Una nueva forma de obtener imágenes de objetos ocultos, ideada por un investigador del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y sus colegas, podría quitarle toda la diversión al juego del escondite, pero también podría ayudar a salvar vidas.

Las escenas de imágenes que se encuentran fuera de la línea de visión directa de un observador podrían mejorar enormemente las misiones de búsqueda y rescate, como encontrar a un niño perdido en una fábrica abandonada, así como las operaciones de vigilancia militar y policial, como exponer a un terrorista oculto o un bastión enemigo. La capacidad de ver alrededor de las esquinas y reconstruir una imagen completa de un objeto u obstáculo oculto en tiempo real también podría algún día mejorar la visión robótica y la seguridad y precisión de los automóviles autónomos. (Actualmente, el método prototipo no puede crear una imagen instantáneamente).

La mayoría de los métodos convencionales utilizados para obtener imágenes de objetos detrás de una obstrucción utilizan una fuente externa de luz, por ejemplo, pulsos ultracortos de luz láser visible o infrarroja. La fuente de luz ilumina inicialmente una pared que dispersa la luz en la región oculta. Cuando la luz incide en un objeto oculto, el objeto vuelve a dispersar parte de la luz hacia la pared, donde se puede detectar.

Sin embargo, obtener imágenes de objetos ocultos usando solo luz visible e infrarroja es un desafío. En esas longitudes de onda relativamente cortas, una pared típica, sin importar cuán suave sea al tacto humano, se presenta como una superficie rugosa y dispersa la luz entrante en todas las direcciones. Por lo tanto, revela menos información sobre los objetos que la luz reflejada desde una superficie lisa o reflejada y requiere algoritmos sofisticados y un tiempo de computación significativo para crear incluso una imagen semi-nítida. Además, la iluminación podría alertar a los adversarios de que están bajo vigilancia.

Otros métodos, que no requieren una fuente de luz, analizan las sombras proyectadas por un objeto oculto en una pared o detectan el calor (radiación infrarroja) emitido naturalmente por el cuerpo oculto y dispersado difusamente a la vista. Pero estos enfoques también requieren mucho tiempo de computación y análisis. "Un buen algoritmo y mucha potencia informática podrían extraer una imagen, pero no muy buena", dijo el físico del NIST Erich Grossman.

Grossman y sus colegas basaron su nuevo enfoque en la detección de pequeñas cantidades de radiación de longitud de onda mucho más larga:el rango "submilimétrico" del espectro de luz que se encuentra justo más allá de la radiación de microondas y que las personas y los objetos también emiten naturalmente. En estas longitudes de onda largas e invisibles, que van desde 300 micrómetros hasta 1 milímetro, las paredes hechas de una variedad de materiales parecen relativamente suaves y actúan como espejos parciales, reflejando en lugar de dispersar difusamente a la vista la radiación de un objeto oculto.

Para crear una imagen, la radiación reflejada tiene que ser dirigida y enfocada. A diferencia de la luz visible, la radiación submilimétrica no puede ser dirigida por lentes de vidrio. En cambio, Grossman y sus colegas se basaron en espejos curvos para enfocar la luz invisible.

Al experimentar con su prototipo, Grossman y sus colaboradores de la Universidad de Minnesota Twin Cities en Minneapolis demostraron que podían construir imágenes de objetos escondidos detrás de las paredes en unos 20 minutos.

La técnica prototipo emplea transistores de fosfuro de indio de última generación, que amplifican la radiación submilimétrica con poco ruido en una amplia gama de longitudes de onda. El método no requiere algoritmos complejos ni análisis informáticos intensivos. "Lo bueno de este método es su simplicidad", dijo Grossman. "No hay mecánica cuántica, no hay relatividad, no hay nada criogénico ni nada sofisticado, solo transistores y una computadora básica y espejos", agregó. Todo el aparato es lo suficientemente pequeño como para caber en una mochila.

Con las instalaciones del NIST cerradas durante el pico de la pandemia de COVID-19, Grossman usó su propia casa y convirtió la habitación de su hija, que se había ido a la universidad, en un laboratorio improvisado. El propio Grossman era el cuerpo escondido detrás de una pared.

Probó paredes hechas de una variedad de materiales de construcción comunes para interiores para determinar cuáles reflejaban suficiente radiación submilimétrica para formar una imagen, incluidos paneles de yeso húmedos y secos, madera contrachapada, paneles de madera, bloques de hormigón sin pintar y azulejos de cocina de piedra. Las paredes que reflejaban al menos el 5% de la radiación submilimétrica eran mejores para producir imágenes de cuerpos ocultos. Estos incluyeron paneles de yeso seco, paneles de madera, tablones de vinilo para pisos, madera contrachapada, baldosas de cocina de piedra y tableros de fibra de densidad media.

Con una matriz más grande de detectores y transistores, Grossman dijo que el método debería ser capaz de generar imágenes de objetos ocultos en tiempo real. + Explora más

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