Un cámara holográfica permite sacar fotos en las que se ve detrás de las esquinas y los órganos dentro del cuerpo

Los científicos de la Universidad de Northwestern (Illinois, EE.UU.) han desarrollado una nueva tecnología holográfica que permite ver lo invisible en imágenes obtenidas por una cámara, como por ejemplo los objetos que se encuentran detrás de una esquina, entre la niebla o bajo la piel de las personas o incluso, potencialmente el cráneo humano.

Llamado holografía de longitud de onda sintética, el nuevo método funciona mediante la dispersión indirecta de luz coherente sobre objetos ocultos, que luego se dispersa nuevamente y viaja de regreso a una cámara. A partir de ahí, un algoritmo reconstruye la señal de luz dispersa para revelar los objetos ocultos. Debido a su alta resolución temporal, el método también tiene el potencial de obtener imágenes de objetos que se mueven rápidamente, como el corazón que late a través del pecho o los autos a toda velocidad en una esquina.

El campo de investigación relativamente nuevo de los objetos de imágenes detrás de las oclusiones o los medios de dispersión se llama imágenes sin línea de visión (NLoS). En comparación con las tecnologías de imágenes NLoS relacionadas, el método Northwestern puede capturar rápidamente imágenes de campo completo de grandes áreas con precisión submilimétrica. Con este nivel de resolución, la cámara computacional podría potencialmente obtener imágenes a través de la piel para ver incluso los capilares más pequeños en funcionamiento.

Si bien el método tiene un potencial obvio para la obtención de imágenes médicas no invasivas, los sistemas de navegación de alerta temprana para automóviles y la inspección industrial en espacios reducidos, los investigadores creen que las aplicaciones potenciales son infinitas.

“Nuestra tecnología marcará el comienzo de una nueva ola de capacidades de imágenes”, dijo Florian Willomitzer de Northwestern, autor principal del estudio.

“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 arañado la superficie”, agrega.

El desarrollo de este método estuvo auspiciado por la agencia DARPA, que pertenece al Departamento de Defensa de los Estados Unidos, pero en el comunicado de la universidad no se especifica como el uso de la tecnología podría implementarse para combate o misiones militares.

Para explicar mejor la nueva tecnología, Willomitzer dice que hay que imaginar hacer pasar la luz a través de la palma de la mano.

“Si alguna vez usted ha intentado hacer brillar una linterna a través de su mano, entonces ha puesto a prueba este fenómeno”, dijo Willomitzer. Aunque parte del brillo de la linterna se percibe al otro lado, parecería que, “teóricamente, debería proyectarse también la sombra de los huesos”. “Sin embargo, la luz que pasa por los huesos se desparrama dentro del tejido en todas las direcciones, borrando por completo la imagen de la sombra”, añadió.

El objetivo, entonces, es interceptar la luz dispersa para reconstruir la información inherente sobre su tiempo de viaje para revelar el objeto oculto. Pero eso presenta su propio desafío.

“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”.

Para eliminar la necesidad de detectores rápidos, Willomitzer y sus colegas fusionaron ondas de luz de dos láseres para generar una onda de luz sintética que se puede adaptar específicamente a imágenes holográficas en diferentes escenarios de dispersión.

El estudio fue publicado el 17 de noviembre en la revista Nature Communications.

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