Uno de los componentes tecnológicos más importantes que permite que funcione la cámara de tu celular se creó en 1974, y no ha cambiado mucho desde entonces. Cuando tomas una foto con tu smartphone , la cámara capta la luz y la convierte en señales eléctricas para crear una imagen digital. Pero el filtro Bayer (una capa de colores rojo, verde y azul situada sobre el sensor que aporta color a las imágenes) absorbe y desperdicia alrededor del 60% de esa luz antes de que llegue al sensor. Para crear un píxel rojo, el filtro bloquea y descarta la luz azul y verde.
Una nueva capa óptica Ahora, la empresa de Boston Metalenz ha adquirido una startup israelí llamada PxE Holographic Imaging , que ha desarrollado una nueva capa óptica denominada HoloCoder . Esta estructura microscópica se sitúa directamente sobre el sensor de imagen y difracta la luz, desviando las ondas luminosas en vez de absorberlas. Al redirigir el HoloCoder las ondas de luz hacia los píxeles del sensor en lugar de bloquearlas, el sensor de la cámara puede captar, según afirman, hasta 2.5 veces más luz. Este salto en la capacidad de captación de luz podría mejorar drásticamente la fotografía con poca luz y el rango dinámico de un smartphone .
Además, hay una ventaja secundaria sorprendente: la tecnología HoloCoder puede capturar información de profundidad en 3D al mismo tiempo. La mayoría de los smartphones usan cámaras secundarias, sensores de profundidad específicos o estimaciones basadas en IA para calcular la distancia entre la cámara y el sujeto, con el fin de determinar cuánta profundidad debe mostrarse en funciones como el modo retrato. Al fusionar la detección de luz y la detección de profundidad en una sola capa, el HoloCoder promete simplificar los componentes electrónicos de la parte trasera de tu smartphone , ahorrando espacio y potencia de procesamiento. En un sistema de cámara que utilice la tecnología HoloCoder de PxE, algunas capas ya no son necesarias.
Cortesía de Metalenz Mejor autentificación biométrica La adquisición de PxE, cuyos detalles no se han revelado, tiene sentido para Metalenz. La empresa se presentó públicamente en 2021 y fue pionera en la comercialización de metasuperficies, un sistema de lentes planas con nanoestructuras que desvían la luz, lo que reduce la necesidad de múltiples elementos de lente sobre el sensor de la cámara y, al mismo tiempo, permite capturar más luz. La empresa ha suministrado hasta la fecha más de 300 millones de estas ópticas de metasuperficie a dispositivos de consumo. La tecnología también puede capturar datos de polarización, y Metalenz está colaborando con Qualcomm para crear un sistema de autenticación biométrica facial más eficaz y seguro para Android, denominado Polar ID, que rivalizará con el Face ID de Apple y cuya llegada a los dispositivos de consumo está prevista para finales de 2027.
Rob Devlin, director ejecutivo y cofundador de Metalenz, explica a WIRED que el enfoque de PxE se asemeja al de su propia empresa, ya que consiste en crear patrones de estructuras microscópicas directamente sobre un sensor de imagen para extraer datos de luz que los sistemas de cámara convencionales descartan. Súper visión nocturna “Apple, Samsung, Google… todos compiten cada año por mejorar la cámara visible, ¿verdad?”, pregunta Devlin. "Gran parte de lo que hacen consiste en invertir cientos de millones de dólares en software para intentar mejorarla de alguna manera, pero el inconveniente es que, una vez que se pierde información al absorber toda esa luz, no hay forma de recuperarla, por mucho software que se le dedique». La fotografía con poca luz y la grabación de video nocturna podrían experimentar mejoras espectaculares con el sistema HoloCoder. En escenas de alto contraste, como hacerse una selfie delante de una ventana luminosa, el sensor puede captar más luz y recrear mejor la escena sin que se quemen las zonas más iluminadas ni se pierdan las sombras entre el ruido.
La tecnología de PxE aún no está en el mercado, pero dado que Metalenz ya ha desarrollado una cadena de suministro, ha procesado un flujo de trabajo de imágenes y ha configurado algoritmos de aprendizaje automático para aprovechar estos nuevos flujos de datos, Devlin cree que el HoloCoder de PxE encajará a la perfección en su plataforma y “revolucionará por completo” el mercado de la detección visible. Aunque el HoloCoder funciona como una óptica difractiva en lugar de como una verdadera metasuperficie, Devlin asegura que Metalenz ya ha replicado la tecnología en el laboratorio utilizando su propia óptica de metasuperficie. “En realidad, se trata de reunir toda esa información mediante un único enfoque”, explica Devlin. “Realizaríamos un diseño de metasuperficie en el que, a partir de un único sensor de imagen, se obtuviera toda la información contenida en la luz: se tendría la polarización, el color sin filtrar y este canal de profundidad. Es como el sensor único que lo domina todo”. Por ahora, Devlin señala que las dos tecnologías serán productos independientes para mercados distintos, pero a largo plazo podrían fusionarse en un único sistema Metalenz.
Prevé que el HoloCoder de PxE podría utilizarse en la electrónica de consumo ya a finales de 2027 o principios de 2028. El HoloCoder de PxE puede detectar la profundidad, lo que puede resultar útil para los vehículos autónomos, sin depender de múltiples sensores ni de voluminosos sistemas LiDAR. Cortesía de Metalenz Otras aplicaciones Simplificar y reducir el tamaño del hardware mediante la óptica de metasuperficies fue solo la primera fase para la empresa: el verdadero objetivo siempre ha sido desbloquear ese nuevo canal de información, que, según Devlin, puede suponer una transformación para otras categorías, como los robots y los vehículos autónomos. En vez de depender de grandes módulos con múltiples sensores y chips que consumen muchos recursos computacionales para alinear todos esos datos espaciales en tiempo real, un sistema de un solo sensor podría realizar la tarea con un diseño más pequeño y económico, al tiempo que consume menos potencia de cálculo. “Es un problema real en el sentido de que, en el filtro de color, se pierde mucha luz”, indica Arka Majumdar, investigador en optoelectrónica de bajo consumo en la Universidad de Washington.
Señala que otros pesos pesados del sector, como Samsung y una startup llamada Eyeo , han estado investigando activamente sus propias alternativas a los filtros Bayer, denominadas “enrutadores de color”. Aunque está de acuerdo en que prescindir del filtro puede mejorar significativamente la fotografía con smartphones en condiciones de poca luz, se muestra escéptico respecto a que pueda revolucionar sectores como la robótica y los vehículos autónomos. A diferencia de los teléfonos, los vehículos disponen de mucho espacio para montar cámaras estéreo o LiDAR. El cuello de botella no es la poca luz ni la nitidez de la imagen, sino la potencia computacional necesaria para tomar decisiones en fracciones de segundo. “De hecho, podría decirse que, si se obtienen mejores datos, en realidad es peor”, concluye.
Artículo originalmente publicado en WIRED.com . Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.
