por Pablo Javier Piacente
14 Septiembre 2020
del Sitio Web Tendencias21

Una reconstrucci�n tridimensional

de la letra reflectante "S",

como se ve a trav�s de la espuma

de 1 pulgada de espesor.

Foto: Stanford Computational Imaging Lab.


Un nuevo sistema de visi�n reconstruye los movimientos de part�culas individuales de luz con la ayuda de un algoritmo, logrando ver a trav�s de las nubes, la niebla y otras estructuras.

Los cient�ficos destacan que para el ojo humano es como ver a trav�s de las paredes.

Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un innovador sistema de visi�n que logra reconstruir escenas tridimensionales ocultas gracias al movimiento de fotones o part�culas elementales de luz.

Podr�a ser de gran utilidad para la conducci�n de veh�culos aut�nomos en situaciones de niebla o lluvia intensa, o incluso para mejorar la visualizaci�n de im�genes satelitales en entornos brumosos.

En un comunicado, los especialistas resaltaron que este mecanismo corre la frontera de aquello que puede lograrse con cualquier sistema de visi�n.

"Es como una visi�n sobrehumana", destaca Gordon Wetzstein, autor principal del estudio.

Aunque muchos sistemas trabajan para mejorar im�genes borrosas o de compleja definici�n, el nuevo desarrollo de los cient�ficos estadounidenses,

"hace visible lo invisible".

El sistema emplea un software especialmente creado con este prop�sito, que trabaja integrado a un algoritmo para poder reconstruir de forma tridimensional los objetos ocultos en las im�genes.

Para hacerlo, requiere algunos datos de ubicaci�n y unos pocos fotones como informaci�n.

Con el objetivo de ver en entornos que dispersan la luz en m�ltiples direcciones, el sistema empareja un l�ser con un detector de fotones de extrema sensibilidad.

El l�ser escanea la estructura que obstruye la visi�n, como por ejemplo una pared de espuma, pero en alg�n momento uno de los fotones en acci�n atravesar� la espuma y rebotar� en los objetos ocultos que se quieren visualizar.

Posteriormente, el fot�n pasar� nuevamente a trav�s de la espuma, pero en esta ocasi�n en sentido contrario, y llegar� al detector que posee el sistema.

Es entonces cuando el software y el algoritmo entran en acci�n, decodificando la informaci�n aportada por el fot�n o part�cula elemental de luz.

Al terminar su trabajo, ofrecer�n una reconstrucci�n de los objetos ocultos que se podr� visualizar en tres dimensiones.


Caracter�sticas �nicas

Los investigadores resaltaron que esta t�cnica complementa otros sistemas de visi�n que logran resultados similares al ver a trav�s de estructuras y barreras visuales que parecen inexpugnables, pero que en realidad lo hacen a una escala microsc�pica, generalmente para aplicaciones en medicina.

El nuevo sistema, en cambio, se orienta a situaciones a gran escala, como pueden ser la conducci�n de veh�culos aut�nomos en situaciones de abundante niebla o intensa lluvia.

Tambi�n se cree que puede ser operativo para optimizar la visualizaci�n de im�genes satelitales de la superficie de la Tierra o de otros planetas, que presentan una atm�sfera brumosa que dificulta la visi�n.

La infraestructura requerida para desarrollar el nuevo sistema no es demasiado compleja.

Solamente se emplearon algunos componentes de hardware un poco m�s avanzados que aquellos que pueden encontrarse actualmente en los autom�viles aut�nomos, con la finalidad de lograr una buena respuesta del software y del algoritmo.

Dependiendo de la luminosidad que despidan los objetos ocultos a visualizar, el escaneo se demora entre un minuto y una hora, por lo menos en la fase de pruebas del dispositivo.

Una ventaja extra es que el algoritmo reconstruye la escena oculta en tiempo real, y adem�s la aplicaci�n se puede ejecutar en un ordenador port�til de medianas prestaciones.


Referencia

Three-dimensional imaging through scattering media based on confocal diffuse tomography - Lindell, D.B., Wetzstein, G. Nature Communications (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-18346-3