Câmera holográfica poderosa consegue ver através de (quase) tudo

Engenheiros da Northwestern University, nos EUA, desenvolveram uma câmera de alta resolução capaz de ver através de objetos sólidos e opacos, como tecidos e ossos humanos. O dispositivo utiliza um sistema de captura de luz chamado holografia de comprimento de onda sintética.

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Essa abordagem funciona espalhando feixes de luz em itens ocultos ou fora do campo de visão. Depois de espalhado, o laser volta à câmera onde um algoritmo de inteligência artificial (IA) reconstrói os sinais desses materiais, revelando a existência de objetos estáticos ou em alta velocidade.

“Nossa tecnologia dará início a uma nova onda de recursos de imagem. Esses sensores usam luz visível ou infravermelha, mas o princípio é universal e pode ser estendido a outros comprimentos de onda. Por exemplo, o mesmo método pode ser aplicado a ondas de rádio para exploração espacial ou em imagens acústicas subaquáticas”, explica o professor de engenharia Florian Willomitzer, autor principal do estudo.

Alta resolução

O método desenvolvido pelos pesquisadores consegue captar rapidamente imagens de campo completo em grandes áreas com precisão submilimétrica. Com essa capacidade de resolução, a câmera computacional pode, por exemplo, visualizar órgãos através da pele, identificando capilares minúsculos em funcionamento no organismo.

Além de aplicações médicas não invasivas, esse dispositivo também pode ser usado para aprimorar sistemas de navegação, emitindo avisos precoces para veículos autônomos ou gerando imagens em tempo real durante inspeções industriais em espaços confinados, ou de difícil acesso.

“Essa câmera holográfica pode prevenir acidentes, revelando outros carros e animais fora do campo de visão em uma curva, ou substituir endoscópios para imagens médicas. Em vez de usar uma câmera flexível, capaz de girar em espaços apertados — como em uma colonoscopia, por exemplo — a holografia de comprimento de onda poderia usar luz para ver ao redor das muitas dobras nos intestinos”, acrescenta Willomitzer.

Imagens refletidas

Como a luz viaja apenas por caminhos retos, a câmera precisa de uma barreira opaca para conseguir “enxergar” os cantos ocultos. A luz emitida pelo sensor ricocheteia no obstáculo (uma parede, um automóvel ou um pedaço de osso), atingindo o objeto “invisível” e, em seguida, retornando para o detector de movimento.

“Quando apontamos uma lanterna para a mão, é possível ver um ponto brilhante do outro lado. Teoricamente, deveria haver uma sombra projetada pelos ossos, mas, em vez disso, a luz que passa pelos ossos se espalha dentro do tecido em todas as direções, borrando completamente a imagem da sombra”, afirma Willomitzer.

Com essa nova técnica, os pesquisadores transformaram obstáculos em espelhos, mesclando ondas de luz de dois lasers diferentes para gerar uma onda de luz sintética, que pode ser adaptada para criar imagens holográficas em cenários distintos, sem precisar de detectores extremamente rápidos.

“Embora a tecnologia ainda seja um protótipo, ela poderá ser usada para ajudar os motoristas a evitar acidentes ou no diagnóstico precoce de doenças. Ainda há um longo caminho a percorrer antes de vermos essas câmeras holográficas em carros ou em equipamentos médicos. Isso talvez ocorra em 10 anos ou até mais, mas com certeza vai acontecer”, prevê o professor Florian Willomitzer.

Fonte: Northwestern University