Construyen una cámara de alta resolución del tamaño de un grano de sal

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Construyen cámara del tamaño de un grano de sal El Tecolote Diario

Un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Washington ha anunciado el desarrollo de una cámara a todo color de alta resolución del tamaño de un grano de sal, una que “será la próxima generación de tecnología de metasuperficie”.

El enfoque no es nuevo, de hecho, en el pasado ya se había intentado el desarrollo de cámaras diminutas que tenían el potencial de detectar problemas en el cuerpo humano y ayudar a los científicos y profesionales médicos a tratar diversas enfermedades. El problema era que solo habían podido producir imágenes borrosas y distorsionadas con campos limitados de vista.

Según explican los investigadores que han desarrollado la nueva cámara:

Si bien existen sensores con píxeles submicrónicos, las limitaciones fundamentales de la óptica convencional han prohibido una mayor miniaturización. Los sistemas de imágenes tradicionales consisten en una cascada de elementos refractivos que corrigen las aberraciones, y estos lentes voluminosos imponen un límite más bajo en la huella de la cámara. Otra barrera fundamental es la dificultad de reducir la distancia focal, ya que esto induce mayores aberraciones cromáticas.

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En el trabajo publicado en Nature aseguran que han superado tales limitaciones, y que fueron capaces de producir lo que describen como fotografías “nítidas” a todo color que están “a la par” con una cámara compuesta convencional que es 500.000 veces más grande. El equipo ha denominado a la nueva cámara un sistema de “nanoóptica neuronal”.

Hablamos de una cámara de tan solo medio milímetro de ancho que puede producir fotografías como una cámara con una lente muchísimo más grande en volumen. Un avance tecnológico que, como decíamos, podría usarse para encontrar problemas médicos o como un aparato sensor para robots extremadamente pequeños.

Para ello, la cámara funciona gracias a algo llamado metasuperficie. Este material está recubierto con 1,6 millones de postes cilíndricos, cada uno del “tamaño de una partícula de virus de inmunodeficiencia humana (VIH)“. Cada cilindro funciona como una antena óptica y tiene un diseño preciso. Sin esto, la cámara no podría captar correctamente toda la luz reflejada por un objeto.

Luego, una vez que la luz está en la metasuperficie, alcanza una superficie óptica integrada y luego es procesada por un algoritmo de proceso de señal. Toda la configuración se conoce como Neural Nano-Optics y es un importante paso adelante con respecto a las cámaras de tamaño micro de última generación anteriores.

Según el coautor principal Ethan Tseng, investigador graduado de Princeton:

Ha sido un desafío diseñar y configurar estas pequeñas microestructuras. Para esta tarea específica de capturar imágenes RGB de gran campo de visión, anteriormente no estaba claro cómo codiseñar los millones de nanoestructuras junto con algoritmos de posprocesamiento.

Los investigadores ahora están trabajando para agregar más capacidades computacionales a la cámara, y más allá de mejorar la calidad de la imagen, les gustaría agregar la capacidad de detección de objetos, lo cual sería tremendamente relevante en medicina y robótica.

Cámara del tamaño de un grano de sal

Con información de Gizmodo

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