Imagine dirigir para casa depois de um longo dia de trabalho. De repente, um carro sai de uma rua lateral escura e vira bem na sua frente. Felizmente, seu carro autônomo viu este veículo muito antes de chegar à sua linha de visão e diminuiu a velocidade para evitar um acidente. Isso pode parecer mágica, mas uma nova técnica desenvolvida na Caltech pode aproximá-la da realidade.
Com o advento de veículos autônomos, naves espaciais avançadas e outras tecnologias que dependem de sensores para navegação, há uma necessidade cada vez maior de tecnologias avançadas que podem procurar obstáculos, pedestres ou outros objetos. Mas e se algo estiver escondido atrás de outro objeto?

Em um artigo publicado recentemente na revista Nature Photonics , os pesquisadores da Caltech e seus colegas descrevem um novo método que essencialmente transforma superfícies próximas em lentes que podem ser usadas para criar imagens indiretas de objetos anteriormente obscurecidos.

A tecnologia, desenvolvida no laboratório de Changhuei Yang, Thomas G. Myers Professor de Engenharia Elétrica, Bioengenharia e Engenharia Médica; e investigador do Heritage Medical Research Institute, é uma forma de detecção sem linha de visão (NLOS) - ou detecção que detecta um objeto de interesse fora da linha de visão do espectador. O novo método, apelidado de UNCOVER, faz isso usando superfícies planas próximas, como paredes, como uma lente para visualizar claramente o objeto oculto.

A maioria das tecnologias de imagem NLOS atuais detectará a luz de um objeto oculto que é refletido passivamente por uma superfície como uma parede. No entanto, como superfícies como paredes dispersam predominantemente a luz, as técnicas não produzem imagens nítidas. Métodos de imagem computacional podem ser usados ​​para extrair informações da luz espalhada e melhorar a clareza da imagem, mas não podem gerar imagens de alta resolução.

UNCOVER, no entanto, neutraliza diretamente a dispersão através do uso da tecnologia de modelagem de frente de onda. A modelagem da frente de onda não era viável anteriormente porque requer o uso de uma estrela-guia, uma fonte pontual aproximada de luz que permite deduzir detalhes do objeto oculto.

"Sabemos que as lentes mostram um ponto em outro ponto. Se você estiver olhando através de uma 'lente' ruim com superfícies foscas, a imagem de um ponto agora está borrada e a luz se espalha por todo o lugar, mas você pode lixar e polir a superfície fosca para direcionar a luz para a posição correta", explica o estudante de engenharia elétrica Ruizhi Cao, o primeiro autor do livro Nature Photonics papel. "É assim que uma estrela-guia ajuda você em princípio:ela nos diz onde estão as pequenas saliências, para que saibamos como polir corretamente a superfície."

Yang e seus colegas descobriram que o próprio objeto oculto poderia ser usado como estrela-guia. O resultado é um método de imagem NLOS que reúne a luz espalhada em uma imagem clara do objeto oculto.

De acordo com Cao, o método de imagem pode ser útil para condução autônoma, missões de resgate e outras missões relacionadas ao sensoriamento remoto. No caso da direção autônoma, Cao diz:"Podemos ver todo o tráfego na encruzilhada com esse método. Isso pode ajudar os carros a prever o perigo potencial que não é possível ver diretamente".

O uso do UNCOVER pode permitir que os automóveis vejam tão bem quanto os humanos, mas também que os humanos se tornem melhores motoristas. Enquanto um motorista humano pode ser capaz de detectar um jaywalker próximo a poucos metros de distância, um carro autônomo equipado com a tecnologia UNCOVER poderia detectar tal instância no próximo quarteirão, desde que as condições de imagem sejam ideais.

A imagem UNCOVER também pode ser útil além da Terra – por exemplo, em futuras missões robóticas para explorar Marte, Cao diz:“Estamos contando com os rovers para tirar imagens de outro planeta para nos ajudar a desenvolver uma melhor compreensão sobre esse planeta. nesses rovers, alguns lugares podem ser difíceis de alcançar devido aos recursos e poder limitados. Com a técnica de imagem sem linha de visão, não precisamos do próprio rover para fazer isso. O que é necessário é encontrar um lugar onde a luz pode alcançar."

A Fotônica da Natureza artigo é intitulado "Imagem de alta resolução sem linha de visão empregando foco ativo." Outros coautores incluem Frederic de Goumoens, Baptiste Blochet e Jian Xu. + Explorar mais

Novo método de imagem revela objetos ocultos