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TECNOLOGÍA. Desarrollan una cámara fotográfica del tamaño de un grano de sal

 

Imagen: Universidad de Princeton

Investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Washington han desarrollado una cámara de solo medio milímetro de ancho que puede producir fotografías como una cámara con una lente 500.000 veces más grande en volumen. 

El avance tecnológico podría usarse para encontrar problemas médicos o como un aparato sensor para robots extremadamente pequeños.

La cámara, descrita en un artículo publicado en  Nature Communications , 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 poste 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.

Una vez que la luz está en la metasuperficie, alcanza una superficie óptica integrada y luego es procesada por un algoritmo de procesamiento 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.

Las cámaras de tamaño micro anteriores limitaban la toma de imágenes en comparación con las nanoópticas neuronales que producen imágenes con la calidad de una lente de cámara compuesta convencional. Imagen: Universidad de Princeton

Para los científicos, ha sido un desafío diseñar y configurar estas pequeñas microestructuras para hacer lo que uno desee, dijo en un comunicado el coautor principal Ethan Tseng, investigador graduado de PrincetonPara 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.

El equipo ahora está buscando expandir las capacidades computacionales de la cámara. No solo quieren seguir mejorando la imagen, sino que también están investigando cómo agregar capacidades para la detección de objetos y otras características que podrían hacer de este un instrumento revolucionario para la medicina y la robótica.

También prevén el uso de generadores de imágenes ultracompactos para crear "superficies como sensores". Es decir, convertir superficies individuales en cámaras que tienen una resolución ultra alta, por lo que ya no necesitaría tres cámaras en la parte posterior de un teléfono, sino que toda la parte posterior del teléfono móvil se convertiría en una cámara gigante. Pensar en diferentes formas de construir estos dispositivos en el futuro .

Más informaciónEthan Tseng, Shane Colburn, James Whitehead, Luocheng Huang, Seung-Hwan Baek, Arka Majumdar, Felix Heide. Neural nano-optics for high-quality thin lens imaging. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-26443-0

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