Investigadores desarrollan un chip de imágenes inspirado en Superman para dispositivos móviles

Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas y de la Universidad Nacional de Seúl han desarrollado un chip de imágenes inspirado en la visión de rayos X de Superman que podría utilizarse en dispositivos móviles para permitir detectar objetos dentro de paquetes o detrás de paredes.

Los teléfonos móviles con chip podrían utilizarse para encontrar vigas de madera, cables detrás de las paredes, grietas en las tuberías o contornos del contenido de sobres y paquetes. La tecnología también podría tener aplicaciones médicas.

Los investigadores demostraron por primera vez la tecnología de imágenes en un estudio de 2022. Su último artículo, publicado en la edición impresa de marzo de Transacciones IEEE sobre ciencia y tecnología de teraherciosmuestra cómo los investigadores resolvieron uno de sus mayores desafíos: hacer que la tecnología sea lo suficientemente pequeña para dispositivos móviles portátiles y al mismo tiempo mejorar la calidad de la imagen.

«Esta tecnología es como la visión de rayos X de Superman. Por supuesto, utilizamos señales de 200 a 400 gigahercios en lugar de rayos X, que pueden ser dañinos», dijo el Dr. Kenneth K. O, director del Centro de Excelencia Analógica de Texas (TxACE) y presidente distinguido de la Universidad de Texas Instruments en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Informáticas Erik Jonsson.

La investigación fue apoyada por el Programa de Investigación de Tecnología Fundamental sobre Microsistemas de Ondas Milimétricas y de Alta Frecuencia de Texas Instruments (TI) y el Programa de Difusión de Investigación Global de Samsung.

«Fueron necesarios 15 años de investigación que mejoraron el rendimiento de los píxeles en 100 millones de veces, combinados con técnicas de procesamiento de señales digitales, para hacer posible esta demostración de imágenes. Esta tecnología revolucionaria muestra la capacidad potencial de las imágenes de THz reales», afirmó el Dr. Brian Ginsburg, director de investigación de RF/mmW y alta velocidad en Kilby Labs de TI.

Teniendo en cuenta las cuestiones de privacidad, los investigadores diseñaron la tecnología para que se utilice únicamente a corta distancia, aproximadamente a 2,5 cm de un objeto. Por ejemplo, si un ladrón intentara escanear el contenido del bolso de alguien, tendría que estar tan cerca que la persona se diera cuenta de lo que estaba haciendo, dijo el Dr. O. La próxima versión del chip de captura de imágenes debería poder capturar imágenes a una distancia de hasta 12,5 cm y facilitar la visualización de objetos más pequeños.

El generador de imágenes emite señales de 300 GHz en la banda de ondas milimétricas de frecuencias electromagnéticas entre las microondas y los infrarrojos, que el ojo humano no puede ver y se considera seguro para los seres humanos. Una tecnología similar, que utiliza microondas, se utiliza en los grandes controles de pasajeros fijos de los aeropuertos.

«Diseñamos el chip sin lentes ni ópticas para que pudiera adaptarse a un dispositivo móvil. Los píxeles, que crean imágenes al detectar señales reflejadas desde un objeto objetivo, tienen la forma de un cuadrado de 0,5 mm, aproximadamente el tamaño de un grano de arena», dijo el Dr. Wooyeol Choi, profesor adjunto de la Universidad Nacional de Seúl y autor correspondiente del último artículo.

Los avances para miniaturizar el chip generador de imágenes para dispositivos móviles son el resultado de casi dos décadas de investigación realizada por el Dr. O y su equipo de estudiantes, investigadores y colaboradores a través de TxACE en UT Dallas.

Walter Sosa Portillo BS’21, autor del estudio y estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica, comenzó a trabajar en el laboratorio de O como estudiante de pregrado después de enterarse de esta investigación de imágenes.

«El primer día que fui a la orientación, hablaron sobre la investigación del Dr. O, y pensé que era realmente interesante y genial poder ver a través de las cosas», dijo Portillo, quien está investigando aplicaciones médicas para el generador de imágenes.