La cámara se queda ciega a los detalles: una metasuperficie de 1 mm de diámetro solo capta contornos y comprime la imagen 476 veces.

La cámara del futuro puede dejar de gastar recursos y procesar detalles innecesarios de la imagen. Especialistas de la Universidad de Nankín y de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong crearon un sistema óptico que, mediante una metasuperficie especial, resalta de inmediato los ángulos de los objetos, comprimiendo los datos visuales sin cálculos complejos.

El desarrollo recibió el nombre de metasuperficie de transformación acimutal de Hilbert. El dispositivo funciona como un filtro óptico: en lugar de transmitir la imagen completa, el sistema extrae puntos clave que ayudan a reconocer la forma de los objetos. Según los autores del trabajo, la tecnología es capaz de detectar simultáneamente los ángulos de objetos con distintas características, funciona en un amplio rango de la luz visible y mantiene su eficacia en todo el campo de visión.

En la base de la solución está una estructura delgada de nitruro de silicio que controla el comportamiento de la luz a escala de la longitud de onda. Los especialistas fabricaron una metasuperficie de 1 mm de diámetro con nanostructuras capaces de alterar la fase de la señal luminosa. La eficiencia media de transmisión de la luz alcanzó el 97 %, y la eficiencia operativa llegó hasta el 81 %.

Los experimentos mostraron que el sistema puede encontrar los ángulos de objetos de diversas formas, incluidos triángulos, polígonos e imágenes complejas en las que es difícil detectar tales características por métodos convencionales. Una sola metasuperficie pudo resaltar los ángulos simultáneamente en varios objetos con distintas características angulares.

La principal ventaja de la tecnología es que comprime los datos de forma considerable. Durante un experimento en el que se siguió el movimiento de un objeto, el sistema transformó la imagen en un conjunto de puntos clave. El coeficiente medio de compresión de datos alcanzó aproximadamente 476 veces, mientras que el método tradicional de detección de contornos mostró un resultado cercano a 18 veces. Los autores señalan que este enfoque es especialmente útil para tareas en las que es necesario determinar rápidamente la posición del objeto, y no conservar todos los detalles de la imagen.

Sin embargo, el desarrollo tiene una limitación: cuanto más preciso sea el criterio para detectar ángulos, menor es la capacidad para distinguir objetos muy pequeños. Los especialistas establecieron un compromiso entre la resolución angular y la resolución espacial, por lo que para distintas tareas habrá que elegir la configuración adecuada de la metasuperficie.

Los creadores consideran que la tecnología puede convertirse en la base de nuevos sistemas de procesamiento de imágenes para diagnóstico médico, realidad aumentada, visión industrial y transporte autónomo. A diferencia del procesamiento digital tradicional, donde el análisis lo realiza la electrónica, el nuevo sistema utiliza cálculos ópticos, lo que potencialmente permitirá crear dispositivos más rápidos y energéticamente eficientes. El estudio fue publicado en la revista Science Advances.