Jueves, 26 abril 2012
Ingeniería

Captar imágenes usando casi cualquier superficie como si fuese un espejo

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Valiéndose de espejos, un periscopio permite que la luz circule por un tubo doblado y se pueda contemplar algo sin tener que estar mirándolo de frente. Ahora, un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema que es parecido al periscopio en algunos aspectos, pero que permite captar imágenes usando casi cualquier superficie como si fuese un espejo. Con este sistema, basta tener a la vista una porción de una habitación, para poder obtener a partir de esa porción una imagen del interior completo de la sala.

Este asombroso sistema puede valerse de superficies tales como paredes y suelos para usarlas a modo de espejos y detectar reflejada en ellos la luz proveniente de las partes de la habitación que no son visibles directamente.

Los investigadores, usando su sistema, han logrado obtener imágenes 3D que, aunque borrosas, son reconocibles, y en las que se identifican una estatuilla de madera y otros objetos pequeños, que estaban fuera del campo visual situado ante la cámara.

El principio en el que se basa el sistema es en esencia el mismo del periscopio. Pero en vez de usar espejos dispuestos en ciertos ángulos para redirigir la luz, el sistema usa paredes, puertas o suelos comunes, superficies que por regla general no son consideradas reflectoras.

El sistema se vale de pulsos láser extremadamente breves; tanto que la duración de estos destellos de luz se mide en milbillonésimas de segundo. Para observar partes de una habitación que no están a la vista, el sistema puede emitir destellos láser de femtosegundos contra la pared opuesta a la entrada. La luz se reflejaría en la pared y rebotaría por la habitación, para luego salir de ella e incidir finalmente sobre un detector que puede realizar mediciones cada pocos picosegundos, o billonésimas de segundo. Como los destellos de luz son muy cortos, el sistema puede medir cuán lejos han viajado midiendo el tiempo que tardan en llegar al detector.

El sistema ejecuta este procedimiento varias veces, haciendo rebotar la luz sobre varios puntos diferentes de la pared, para que entre a la habitación bajo diferentes ángulos. El detector también mide la luz que regresa a diferentes ángulos. Comparando cuándo la luz que regresa incide sobre diferentes partes del detector, los algoritmos del sistema pueden ensamblar una imagen bastante detallada de la geometría de la habitación.

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La investigación podría a la postre conducir a sistemas de obtención de imágenes que permitan al personal de los servicios de emergencia examinar entornos peligrosos antes de decidir si entrar o no en ellos, como por ejemplo en el caso de bomberos que buscan personas en edificios en llamas, o en el de policías que quieren saber si caerán en una emboscada si se adentran en una habitación. También serviría para mejorar las maniobras de vehículos ante esquinas con mala visibilidad. Y, en dispositivos médicos endoscópicos, podría permitir obtener imágenes de rincones del interior del cuerpo humano difícilmente observables de manera directa.

Como en otros avances pioneros, la cámara ahora demostrada era sólo ciencia-ficción años atrás. De hecho, hace sólo cuatro años, cuando Ramesh Raskar del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), principal impulsor de esta cámara, planteó el concepto, muchos científicos tacharon de ridícula su idea.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Moungi Bawendi y Otkrist Gupta del MIT, Andreas Velten (ahora en la Universidad de Wisconsin en Madison), Thomas Willwacher de la Universidad de Harvard, y Ashok Veeraraghavan de la Universidad Rice, en Estados Unidos todas estas instituciones.

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