Suena como algo salido de Star Trek: el médico apunta con una cámara a su pecho y una computadora genera un holograma de su corazón y vasos sanguíneos. Ella amplía la imagen y echa un vistazo a algunos de sus capilares más pequeños, cada uno bellamente representado con detalles submilimétricos.
Pero gracias a un equipo de la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern, es posible que pronto sea una realidad. Han creado un prototipo de tecnología capaz de ver en las esquinas y a través de todo, desde la niebla hasta el cráneo humano. Sus resultados se publican en la revista Nature Communications.
“Es como si pudiéramos colocar una cámara computacional virtual en cada superficie remota para ver el mundo desde la perspectiva de la superficie”, explicó Florian Willomitzer, primer autor del estudio. “Esta técnica convierte las paredes en espejos”.
Esta es el área de la ciencia conocida como imágenes sin visibilidad directa (NLoS) y, en la era de los autos autónomos y los avances médicos de vanguardia, es una gran noticia. Funcionan, en términos extremadamente simplificados, utilizando una especie de sonar visual: envían un pulso de luz y miden cuánto ha cambiado para cuando vuelve.
“Si puede capturar todo el campo de luz de un objeto en un holograma, entonces puede reconstruir la forma tridimensional del objeto en su totalidad”, explicó Willomitzer. “Hacemos esta imagen holográfica a la vuelta de una esquina o mediante dispersores, con ondas sintéticas en lugar de ondas de luz normales”.
La técnica utiliza lo que los investigadores llaman una onda de luz “sintética”, creada al fusionar dos láseres con diferentes longitudes de onda. Esta onda de luz golpea el objeto de interés y se dispersa de modo que, en circunstancias normales, no podríamos verlo. Eso puede deberse a que está a la vuelta de una esquina, detrás de una pared de niebla o dentro de nuestro cuerpo; desde una perspectiva de ingeniería, todo es básicamente la misma pregunta, explicó Willomitzer.
“Si alguna vez ha intentado hacer brillar una linterna a través de su mano, entonces ha experimentado este fenómeno”, dijo Willomitzer. “Ves un punto brillante en el otro lado de tu mano, pero, teóricamente, debería haber una sombra proyectada por tus huesos, revelando la estructura de los huesos. En cambio, la luz que pasa por los huesos se dispersa dentro del tejido en todas las direcciones, borrando por completo la imagen de la sombra “.
Está lejos de ser el primer intento de los investigadores por desarrollar técnicas NLoS, pero las tecnologías actuales siempre se han topado con algunos obstáculos: imágenes de baja resolución, largos tiempos de procesamiento y varias restricciones técnicas de tamaño; los métodos existentes a menudo necesitan áreas muy grandes para trabajar en , o dar solo campos de visión extremadamente limitados. Además de eso, usar solo una fuente de luz conlleva sus propios problemas: después de todo, la luz, es famosa, es extremadamente rápida.
“Nada es más rápido que la velocidad de la luz, por lo que si desea medir el tiempo de viaje de la luz con alta precisión, entonces necesita detectores extremadamente rápidos”, dijo Willomitzer. “Estos detectores pueden ser terriblemente caros”.
Pero el uso de dos longitudes de onda diferentes en lugar de una permite que el prototipo funcione sin detectores y fuentes de luz ultrarrápidas, pero también da como resultado una imagen rápida de alta resolución con un amplio campo de visión.
“Se pone mejor”, agregó Willomitzer, “ya que la técnica también puede funcionar de noche y en condiciones de niebla”.
Aunque Willomitzer tiene claro que “todavía queda un largo camino por recorrer” antes de que esta tecnología aparezca en la vida cotidiana, está seguro de que “llegará”. Y aunque sus aplicaciones para la conducción y las imágenes médicas son claras, dice que el potencial de la tecnología tiene un alcance mucho más amplio de lo que pensamos.
“Nuestra tecnología marcará el comienzo de una nueva ola de capacidades de imágenes”, dijo. “Nuestros prototipos de sensores actuales utilizan luz visible o infrarroja, pero el principio es universal y podría extenderse a otras longitudes de onda. Por ejemplo, el mismo método podría aplicarse a las ondas de radio para la exploración espacial o la obtención de imágenes acústicas bajo el agua ”.
“Se puede aplicar a muchas áreas y solo hemos rayado la superficie”, agregó.
Con información de IFL Science
