Los científicos de las Universidades de Princeton y de Washington han desarrollado una cámara que tiene el tamaño de un grano de sal pero es capaz de capturar imágenes nítidas y a color. La tecnología podría utilizarse en el ámbito médico y en la industria de los 'smartphones'.
Si bien las cámaras de pequeño tamaño ya se utilizan en endoscopias poco invasivas, capturan imágenes borrosas y de baja calidad y tienen campos de visión limitados. A diferencia de sus predecesores, la nueva nanocámara utiliza las redes neuronales para reconstruir las imágenes.
El sensor de la cámara, bautizado como metasuperficie, tiene el tamaño de tan solo medio milímetro y está equipado con 1,6 millones de postes cilíndricos, cada de los cuales tiene el tamaño del virus de la inmunodeficiencia humana. Dichos postes funcionan como antenas receptoras de luz. El diseño de cada poste varía, lo que permite captar correctamente toda la luz reflejada por un objeto y ampliar el campo de visión del dispositivo.
La nueva cámara es capaz de tomar imágenes comparables con las captadas por lentes hasta 500.000 veces más grandes, pues utiliza algoritmos neuronales para producir imágenes más nítidas. A modo de comparación, las nanocámaras de generaciones anteriores requerían de la luz láser pura de un laboratorio, entre otras condiciones.
"Ha sido un desafío diseñar y configurar estas pequeñas microestructuras para hacer lo que queríamos", explica el investigador Ethan Tseng, de la Universidad de Princeton.
Subraya que "para esta tarea específica de capturar imágenes RGB de gran campo de visión es un desafío, pues hay millones de estas pequeñas microestructuras y no está claro cómo diseñarlas de manera óptima".
Para automatizar las pruebas de las configuraciones de nanoantenas y optimizar aún más la calidad de las imágenes captadas, los autores del estudio crearon un simulador computacional especial. Pero el proceso requiere "grandes cantidades de memoría y tiempo".
La metasuperficie está hecha con el nitruro de silicio, un material similar al vidrio compatible con los métodos de fabricación de semiconductores utilizados para los chips de ordenador.
Ahora los investigadores tienen previsto llevar a cabo más estudios para mejorar las capacidades computacionales de la cámara: en particular, quieren optimizar la calidad de imágenes y agregar la herramienta de detección de objetos. También buscan convertir superficies enteras en cámaras de ultra-alta resolución compuestas por nano cámaras.
"Ya no necesitarás tener tres cámaras en la parte trasera de tu smartphone. Toda la parte trasera se convertirá en una sola cámara gigantesca", explica el principal autor del estudio, Felix Heide.
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