De acuerdo con un comunicado en Nature Communications, Científicos de la Universidad de Princeton y de la Universidad de Washington en Estados Unidos crearon la cámara más pequeña del mundo capaz de producir imágenes a full color y en alta definición mejor que cualquiera otra.
Las cámaras de tamaño micro tienen un gran potencial para detectar problemas en el cuerpo humano y permitir la detección de robots muy pequeños, sin embargo no se había logrado capturar imágenes de calidad, anteriormente únicamente lograban realizar imágenes borrosas y distorsionadas con campos de visión limitados.
Con este avance tecnológico se ha superado estos obstáculos, con una cámara ultracompacta del tamaño de un grano de sal grueso, habilitado por un diseño conjunto del hardware de la cámara y el procesamiento computacional.
El sistema podría permitir una endoscopia mínimamente invasiva con robots médicos para diagnosticar y tratar enfermedades, y mejorar la obtención de imágenes para otros robots con limitaciones de tamaño y peso. Se podrían usar matrices de miles de cámaras de este tipo para la detección de escena completa, convirtiendo superficies en cámaras.
Felix Heide, autor principal del estudio y profesor asistente de informática y ciencia en Princeton.
Su sistema óptico que se basa en una tecnología llamada Metasuperficie que se puede producir de manera muy similar a un chip de computadora.
Este nuevo sistema puede producir imágenes nítidas a todo color a la par con una lente de cámara compuesta convencional 500.000 veces más grande en volumen, dijeron sus creadores.
Con solo medio milímetro de ancho, la metasuperficie está tachonada con 1,6 millones de postes cilíndricos, cada uno aproximadamente del tamaño del virus de inmunodeficiencia humana (VIH).
Cada poste tiene una geometría única y funciona como una antena óptica. Es necesario variar el diseño de cada poste para dar forma correctamente a todo el frente de onda óptica.
Con la ayuda de algoritmos basados en aprendizaje automático, las interacciones de las publicaciones con la luz se combinan para producir imágenes de la más alta calidad y el campo de visión más amplio para una cámara de metasuperficie a todo color desarrollada hasta la fecha.
Una innovación clave en la creación de la cámara fue el diseño integrado de la superficie óptica y los algoritmos de procesamiento de señales que producen la imagen.
Esto impulsó el rendimiento de la cámara en condiciones de luz natural, en contraste con las cámaras de metasuperficie anteriores que requerían la luz láser pura de un laboratorio u otras condiciones ideales para producir imágenes de alta calidad, dijo Felix Heide, autor principal del estudio y profesor asistente de informática y ciencia en Princeton.
El coautor principal, Shane Colburn, abordó este desafío creando un simulador computacional para automatizar las pruebas de diferentes configuraciones de nano antenas. Debido a la cantidad de antenas y la complejidad de sus interacciones con la luz, este tipo de simulación puede usar “cantidades masivas de memoria y tiempo”.
Colburn desarrolló un modelo para aproximar de manera eficiente las capacidades de producción de imágenes de las metasuperficies con suficiente precisión.
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