Cómo crear fotos midiendo el tiempo

Solo uno píxel sería suficiente para capturar imágenes tridimensionales. Este es el tema de un articulo nuevo publicado en el periódico Optica, que reúne a investigadores del Reino Unido, Italia y los Países Bajos. En lugar de utilizar información espacial para tomar una foto, reconstruyeron la escena utilizando la información temporal del fotones medido por un sensor punto único.

Esta nueva Cámara 3d se basa en el mismo principio que los sensores de tiempo de vuelo (ToF) que equipan algunos teléfonos inteligentes. UNA láser emite breves pulsos de luz y un sensor mide el tiempo que tardan los fotones en alcanzar un objeto y volver a la cámara. Esto hace posible deducir la distancia de la misma y, por lo tanto, obtener información tridimensional sobre la escena. La diferencia aquí es que los investigadores confían en un sensor de punto único para medir el tiempo de viaje de los fotones, en lugar de cientos de miles de píxeles.

Un IA reconstruye la escena a partir del gráfico temporal de los fotones.

Los datos recibidos son un simple gráfico de tiempo. Los investigadores luego usaron un inteligencia artificial (IA) para reconstruir la escena en tres dimensiones. Entrenaron un algoritmo para red neuronal proporcionándole fotos de escenas en el laboratorio, acompañadas de datos medidos simultáneamente por el sensor de punto único. Al comparar los dos, la IA pudo aprender a reconstruir las imágenes únicamente a partir de los datos temporales.

Los investigadores lograron crear videos tridimensionales con alrededor de diez cuadros por segundo, pero el equipo utilizado podría producir miles de cuadros por segundo. Su técnica funciona con un ligero láser pulsado, pero también con ondas de radar, y podría adaptarse a cualquier tecnología que mida el eco de los pulsos. Con más entrenamiento, la IA podría reconstruir otras escenas y ser utilizada para mejorar la navegación en el autos autónomos, o incluso controlar la respiración de los pacientes en el hospital, según los investigadores.