Cómo los científicos usan equipos ordinarios para revelar una imagen oculta basada en su sombra
Cómo los científicos usan equipos ordinarios para revelar una imagen oculta basada en su sombra
.
Esta es una historia de ciencia interna.
Las sombras están en todas partes. Algunos pueden parecer burbujas sin forma, pero los investigadores ahora están mostrando que incluso las formas indistintas podrían revelar lo que está oculto a la vuelta de la esquina, sin necesidad de equipo de lujo.
Al usar una cámara digital ordinaria y una computadora para analizar una sombra que se refleja en una pared blanca normal, los investigadores pueden reconstruir una escena que está escondida de la línea de visión de la cámara. El nuevo experimento, publicado el miércoles en Naturaleza, es lo último en una esfuerzo creciente para desarrollar formas de ver a la vuelta de las esquinas: tecnología que algún día podría ser útil para todo, desde autos que manejan autos e imágenes médicas hasta monitorear entornos peligrosos y realizar reconocimientos militares.
Esta capacidad de ver alrededor de las esquinas no es nueva. Pero mientras que otros métodos requieren costosos láseres y sistemas de detección de luz, la nueva técnica utiliza equipos que los consumidores comunes podrían comprar.
"No necesita miles de dólares en equipos para obtener imágenes sin línea de visión", dijo Vivek Goyal, ingeniero eléctrico de la Universidad de Boston y uno de los tres autores del nuevo artículo.
La forma en que los investigadores intentan ver a la vuelta de las esquinas es similar a cómo las tripulaciones de submarinos usan periscopios para ver sobre el agua. La diferencia es que en lugar de los espejos del periscopio, que reflejan una imagen nítida, hay una pared que dispersa la luz, que generalmente produce un brillo difuso. Lo ideal sería tomar esa luz dispersa, averiguar de dónde provenía cada rayo y reconstruir la imagen reflejada.
Pero al igual que Humpty Dumpty, es casi imposible volver a armar una imagen tan dispersa.
Resulta que un truco consiste en examinar las sombras que el objeto oculto puede proyectar. "Vemos sombras a nuestro alrededor todo el tiempo", dijo Goyal. "Pero no pensamos en cómo podemos extraer información de esas sombras".
Goyal, y los ingenieros Charles Saunders y John Murray-Bruce, también en la Universidad de Boston, usaron una pantalla LCD para mostrar varias imágenes de dibujos animados iluminadas. Luego colocaron una pequeña hoja rectangular frente a la pantalla, proyectando una sombra sobre una pared blanca mate. A un lado estaba una cámara digital, que no podía ver la pantalla LCD pero podía tomar imágenes de la sombra en la pared.
"Lo mejor es que una pared realmente se puede usar como espejo", dijo Goyal.
Lo que es crucial es que la sombra no es una sombra completa. Es una sombra parcial, llamada penumbra, en la que parte de la luz de la pantalla llega a la pared, mientras que el resto está bloqueado por el rectángulo.
Cada punto en la penumbra contiene luz que se originó en una parte diferente de la imagen. Por ejemplo, una de las imágenes del experimento era una caricatura con una gorra de béisbol. En una parte de la penumbra, la luz puede haberse originado en la punta del borde de la gorra, mientras que en otra parte la luz puede provenir de la oreja de la cara.
Mediante el uso de un algoritmo de computadora para analizar una imagen de la penumbra, los investigadores pudieron examinar cada píxel para ver qué luz estaba bloqueada, qué se logró y de dónde provenía esa luz. El algoritmo combina toda esa información para reconstruir la imagen de la caricatura, convirtiendo una mancha oscura difusa en una imagen colorida cerca del original.
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=zrZ70qYnWmw&w=789&h=444]
"Los resultados parecen increíbles", dijo Gordon Wetzstein, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Stanford que no participó en el estudio. "Realmente no he visto resultados a todo color con esta calidad".
Wetzstein formó parte de un enfoque anterior que produjo una imagen reconstruida monocromática de un objeto oculto. Como parte de el experimento, los investigadores rebotaron rayos láser en una pared y hacia una figura de conejo tridimensional. La luz se dispersó, y parte de ella se reflejó de nuevo desde la pared y hacia el láser. Allí, un detector capturó la luz reflejada, que se podía juntar para formar una imagen del conejo. En lugar de tratar de dar sentido a la luz difusa y dispersa, este método rastrea las trayectorias y los tiempos de viaje de los rayos láser, produciendo una imagen más nítida, aunque en un solo tono.
Si bien ambas técnicas aún están lejos de ser aplicadas comercialmente, el hecho de que el nuevo experimento utilice instrumentos comunes empuja la investigación más en esa dirección, dijo Wetzstein. "Ese es un gran paso para hacer que las técnicas como crear imágenes de objetos ocultos sean más prácticas con el hardware convencional en lugar de confiar en equipos especializados".
Los investigadores aún tienen mucho por hacer antes de que esta técnica pueda, por ejemplo, ayudar a los autos sin conductor del futuro a anticipar los peligros que acechan en las sombras. El método aún requiere una configuración de laboratorio, y solo funciona si el contraste entre la penumbra y el fondo es lo suficientemente alto. Los investigadores ahora están trabajando en un enfoque híbrido que combina su técnica basada en la sombra con otros métodos basados en láser, dijo Goyal.
Pero el hecho de que cualquiera de estos métodos funcione y que podamos ver alrededor de las esquinas es sorprendente, dijo Wetzstein. "No hubiera pensado que fuera posible".
Dentro de la ciencia es un servicio de noticias de periodismo impreso, electrónico y de video sin fines de lucro, editorialmente independiente, propiedad y está operado por el American Institute of Physics.
FUENTE ORIGINAL DEL ARTICULO LOS MEJORES SITIOS WEB DE NOTICIAS https://www.beviral.online
Comentarios
Publicar un comentario