A medida que los robots y los dispositivos continúan dominando nuestra vida cotidiana, cada vez más necesitan ver en 3D, pero como lo demuestra la muesca en su iPhone, las cámaras de detección de profundidad siguen siendo bastante voluminosas. Un nuevo enfoque inspirado en cómo algunas arañas perciben la distancia a su presa podría cambiar eso.
Las arañas saltarinas no tienen espacio en sus pequeñas y peludas cabezas para proyectores de luz estructurados y todo ese tipo de cosas. Sin embargo, tienen que ver a dónde van y qué están agarrando para ser depredadores efectivos. ¿Cómo lo hicieron? Como suele ser el caso con los artrópodos, de una manera súper extraña pero interesante.
En lugar de tener múltiples ojos capturando una imagen ligeramente diferente y tomando señales estéreo de eso, como lo hacemos, cada uno de los ojos de la araña es en sí mismo un sistema de detección de profundidad. Cada ojo tiene varias capas, con retinas transparentes que ven la imagen con diferentes cantidades de desenfoque según la distancia. Los diferentes desenfoques de diferentes ojos y capas se comparan en el pequeño sistema nervioso de la araña y producen una medición precisa de la distancia, utilizando increíblemente poco en la forma de “hardware”.
Los investigadores de Harvard han creado un sistema de lentes de alta tecnología que utiliza un enfoque similar, produciendo la capacidad de detectar la profundidad sin elementos ópticos tradicionales.
Las “metalens” creadas por el profesor de ingeniería eléctrica Federico Capasso y su equipo detectan una imagen entrante como dos imágenes similares con diferentes cantidades de desenfoque, como lo hace el ojo de la araña. Estas imágenes se comparan usando un algoritmo también como el de la araña, al menos en que es muy rápido y eficiente, y el resultado es un pequeño y encantador cálculo de profundidad de imagen completa en tiempo real.
El proceso no solo es eficiente, lo que significa que se puede hacer con muy poco hardware y potencia informática, sino que puede ser extremadamente compacto: el que se usó para este experimento tenía solo 3 milímetros de ancho.
Esto significa que podría incluirse no solo en automóviles autónomos y robots industriales, sino también en pequeños dispositivos, artículos para el hogar inteligente y, por supuesto, teléfonos, probablemente no reemplazará a Face ID, pero es un comienzo.
El artículo que describe el sistema metalens se publicará hoy en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
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