La naturaleza es compleja, a menudo demasiado compleja para que los humanos la vean. Pero las gafas controladas por los ojos entrecerrados que permiten a las personas ver imágenes térmicas en 3-D y una cámara que puede capturar el funcionamiento interno de las reacciones químicas de alta velocidad están ayudando a superar los límites de la percepción humana.

Los sentidos humanos ya han sido altamente sintonizados por millones de años de evolución. Nuestros ojos, por ejemplo, sentarse en el frente de nuestras caras, permitiéndonos ver en tres dimensiones, mientras que las células de nuestra retina son sensibles a diferentes longitudes de onda de luz, dándonos visión de color.

Pero nuestros sentidos tienen límites. Una bala acelerada por ejemplo, viaja demasiado rápido para que el ojo humano lo vea.

"Hay muchas cosas que nos cuesta percibir con los sentidos que tenemos, "dijo el profesor Albrecht Schmidt, un informático de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, Alemania y líder de un proyecto llamado AMPLIFY.

"Nuestro proyecto se centra en encontrar formas de ampliar los sentidos tradicionales para mejorar la percepción humana con tecnologías digitales".

Cámaras por ejemplo, puede capturar la luz que está más allá del espectro visible y revelar movimientos que son demasiado rápidos para el ojo humano.

"La pregunta es cómo hacer que su uso sea intuitivo, ", dijo el profesor Schmidt. Mucha gente se centra en la creación de implantes, él dice, pero el problema es que no se pueden quitar.

"Si tienes algo integrado en un par de anteojos, que llevo sin darme cuenta conscientemente la mayor parte del tiempo, podíamos amplificar los sentidos sólo cuando fuera necesario ".

Prototipos

Prof. Schmidt, junto con colegas de la Universidad de Stuttgart, ha construido una serie de prototipos para hacer precisamente esto.

Uno es un par de anteojos que activa una imagen térmica cuando el usuario entrecierra los ojos. Una cámara incorporada en el marco produce imágenes usando luz visible, infrarrojo cercano e infrarrojo lejano. Estos le dan al usuario la capacidad de ver escenas visibles normales, sino también imágenes térmicas tridimensionales.

Los sensores capaces de detectar las débiles señales eléctricas producidas por los músculos también están incorporados en los marcos para captar los movimientos asociados con los ojos entrecerrados o entrecerrados.

El equipo ha creado una versión que se puede integrar en los cascos que usan los bomberos, dándoles la capacidad de detectar incendios ocultos o encontrar personas atrapadas dentro de edificios.

"Es muy diferente de usar una cámara térmica, ya que tienes que mirar hacia otro lado para ver qué está pasando, ", dijo el profesor Schmidt." De esta manera, puede cambiar la forma en que ve muy fácilmente, incluso inconscientemente ".

Él prevé un dispositivo similar que podría hacer zoom en una escena lejana o ralentizar la acción.

"Si miro por la ventana puedo ver algunos árboles, pero podría entrecerrar los ojos para acercarme y vería un pájaro en una rama, ", explicó el profesor Schmidt." Si el pájaro despega, mi carga cognitiva podría aumentar, que podría medirse a partir de la actividad de mi cerebro, y eso le diría a la cámara que ralentice el movimiento.

"Luego, cuando miro hacia atrás a mi computadora, podría volver a la normalidad. Todo esto sucede sin que yo tenga que pensar mucho en ello y es en este control en lo que nos hemos centrado ".

El objetivo general del equipo es intentar crear dispositivos que puedan ser inmediatamente intuitivos de usar o que rápidamente se conviertan en algo natural.

Otro prototipo son unas gafas de natación que ayudan al usuario a orientarse mientras su cabeza está sumergida bajo el agua. Los nadadores de aguas abiertas, en particular, pueden tener dificultades para nadar en la dirección correcta, ya que la falta de información visual puede desorientarlos.

Pero al colocar un par de gafas con un acelerómetro y un magnetómetro, el equipo pudo proporcionar señales de navegación utilizando luces LED en la visión periférica.

También han estado probando otro par de anteojos que le dan al usuario ojos en la parte posterior de la cabeza mediante el uso de cámaras para brindar una vista de 360 ​​grados. Al mostrar imágenes en la visión periférica, permite al usuario detectar peligros potenciales, como al cruzar la calle, y así voltea para mirarlos.

But even when armed with the latest in camera technology, there are also some things that will escape our eyes. Chemical reactions, por ejemplo, happen in time scales that are too fast to capture with modern high-speed cameras – they can be over in just a couple of trillionths (a millionth of a millionth) of a second.

Dr. Maria Ana Cataluna, a physicist at the Institute of Photonics and Quantum Sciences at Heriot-Watt University, Edinburgh, REINO UNIDO, is leading a project aimed at overcoming this. The UPTIME project is attempting to build the fastest camera on the planet.

By exploiting new ultrafast lasers that send a flash of light lasting just between 10-100 femtoseconds (million billionths of a second) and sampling systems that can rapidly capture the photons reflected, they hope to be able to capture events that were previously impossible for us to see.

Capture

"If we can't visualise it, we can't further understand it, " said Dr. Cataluna. "This means that the inner machinery of irreversible process widely present in physics, biology and engineering remain, in essence, unobservable."

Among the events she hopes to be able to capture with the new camera are high speed biochemical reactions, to help reveal their inner workings. It could also allow scientists to capture phase changes, such as the ethereal moment when a liquid turns into a gas.

And it could also help better understand what happens to a material when it is transformed using laser-based manufacturing processes. This new knowledge could be used to help optimise the processes.

"A short burst of light lasting for only one microsecond enables a fast camera to capture a bullet in mid-flight, " explained Dr. Cataluna.

"In a timescale more than six orders of magnitude below this, optical pulses with sub-picosecond or femtosecond durations enable the capture of microscopic ultrafast phenomena. We want to be able to take snapshots of these."

While she is reluctant to say too much about how the technology would work until she has filed a patent for it, she is currently developing the core components that will be necessary to build the camera. She hopes, sin embargo, that the new ultrafast camera will become a reality within three years.

As new technology gives us the ability to perceive in ways that have never been possible before, Prof. Schmidt urges caution. He believes that once we have these devices, the digital and social divides will widen.

"We will get into a space where digital technology will create many more superpowers, and those who have it will have a great advantage.

"We will need to be careful to ensure those who cannot afford the technology are not left behind."