El sistema de visión ve a través de las nubes y la niebla

Utilizando un hardware similar al que permite a los coches autónomos "ver" el mundo que les rodea, los investigadores han desarrollado un sistema que puede ver a través de las nubes y la niebla. Mejoraron el sistema con un algoritmo que puede reconstruir escenas ocultas tridimensionales basándose en el movimiento de partículas individuales de luz o fotones. En las pruebas, el sistema reconstruyó con éxito formas ocultas por espuma de 1" de espesor. Para el ojo humano, es como ver a través de las paredes.

Esta técnica complementa otros sistemas de visión que pueden ver a través de barreras a escala microscópica, para aplicaciones en medicina, porque está más enfocada en situaciones a gran escala, como conducir automóviles autónomos en niebla o lluvia intensa e imágenes satelitales de la superficie de la Tierra. y otros planetas a través de una atmósfera nebulosa.

Para poder ver a través de entornos que dispersan la luz, el sistema combina un láser con un detector de fotones súper sensible que registra cada bit de luz láser que lo golpea. A medida que el láser escanea una obstrucción como una pared de espuma, un fotón ocasional logrará atravesar la espuma, golpeará los objetos ocultos detrás y volverá a atravesar la espuma para llegar al detector. Luego, el software respaldado por algoritmos usa esos pocos fotones, e información sobre dónde y cuándo golpean el detector, para reconstruir los objetos ocultos en 3D.

Este no es el primer sistema con la capacidad de revelar objetos ocultos a través de entornos de dispersión, pero elude las limitaciones asociadas con otras técnicas; por ejemplo, algunos requieren saber qué tan lejos está el objeto de interés. También es común que estos sistemas solo usen información de fotones balísticos, que son fotones que viajan hacia y desde el objeto oculto a través del campo de dispersión pero sin dispersarse en el camino.

Para hacer que su algoritmo sea compatible con las complejidades de la dispersión, los investigadores tuvieron que diseñar conjuntamente su hardware y software, aunque los componentes de hardware que usaron son solo un poco más avanzados que los que se encuentran actualmente en los automóviles autónomos. Según el brillo de los objetos ocultos, el escaneo en sus pruebas tomó entre un minuto y una hora, pero el algoritmo reconstruyó la escena oculta en tiempo real y se pudo ejecutar en una computadora portátil.

Algún día, un descendiente de este sistema podría ser enviado a través del espacio a otros planetas y lunas para ayudar a ver a través de las nubes heladas las capas y superficies más profundas. A corto plazo, a los investigadores les gustaría experimentar con diferentes entornos de dispersión para simular otras circunstancias en las que esta tecnología podría ser útil.