La cámara Metasurface combina la captura de imágenes con el
procesamiento neuronal para superar a sus competidores en calidad de imagen.
Investigadores de la Universidad de Princeton y la
Universidad de Washington han desarrollado un sensor de cámara ultracompacto
del tamaño de un grano de sal, y dicen que puede ir golpe por golpe con
sensores 500,000 más grandes en volumen para una calidad de imagen en color.
Fácil de perder con la punta de un dedo, el pequeño sensor
de la cámara reemplaza las lentes tradicionales con una metasuperficie
compuesta por 1,6 millones de pequeños postes cilíndricos. Cada poste actúa
como una antena óptica, y cada poste cuenta con un trabajo de diseño único para
dar forma a todo el frente de onda óptica, pasando la información a un sistema
de procesamiento de señales basado en el procesamiento neuronal.
Combinados, los dos ofrecen una calidad de imagen
impresionante: las pruebas del equipo mostraron que el sensor, que funciona bajo
luz natural, no solo venció a los sensores de imagen de metasuperficie
iluminados con láser anteriores, sino que podría competir con un sensor
tradicional y un sistema de lentes unos 500.000 más grandes en volumen, aparte
, admitió el equipo, por algunas imágenes borrosas alrededor de los bordes de
la imagen.
"Ha sido un desafío diseñar y configurar estas pequeñas
microestructuras para hacer lo que usted quiere", dice el co-líder del
estudio Ethan Tseng. "Para esta tarea específica de capturar imágenes RGB
de gran campo de visión, es un desafío porque hay millones de estas pequeñas
microestructuras y no está claro cómo diseñarlas de manera óptima".
La solución: un simulador, que permitió la prueba
automatizada de diferentes estructuras de postes, creando una aproximación que
proporcionó la base para la fabricación de las metasuperficies de nitruro de
silicio, un proceso que, según el equipo, podría tener lugar en una fábrica de
semiconductores y crear sensores en masa a un costo menor que los métodos actuales.
El siguiente truco del equipo: impulsar el back-end de
procesamiento neuronal, proporcionando computación a bordo para la detección de
objetos y más, lo que hace que las cámaras sean ideales para su uso en todo,
desde la atención médica hasta la robótica, dicen los investigadores.
