Ingenieros logran 'hacer ruido' en la visión

MADRID 5 Abr. (EUROPA PRESS) -

Una nueva técnica para revelar imágenes de objetos ocultos puede que algún día mejore la capacidad de los pilotos para desplazarse a través de la niebla o a los médicos a ver con más precisión en el cuerpo humano sin necesidad de cirugía.

Desarrollado por ingenieros de la Universidad de Princeton, el método se basa en la capacidad sorprendente para aclarar una imagen mediante rayos de luz que normalmente hacen que la imagen sea irreconocible, como los que se dispersan por las nubes, el tejido humano o el agua turbia.

En sus experimentos, los investigadores restauraron una imagen oculta en un patrón claro de números y líneas. El proceso era similar a la mejora de la recepción de TV pobres utilizando la parte de "ruidosa" de la señal.

"Normalmente, el ruido se considera algo malo", dijo Jason Fleischer (a la derecha de la imagen), profesor asistente de ingeniería eléctrica en Princeton. "Pero a veces el ruido y la señal pueden interactuar, y la energía del ruido puede ser usada para amplificar la señal. Para las señales débiles, como las imágenes oscuras o distantes, en realidad la adición del ruido puede mejorar su calidad".

A su juicio, la capacidad para impulsar las señales de esta manera podría mejorar una amplia gama de tecnologías de la señal, incluyendo sonogramas que permitirían a los médicos visualizar fetos; y los sistemas de radar, que los pilotos utilizan para navegar a través de tormentas y turbulencias. El método también podría ser aplicado en tecnologías tales como gafas de visión nocturna, la inspección de estructuras sumergidas tales como los derechos y los soportes de puentes, y en la esteganografía, la práctica de enmascarar las señales por motivos de seguridad.

Los resultados del estudio han sido publicados en Nature Photonics, informa 'Science Daily'.

En sus experimentos, Fleischer y el co-autor Dmitry Dylov, un estudiante graduado en ingeniería eléctrica, pasaron un rayo láser a través de una pequeña pieza de cristal grabado con números y líneas, similares a los gráficos utilizados en exámenes de la vista. El haz llevó la imagen de los números y las líneas a un receptor conectado a un monitor de video, que mostró el patrón.

Los investigadores entonces colocaron un pedazo de plástico transparente similar a la cinta de celofán entre la placa de vidrio y el receptor. Este material dispersa la luz del láser antes de llegar al receptor, haciendo la señal visual tan ruidosa que el número y la línea se convirtieron en patrón indescifrable en el monitor, similar a la forma en que el humo o la niebla podría obstaculizar la visión de una persona.

La parte crucial del experimento se produjo cuando Fleischer y Dylov colocaron otro objeto en el camino del haz de láser. Justo en frente del receptor, montaron un cristal de Niobato de estroncio bario (SBN), un material que pertenece a una clase de sustancias conocidas como "no lineal" por su capacidad para alterar el comportamiento de la luz de manera extraña. En este caso, el cristal no lineal mixto mostró diferentes partes de la imagen, permitiendo que la señal y el ruido interactuasen.

Al ajustar un voltaje eléctrico a través de la pieza de SBN, los investigadores fueron capaces de sintonizar una clara imagen en el monitor. La SBN reunió los rayos que habían sido esparcidos por el plástico traslúcido y la energía utilizada para aclarar la imagen débil de las líneas y números.

"Es como si hubiéramos tomado una foto de una persona en la oscuridad, y hayamos hecho a la persona más brillante y el fondo más oscuro. El contraste hace que la persona se destacan", explicó Dylov

Basándose en los resultados de su experimento, Fleischer y Dylov han desarrollado una nueva teoría de cómo se mueven las señales de ruido a través de materiales no lineales, que combina las ideas de los campos de la física estadística, la teoría de la información y la óptica.