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Computación

Una diminuta cámara sin lente ve las cosas de manera distinta

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Una cámara de pequeñísimo tamaño podría llevar la vista al internet de las cosas

  • por Rachel Metz | traducido por Francisco Reyes
  • 28 Marzo, 2014

Foto: La cámara sin lentes de Rambus utiliza una rejilla grabada en espiral para captar la luz. Aquí se muestra al lado de una moneda de euro para comparar su tamaño. Se trata de un prototipo de rejilla colocada sobre un sensor.

Patrick Gill me enseña con entusiasmo una pequeña y borrosa imagen de la Mona Lisa, impresa en blanco y negro en un pedazo de papel. No es gran cosa, literalmente, pero sin lugar a dudas se trata de ella, con su pelo largo oscuro y esa misteriosa sonrisa.

Sin embargo, más intrigante que la imagen de baja resolución de la obra maestra de Leonardo da Vinci es el modo en que se creó dicha imagen: con una cámara sin lente que, con 200 micrómetros de diámetro, resulta más pequeña que la punta de un lápiz.

Aunque las cámaras digitales con lentes pueden tomar fotos excelentes, es difícil integrarlas en dispositivos más pequeños. La miniaturización de las lentes sólo funciona hasta cierto punto: cuanto más pequeñas, más difícil resulta crear sus precisas superficies curvas. Gill, que trabaja como científico de investigación sénior en la empresa de licencias de tecnología Rambus, cree que una forma de resolver este problema es mediante la sustitución de la lente curva de la cámara por un pequeñísimo sensor que utiliza una forma espiral para mapear la luz, y después utiliza un ordenador para averiguar cuál debería ser la imagen resultante.

En última instancia, cree que esta pequeña cámara se podría incluir en todo tipo de cosas, desde aparatos portables a sistemas de seguridad y juguetes, sin tener que añadir el coste y el volumen de una cámara con lente. "Nuestro objetivo es darle ojos a cualquier dispositivo digital, sin importar cómo sea de pequeño", asegura.

No se trata de construir cámaras de alta resolución como las que nos gusta llevar en un teléfono inteligente, sino más bien el sensor óptico más pequeño, barato y fácil de hacer que pueda capturar suficiente información para mostrar qué está pasando.

El científico investigador del Grupo de Cultura de Cámara del MIT Media Lab (EEUU), Gordon Wetzstein, ve con optimismo la tecnología, aunque señala que todavía no está clara su calidad de funcionamiento. "Aparte de la reducción de los píxeles, realmente no hemos observado grandes avances en los sensores de cámara durante un tiempo", afirma.

Gill me muestra un prototipo de sensor en la oficina de Rambus en Sunnyvale, que ha sido grabado con 28 tipos distintos de estructuras de difracción (espirales y otras formas como una cruz y un pentágono). Un pequeño segmento del chip contiene una espiral que se ha utilizado para capturar una serie de imágenes, entre ellas la imagen de la Mona Lisa que me enseñó, así como representaciones difusas de John Lennon y Un baño en Asnières de Georges Seurat.

Cuando tomas una foto de una pintura en una pared con una cámara digital normal, la lente enfoca cada punto de luz que captura sobre un sensor, generando un archivo digital que un ordenador puede mostrarnos como imagen. En su lugar, el enfoque de Rambus utiliza una rejilla grabada con un patrón en espiral a través de la cual la luz puede entrar desde cualquier orientación. El sensor debajo de la rejilla captura una mezcla de espirales que un ser humano no vería como una imagen reconocible, pero que el software puede traducir para mostrarla.

Gill utiliza la imagen de Mona Lisa como demostración. Me enseña una imagen normal en blanco y negro de la pintura, otra borrosa y en blanco y negro con el revoltijo de espirales que el sensor capturaría para después ser interpretadas por el ordenador, y otra imagen borrosa en blanco y negro pero aún así reconocible de la pintura tal y como la reconstruye el software a partir de los datos.

Gill señala que los algoritmos de Rambus permiten a los usuarios pedir al ordenador que produzca imágenes en varias resoluciones. Hasta ahora los prototipos han logrado una resolución máxima de 128 por 128 píxeles. Según Gill, esa sería la capacidad de los sensores de mayor resolución que Rambus fabricaría si se comercializa la tecnología.

Aunque existen otros proyectos de cámara sin lente, como el creado por los Laboratorios Bell, Gill cree que la de Rambus es menos compleja y se puede fabricar a un tamaño mucho más pequeño. La tecnología utilizada para fabricarla es similar a la tecnología CMOS usada para construir chips de ordenador, por lo que podría ser fabricada dentro de una serie de chips, añadiendo sólo unos pocos centavos al coste total de cada uno.

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