Científicos en China han diseñado un revolucionario sistema de imágenes inspirado en las capacidades de las serpientes para detectar el calor, lo que podría allanar el camino para la visión infrarroja en los teléfonos inteligentes y cámaras cotidianos. La nueva tecnología captura imágenes infrarrojas de resolución ultra alta (4K) sin la necesidad de un costoso enfriamiento criogénico, un importante avance en la obtención de imágenes térmicas. Este avance aprovecha los mecanismos biológicos utilizados por las víboras para “ver” el calor, traduciéndolo en un dispositivo práctico y escalable.
Cómo ven el calor las serpientes
Las víboras y otras especies de serpientes poseen órganos especializados en “fosas”: cámaras huecas con membranas delgadas cerca de las fosas nasales. Estos órganos detectan la radiación infrarroja emitida por presas de sangre caliente. Cuando las ondas infrarrojas golpean la membrana, crean una imagen térmica enviada al cerebro a través de los nervios. Este proceso biológico es increíblemente eficiente y permite a las serpientes cazar en completa oscuridad.
El sistema artificial imita esto colocando materiales en capas sobre un disco de 8 pulgadas. Esta configuración captura la radiación infrarroja y la convierte en una imagen visible de alta calidad. El núcleo de la tecnología radica en su capacidad para detectar radiación infrarroja a temperatura ambiente, lo que reduce la necesidad de sistemas de refrigeración voluminosos y costosos.
La tecnología detrás del avance
El sistema de imágenes consta de varias capas clave:
* Capa de detección de infrarrojos: Los puntos cuánticos coloidales (nanopartículas de mercurio y telurio) liberan cargas eléctricas cuando absorben la radiación infrarroja.
* Capas reductoras de ruido: Estas capas filtran las interferencias, lo que garantiza una señal limpia.
* Convertidor ascendente (LED orgánico): Los electrones se encuentran con “agujeros” (ausencias de electrones) y liberan energía, que luego se convierte en luz verde visible.
* Capa CMOS: Convierte la luz visible en una imagen digital.
Al apilar estas capas directamente una encima de la otra, el sistema minimiza el ruido y permite obtener imágenes de alta resolución, incluso con señales infrarrojas más débiles.
Por qué esto es importante: más allá de la visión de la serpiente
La capacidad de ver la radiación infrarroja amplía la visión humana en más de 14 veces el espectro normal. Esto tiene implicaciones que van mucho más allá de simplemente ver en la oscuridad:
* Visibilidad mejorada: Las cámaras pueden detectar objetos calientes en condiciones de poca luz, como niebla, humo o de noche.
* Aplicaciones industriales: La inspección de maquinaria, la detección de fugas de gas y el control de calidad en la fabricación se vuelven más eficientes.
* Seguridad alimentaria: Detección de anomalías de temperatura en el almacenamiento o procesamiento de alimentos.
* Conducción autónoma: Detección de obstáculos mejorada en condiciones climáticas adversas.
* Escalabilidad y costo: El sistema utiliza materiales compatibles con los sensores CMOS existentes, lo que potencialmente lo hace asequible para dispositivos de consumo.
Los investigadores estiman que se pueden lograr decenas de millones de píxeles a bajo costo, lo que hará que esta tecnología sea factible para teléfonos inteligentes y cámaras en el futuro.
El futuro de las imágenes infrarrojas
El desarrollo de este sistema de imágenes infrarrojas 4K marca un paso importante hacia la integración de la visión térmica en la tecnología cotidiana. Al aprender del mundo natural (específicamente de las ingeniosas capacidades de las serpientes para detectar el calor), los científicos han creado una nueva forma práctica, escalable y potencialmente ubicua de visión artificial. Las implicaciones son amplias y abarcan tanto industrias como aplicaciones de consumo.
