Científicos de la Universidad de Princeton, en Washington, han creado una cámara del tamaño de un grano de sal que podría ayudar en procedimientos médicos que requieran la recolección de imágenes dentro del cuerpo, incluido las imágenes cerebrales. Los expertos visionan que en un futuro, las cámaras puedan esparcirse como “polvo” óptico sobre las superficies.
El estudio publicado en Nature en noviembre de 2021 presenta una cámara capaz de producir imágenes nítidas, 500 mil veces más grande en volumen. Sin embargo, estas cámaras no son como las que tenemos en nuestro celulares o computadores, sino finos receptores de luz aplicados a una metasuperficie.
Las cámaras tradicionales requieren lentes curvas de vidrio o plástico para enfocar los rayos de luz, pero el sistema de estas funciona diferente, pues se basa en una tecnología llamada metasuperficie, que mide medio milímetro de ancho y está salpicada de alrededor de 1.6 millones de postes cilíndricos, que tienen el tamaño de un virus de VIH.
Estos postes funcionan como unas “nano antenas”, que pueden capturar la luz y volverla a emitir. De hecho, este tipo de cámaras ya se han fabricado antes, aunque con resultados deficientes. La gran innovación del equipo de Princeton está en el diseño integrado de una superficie óptica y los algoritmos del procesamiento de la imagen, combinado con el aprendizaje automático. Los investigadores lo llaman “nanoóptica neuronal”.
Ethan Tseng, maestro en Ciencias de la Computación y codirector del estudio, expresó que diseñar y configurar las nanoestructuras para que hagan lo que uno quiere fue un gran desafío. Para ello, Shane Colbur, otro de los autores, creó un simulador con el fin de automatizar las pruebas de las configuraciones de las microantenas y dar con el diseño óptimo que permita ser eficiente con las capacidades de la generación de imágenes en las metasuperficies.
Aunque el enfoque del diseño óptico no es nuevo, este es el primer sistema que utiliza una tecnología óptica de superficie en la parte delantera y un procesamiento neuronal en la parte posterior.
—Joseph Mait, consultor de Mait-Optik, ex investigador científico y jefe del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU.
Actualmente, estas cámaras pueden capturar imágenes y procesarlas, pues, aunque las fotografías no son como las que podemos ver en las revistas, han pasado por grandes procesos científicos para encontrar una buena definición, considerando que el receptor es del tamaño de un grano de sal. A pesar de que el camino en el desarrollo de estos dispositivos aun es largo, es prometedor.
Podríamos convertir superficies individuales en cámaras con resolución ultra alta, por lo que ya no necesitarías tres cámaras en la parte posterior de tu teléfono, sino que toda la parte posterior de tu teléfono se convertiría en una cámara gigante. Podemos pensar en formas completamente diferentes de construir dispositivos en el futuro.
—Felix Heide, autor principal del estudio
