Mucha gente está familiarizada con los sistemas de reconocimiento facial que desbloquean smartphones y consolas de juegos o permiten el acceso a nuestras cuentas bancarias online. Pero la tecnología actual puede requerir lentes y proyectores cuadrados. Ahora, los investigadores informan en Nano Letters un sistema de imágenes de superficies 3D más elegante con una óptica más plana y simplificada. En demostraciones de prueba de concepto, el nuevo sistema reconoció el rostro del David de Miguel Ángel tan bien como un sistema de teléfono inteligente existente.
Las imágenes de superficies en 3D son una herramienta común utilizada en el reconocimiento facial de teléfonos inteligentes, así como en la visión por computadora y la conducción autónoma. Estos sistemas suelen constar de un proyector de puntos que contiene varios componentes:un láser, lentes, una guía de luz y un elemento óptico difractivo (DOE).
El DOE es un tipo especial de lente que divide el rayo láser en una serie de aproximadamente 32.000 puntos infrarrojos. Entonces, cuando una persona mira una pantalla bloqueada, el sistema de reconocimiento facial proyecta una serie de puntos en la mayor parte de su rostro y la cámara del dispositivo lee el patrón creado para confirmar la identidad. Sin embargo, los sistemas de proyectores de puntos son relativamente grandes para dispositivos pequeños como los teléfonos inteligentes. Entonces, Yu-Heng Hong, Hao-Chung Kuo, Yao-Wei Huang y sus colegas se propusieron desarrollar un sistema de reconocimiento facial más compacto que sería casi plano y requeriría menos energía para funcionar.
Para hacer esto, los investigadores reemplazaron un proyector de puntos tradicional con un láser de baja potencia y una superficie plana de arseniuro de galio, reduciendo significativamente el tamaño y el consumo de energía del dispositivo de imágenes. Grabaron la parte superior de esta delgada superficie metálica con un patrón de nanopilares, que crea una metasuperficie que dispersa la luz a medida que pasa a través del material.
En este prototipo, la luz láser de baja potencia se dispersa en 45.700 puntos infrarrojos que se proyectan sobre un objeto o una cara situada delante de la fuente de luz. Al igual que el sistema de proyector de puntos, el nuevo sistema incorpora una cámara para leer los patrones que crearon los puntos infrarrojos.
En las pruebas del prototipo, el sistema identificó con precisión una réplica en 3D del David de Miguel Ángel comparando los patrones de puntos infrarrojos con fotografías en línea de la famosa estatua. En particular, logró esto usando de cinco a 10 veces menos energía y en una plataforma con una superficie aproximadamente 230 veces más pequeña que un sistema de proyector de puntos común. Los investigadores dicen que su prototipo demuestra la utilidad de las metasuperficies para soluciones efectivas de imágenes de baja potencia a pequeña escala para reconocimiento facial, robótica y realidad extendida.
Más información: Wen-Cheng Hsu et al, Luz estructurada basada en metasuperficies y PCSEL para la percepción de profundidad monocular y el reconocimiento facial, Nano Letters (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c05002
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense
