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Este láser puede exponer todo lo que hay en una habitación

Este láser puede exponer todo lo que hay en una habitación


Imagen para el artículo titulado Un solo láser disparado a través de un agujero puede exponer todo lo que hay dentro de una habitación

Poder ver el interior de una habitación cerrada era una habilidad que antes estaba reservada para los superhéroes. Pero los investigadores del Laboratorio de Imágenes Computacionales de Stanford han ampliado una técnica llamada imágenes sin línea de visión para que un solo punto de luz láser que ingrese a una habitación pueda usarse para ver qué objetos físicos podrían estar adentro.

Las imágenes sin línea de visión (NLOS, para abreviar) no son de ninguna manera una idea nueva. Es una técnica inteligente que se ha perfeccionado en los laboratorios de investigación a lo largo de los años para crear cámaras que pueden ver notablemente alrededor de las esquinas y generar imágenes de objetos que de otro modo no estarían en el campo de visión de la cámara o que están bloqueados por una serie de obstáculos. Anteriormente, la técnica ha aprovechado superficies planas como pisos o paredes que están en la línea de visión tanto de la cámara como del objeto obstruido. Una serie de pulsos de luz que se originan en la cámara, generalmente de láseres, rebotan en estas superficies y luego rebotan en el objeto oculto antes de finalmente regresar a los sensores de la cámara. Luego, los algoritmos usan la información sobre cuánto tiempo tardaron estos reflejos en regresar para generar una imagen de lo que la cámara no puede ver. Los resultados no son de alta resolución, pero suelen ser lo suficientemente detallados como para determinar fácilmente cuál es el objeto en cuestión.

Es una técnica increíblemente inteligente, y algún día podría ser una tecnología muy útil para dispositivos como autos autónomos que potencialmente podrían detectar peligros potenciales escondidos en las esquinas mucho antes de que sean visibles para los pasajeros en un vehículo, mejorando la seguridad y evitando obstáculos. Pero las técnicas actuales de NLOS tienen una gran limitación: dependen de una gran superficie reflectante donde se pueden medir los reflejos de luz provenientes de un objeto oculto. Tratar de imaginar lo que hay dentro de una habitación cerrada desde el exterior es casi imposible, o al menos lo era hasta ahora.

La técnica de imagen de ojo de cerradura, desarrollada por investigadores del Laboratorio de Imágenes Computacionales de la Universidad de Stanford, se llama así porque todo lo que se necesitas para ver lo que hay dentro de una habitación cerrada es un pequeño agujero (como un ojo de cerradura o una mirilla) lo suficientemente grande como para que un rayo láser atraviese, creando un solo punto de luz en una pared interior. Al igual que en experimentos anteriores, la luz láser rebota en una pared, un objeto en la habitación y luego en la pared nuevamente, con innumerables fotones que finalmente se reflejan a través del orificio y hacia la cámara que utiliza un fotodetector de avalancha de fotón único para medir el momento de su regreso.

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Cuando un objeto oculto en la habitación es estático, la nueva técnica de imagen de ojo de cerradura simplemente no puede calcular lo que está viendo. Pero los investigadores han descubierto que un objeto en movimiento emparejado con pulsos de luz de un láser genera suficientes datos utilizables durante un largo período de tiempo de exposición para que un algoritmo cree una imagen de lo que está viendo. La calidad de los resultados es incluso peor que con las técnicas NLOS anteriores, pero aún proporciona suficientes detalles para hacer una suposición fundamentada sobre el tamaño y la forma del objeto oculto. Un maniquí de madera termina pareciendo un ángel fantasmal, pero cuando se combina con una IA de reconocimiento de imágenes debidamente entrenada, determinar que un humano (o un objeto con forma humana) estaba en la habitación parece muy factible.

La investigación podría algún día proporcionar una forma para que la policía o el ejército evalúen los riesgos de ingresar a una habitación antes de romper la puerta y entrar por asalto, usando nada más que una pequeña grieta en la pared o un espacio alrededor de una ventana o entrada. La nueva técnica también podría proporcionar nuevas técnicas para que los sistemas de navegación autónomos detecten peligros ocultos mucho antes de que se conviertan en una amenaza en situaciones en las que las técnicas NLOS anteriores no eran prácticas dado el entorno.



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