Captar imágenes de alta calidad de objetos que se desplazan a gran velocidad en condiciones de poca luz representa un gran desafío. Las cámaras de alta velocidad tradicionales son efectivas para registrar el movimiento, pero a medida que aumenta la frecuencia de imagen, el tiempo de exposición a la luz se reduce, lo que disminuye la sensibilidad del dispositivo.
Con el objetivo de superar estas limitaciones, un grupo de investigadores surcoreanos ha desarrollado una cámara biomimética inspirada en la estructura visual de insectos con ojos compuestos, como la Drosophila y las libélulas. Esta innovadora cámara es capaz de captar objetos con gran sensibilidad, incluso en entornos con escasa iluminación, al procesar simultáneamente fotogramas a diferentes intervalos de tiempo.
Innovación tecnológica basada en la naturaleza
La tecnología desarrollada permite un rendimiento excepcional en situaciones de alta velocidad y baja luminosidad. Esta nueva cámara tiene el potencial de ser utilizada en una variedad de aplicaciones, incluyendo dispositivos portátiles, sistemas de vigilancia y tecnología de imagen médica. «Imitando el mecanismo del ojo compuesto de los insectos, hemos demostrado que es posible lograr una captura de imágenes superior», señala un miembro del equipo de investigación.
Los ojos compuestos de los insectos y otros artrópodos están formados por múltiples ojos diminutos dispuestos en una estructura en forma de cúpula. Aunque un solo ojo no puede distinguir la forma de un objeto, la combinación de información de todos los ojos permite detectar con precisión objetos en movimiento rápido. Además, en muchos insectos nocturnos, la luz captada por un ojo puede ser transferida a los fotorreceptores de ojos vecinos, lo que incrementa significativamente la sensibilidad visual en condiciones de oscuridad.
La Cámara de Matriz de Microlentes
El equipo de investigación ha creado la Cámara de Matriz de Microlentes de Alta Velocidad y Alta Sensibilidad (HS-MAC), que emula el funcionamiento del ojo compuesto. Esta cámara utiliza tres mecanismos: división de canales, adición temporal y reconstrucción de fotogramas comprimidos, lo que permite alcanzar tanto alta velocidad como alta sensibilidad en la captura de imágenes.
A diferencia de una cámara convencional que captura un fotograma completo al mismo tiempo, la HS-MAC divide la captura en varias zonas (canales) utilizando microlentes dispuestas en paralelo. Cada canal está diseñado para captar la luz en intervalos de tiempo ligeramente diferentes, y estas imágenes parciales se procesan simultáneamente, lo que incrementa la velocidad de fotogramas y mejora la calidad de la imagen final.
