Câmera 3D biônica imita olho de insetos e sonar de morcegos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/08/2022

A equipe chama seu sistema de imagens 3D de CLIP, sigla em inglês para "fotografia compacta de campo de luz".
[Imagem: Xiaohua Feng et al. - 10.1038/s41467-022-31087-9]

Câmera múltipla

Uma nova técnica de imagem 3D consegue capturar imagens multidimensionais com uma extraordinária profundidade de campo.

Inspirada nos olhos compostos das moscas e no radar natural dos morcegos, a câmera biônica 3D também consegue capturar objetos em pontos cegos.

Alimentada por processamento de imagem computacional, a câmera pode decifrar o tamanho e a forma de objetos não visíveis diretamente, o que torna a tecnologia interessante para uso em veículos autônomos ou equipamentos de imagens médicas.

"Embora a ideia em si já tenha sido tentada antes, ver através de uma variedade de distâncias e em torno de oclusões tem sido um grande obstáculo," disse Liang Gao, da Universidade da Califórnia de Los Angeles. "Para resolver isso, desenvolvemos uma nova estrutura de imageamento computacional, que pela primeira vez permite a aquisição de uma visão panorâmica ampla e profunda, com óptica simples e uma pequena variedade de sensores."

O protótipo não é uma câmera monolítica, mas um sistema que compreende nada menos do que sete aparelhos Lidar, ou radares de luz, em que um laser varre os arredores para criar um mapa 3D da área.

Um computador então processa o que cada uma das sete câmeras individuais vê e, em seguida, reconstrói a cena combinada em imagens 3D de alta resolução.

É o uso dessas múltiplas câmeras que a equipe compara à visão composta dos insetos, em que cada seção do olho capta sua própria imagem.

O que lembra uma fogueira é a reconstrução das letras no quadro inicial (superior esquerdo) pela reflexão da luz do Lidar.
[Imagem: Xiaohua Feng et al. - 10.1038/s41467-022-31087-9]

Muitos olhos veem mais

Embora não permita ver "além da esquina" ou atrás de outros itens, o uso de tantas fontes de luz permite ver alguns objetos que não seriam vistos pelo olho humano ou por um Lidar tradicional.

"Se você cobrir um olho e olhar para o seu laptop, e houver uma caneca de café ligeiramente escondida atrás dele, você não irá vê-la porque o laptop bloqueia a visão," comparou Gao. "Mas, se você usar os dois olhos, notará que terá uma visão melhor do objeto. É mais ou menos o que está acontecendo aqui, mas agora imagine ver a caneca com o olho composto de um inseto. Agora, várias visualizações são possíveis."

É essa característica que a equipe compara ao efeito de ecolocalização dos morcegos: Embora não use sons, o sistema detecta um objeto oculto pelo tempo que leva para a luz voltar para a câmera, o que é essencialmente o próprio princípio de funcionamento do Lidar.

Os resultados foram bons, mas um único Lidar já é bastante grande para uso em aplicações móveis, como carros autônomos. Felizmente, a tecnologia está avançando rápido, e um sistema como este poderá se tornar prático com os radares de luz miniaturizados, desenvolvidos recentemente na forma de um chip.

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