las paredes ordinarias en espejos

Contra una pared mate Goyal explica, la luz se dispersa por igual en lugar de concentrarse o reflejarse en una dirección como un espejo. Normalmente, eso no daría suficiente información organizada para que un programa de computadora tradujera lo que está sucediendo en una escena visible a la vuelta de la esquina. Pero el equipo de Goyal descubrió que cuando hay un objeto sólido conocido a la vuelta de la esquina, la escena parcialmente obstruida crea una penumbra borrosa. El objeto realmente puede ser cualquier cosa siempre que no sea transparente. En este caso, los investigadores optaron por utilizar una silla normal. Para el ojo humano la penumbra resultante puede no parecer mucho. Para un programa de computadora, es muy informativo.

Al ingresar las dimensiones y la ubicación del objeto, el equipo descubrió que su programa de computadora puede organizar la dispersión de la luz y determinar cómo se ve la escena original, todo a partir de una fotografía digital de una sombra aparentemente borrosa en una pared.

"Basado en la óptica de rayos de luz, podemos calcular y comprender qué subconjuntos de la apariencia de la escena influyen en los píxeles de la cámara, "Goyal dice, y "es posible calcular una imagen de la escena oculta".

Para sus fines de investigación, crearon diferentes escenas mostrando diferentes imágenes en un monitor LCD. Pero Goyal explica que no hay nada fundamental en usar una pantalla LCD o no.

¿Podría la imagen de un ser humano parado a la vuelta de la esquina, por ejemplo, reconstruirse utilizando su enfoque? Goyal dice que no hay una barrera conceptual que lo impida, pero que aún no lo han probado. Lo hicieron, sin embargo, Haga escenas adicionales cortando trozos de papel de construcción de colores y pegándolos en una tabla de espuma para ver si su sistema puede detectar las formas y los colores. Goyal dice que las escenas de su "proyecto de arte de jardín de infantes" sí pudieron ser interpretadas.

Viendo potencial por todas partes

La limitación más fundamental es el contraste entre la penumbra y el entorno circundante, Goyal explica. "Los resultados que presentamos son para una habitación relativamente oscura, ", dice. Cuando el equipo aumentó los niveles de luz ambiental en el laboratorio, observaron que la penumbra se hacía más difícil de ver y la capacidad del sistema para reconstruir con precisión la escena a la vuelta de la esquina empeoraba gradualmente.

Goyal dice que si bien las aplicaciones del mundo real para el uso de imágenes sin línea de visión aún están muy lejos, el gran avance está en la prueba de concepto.

"En el futuro, Imagino que podría haber algún tipo de método híbrido, en el que el sistema es capaz de localizar objetos opacos en primer plano y tenerlos en cuenta en la reconstrucción computacional de la escena, " él dice.

El aspecto más emocionante de sus hallazgos es el descubrimiento de que se puede extraer tanta información de las penumbras, Goyal dice, que se encuentran literalmente en todas partes.

"Cuando te das cuenta de la cantidad de luz que se puede extraer de ellos, simplemente no puedes volver a mirar las sombras de la misma manera, " él dice.