Imagínese conduciendo a casa después de un largo día de trabajo. De repente, un automóvil sale de una calle secundaria oscura y gira a la derecha frente a usted. Afortunadamente, su automóvil autónomo vio este vehículo mucho antes de que entrara en su línea de visión y redujo la velocidad para evitar un choque. Esto puede parecer mágico, pero una técnica novedosa desarrollada en Caltech podría acercarlo a la realidad.

Con la llegada de vehículos autónomos, naves espaciales avanzadas y otras tecnologías que dependen de sensores para la navegación, existe una necesidad cada vez mayor de tecnologías avanzadas que puedan buscar obstáculos, peatones u otros objetos. Pero, ¿y si algo está escondido detrás de otro objeto?

En un artículo publicado recientemente en la revista Nature Photonics , los investigadores de Caltech y sus colegas describen un nuevo método que esencialmente transforma las superficies cercanas en lentes que se pueden usar para obtener imágenes indirectas de objetos previamente oscurecidos.

La tecnología, desarrollada en el laboratorio de Changhuei Yang, Thomas G. Myers Profesor de Ingeniería Eléctrica, Bioingeniería e Ingeniería Médica; e investigador del Heritage Medical Research Institute, es una forma de detección sin línea de visión (NLOS), o detección que detecta un objeto de interés fuera de la línea de visión del espectador. El nuevo método, denominado UNCOVER, hace esto mediante el uso de superficies planas cercanas, como paredes, como una lente para ver claramente el objeto oculto.

La tecnología de imágenes NLOS más actual detectará la luz de un objeto oculto que se refleja pasivamente en una superficie como una pared. Sin embargo, debido a que las superficies, como las paredes, dispersan predominantemente la luz, las técnicas no producen imágenes claras. Los métodos de imágenes computacionales se pueden utilizar para extraer información de la luz dispersa y mejorar la claridad de la imagen, pero no pueden generar imágenes de alta resolución.

UNCOVER, sin embargo, contrarresta directamente la dispersión mediante el uso de la tecnología de formación de frente de onda. Anteriormente, la formación de frente de onda no era viable porque requiere el uso de una estrella guía, una fuente de luz puntual aproximada que permite deducir los detalles del objeto oculto.

"Sabemos que las lentes reflejan un punto sobre otro punto. Si está mirando a través de una 'lente' defectuosa con superficies mate, la imagen de un punto ahora está borrosa y la luz se esparce por todos lados, pero puede esmerilar y pulir la superficie mate para llevar la luz a la posición correcta", explica el estudiante graduado de ingeniería eléctrica Ruizhi Cao, el primer autor de Nature Photonics papel. "Así es como una estrella guía te ayuda en principio:nos dice dónde están los pequeños bultos, para que sepamos cómo pulir correctamente la superficie".

Yang y sus colegas descubrieron que el objeto oculto en sí mismo podría usarse como estrella guía. El resultado es un método de imagen NLOS que vuelve a juntar la luz dispersa en una imagen clara del objeto oculto.

Según Cao, el método de generación de imágenes podría ser útil para la conducción autónoma, misiones de rescate y otras misiones relacionadas con la teledetección. En el caso de la conducción autónoma, Cao dice:"Podemos ver todo el tráfico en los cruces con este método. Esto podría ayudar a los autos a prever el peligro potencial que uno no puede ver directamente".

El uso de UNCOVER podría permitir que los automóviles vean tan bien como los humanos, pero también que los humanos se conviertan en mejores conductores. Mientras que un conductor humano podría detectar a un peatón imprudente próximo a unos metros de distancia, un automóvil autónomo equipado con la tecnología UNCOVER podría detectar tal instancia en el siguiente bloque, siempre que las condiciones de imagen sean óptimas.

Las imágenes de UNCOVER también podrían resultar útiles más allá de la Tierra; por ejemplo, en futuras misiones robóticas para explorar Marte, dice Cao:"Contamos con los rovers para tomar imágenes de otro planeta para ayudarnos a desarrollar una mejor comprensión de ese planeta. Sin embargo, para esos rovers, algunos lugares pueden ser difíciles de alcanzar debido a los recursos y la energía limitados. Con la técnica de imágenes sin línea de visión, no necesitamos el rover en sí mismo para hacer eso. Lo que se necesita es encontrar un lugar donde la luz puede llegar."

La Fotónica de la Naturaleza el artículo se titula "Imágenes de alta resolución sin línea de visión empleando enfoque activo". Otros coautores incluyen a Frederic de Goumoens, Baptiste Blochet y Jian Xu. + Explora más

Nuevo método de imágenes revela objetos ocultos