Los científicos acaban de encontrar la forma de que las máquinas vean a través de las nubes y la niebla

Ya sea que se trate de robots que trabajan en un área de desastre, autos autónomos que se mueven por la ciudad o satélites que miran hacia abajo a través del espacio, tener máquinas que pueden ver a través de las nubes, la bruma y la niebla es increíblemente útil, y los científicos pueden haber creado el mejor sistema hasta ahora.

El sistema recientemente desarrollado funciona a través de un algoritmo que mide el movimiento de partículas de luz o fotones individuales, disparados en pulsos rápidos de un láser, y los usa para reconstruir objetos que están oscurecidos u ocultos al ojo humano.

Lo que hace que la técnica sea más especial es la forma en que puede reconstruir la luz que ha sido dispersado y rebotó por la barrera en el camino.

En experimentos, la mira láser pudo ver objetos escondidos detrás de una capa de espuma de 1 pulgada.

(Laboratorio de imágenes computacionales de Stanford)

“Muchas técnicas de imágenes hacen que las imágenes se vean un poco mejor, un poco menos ruidosas, pero esto es realmente algo en lo que hacemos visible lo invisible”. dice el ingeniero eléctrico Gordon Wetzstein, de la Universidad de Stanford.

“Esto realmente está empujando la frontera de lo que puede ser posible con cualquier tipo de sistema de detección. Es como una visión sobrehumana”.

A medida que la luz láser atraviesa la barrera, la espuma, en este estudio, solo unos pocos fotones golpean el objeto que se encuentra detrás y aún menos lo hacen de nuevo. Sin embargo, el algoritmo es lo suficientemente inteligente como para usar esos pequeños bits de información para reconstruir el objeto oculto.

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Oficialmente, se conoce como tomografía confocal difusa, y aunque no es el primer método para mirar a través de barreras como esta, ofrece varias mejoras: puede funcionar sin saber qué tan lejos está el objeto oculto, por ejemplo.

El sistema también puede funcionar sin depender de fotones balísticos, como lo hacen otros enfoques: estos son fotones que pueden viajar hacia y desde el objeto oculto a través de un campo de dispersión, pero sin distorsionarse.

“Estábamos interesados ​​en poder obtener imágenes a través de medios de dispersión sin estas suposiciones y recolectar todos los fotones que se han dispersado para reconstruir la imagen”. dice el ingeniero eléctrico David Lindell, de la Universidad de Stanford.

“Esto hace que nuestro sistema sea especialmente útil para aplicaciones a gran escala, donde habría muy pocos fotones balísticos”.

Aplicaciones a gran escala, como navegar en un automóvil autónomo bajo una lluvia intensa, por ejemplo, o incluso capturar imágenes de la superficie de la Tierra (u otros planetas) a través de la neblina de nubes: aquí hay muchos usos potenciales. Los investigadores están ansiosos por seguir experimentando con más escenarios y más entornos dispersos.

Los sistemas actuales no son particularmente buenos para lidiar con la dispersión de la luz causada por la niebla y la bruma.

LiDAR, por ejemplo, es brillante para detectar objetos que el ojo humano no puede ver, pero comienza a tener problemas cuando la lluvia o la niebla interfieren con sus detallados escaneos láser. Más adelante, este sistema podría solucionar ese problema.

Antes de adelantarnos a nosotros mismos, vale la pena señalar que los escaneos que utilizan este método pueden demorar entre un minuto y una hora, por lo que todavía hay mucha optimización en la que trabajar.

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Dicho esto, recrear un objeto oculto en tres dimensiones que el ojo humano no puede ver es una hazaña enormemente impresionante.

“Estamos entusiasmados de impulsar esto más allá con otros tipos de geometrías de dispersión”, dice Lindell.

“Entonces, no solo los objetos escondidos detrás de una gruesa losa de material, sino los objetos que están incrustados en un material densamente disperso, lo que sería como ver un objeto rodeado de niebla”.

La investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

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