Cómo rastrear objetos inmersos en niebla

Un ingenioso análisis estadístico de la luz dispersada permite detectar el movimiento de objeto situado tras una pantalla borrosa. [Sjoerd van der Wal/iStock] 

El radar y su homólogo láser, el lídar, pueden detectar objetos situados más allá del alcance de la vista. Pero la niebla, la lluvia, el humo y el polvo dispersan la luz, lo que entorpece el funcionamiento de estos dispositivos. Ahora, Milad Akhlaghi y Aristide Dogariu, de la Universidad de Florida Central, han aprovechado justamente dicho fenómeno para seguir los movimientos de un objeto rodeado por una neblina simulada. Al analizar los sutiles cambios que generaba el cuerpo en la luz dispersa, los investigadores consiguieron averiguar instantáneamente la dirección en que se hallaba así como su velocidad. La técnica, publicada en la revista Optica, podría encontrar aplicaciones en sistemas anticolisión y en usos militares.

«Rastrear objetos fuera de la línea de visión es hoy un tema candente», explica Gordon Wetzstein, ingeniero eléctrico de Stanford que no participó en el trabajo. Aunque hoy ya existen técnicas que permiten visualizar cuerpos situados a la vuelta de una esquina o incluso tras una pared —haciendo rebotar microondas o pulsos láser y sincronizando cuidadosamente las señales de regreso—, se trata de métodos caros y que requieren el empleo de instrumentos avanzados.

La nueva técnica, por el contrario, emplea un láser barato y de baja potencia y un tubo fotomultiplicador, un detector de luz que registra la intensidad total de los fotones que inciden sobre él. Para ponerla a prueba, los investigadores colocaron un objeto en movimiento (un símbolo impreso en una hoja transparente) en el interior de una caja del tamaño de una tostadora y fabricada con plexiglás esmerilado. Al iluminarla con luz láser, la pared opaca generaba un patrón de manchas aleatorias, las cuales eran detectadas por un tubo fotomultiplicador situado en el otro lado de la caja. Sin embargo, cuando el objeto emplazado en el interior se movía, el patrón luminoso cambiaba ligeramente. Gracias a una ingeniosa modelización y a un esmerado análisis estadístico, los expertos lograron reconstruir el movimiento del objeto en tres dimensiones.

Dogariu aclara que, al igual que un radar, la nueva técnica puede detectar un objeto, pero no discernir su forma o tamaño. Por ahora el método permite localizar objetos situados a un metro de distancia, si bien las estimaciones sugieren que debería ser posible extender su alcance a varios kilómetros, añade el investigador. Un inconveniente reside en que un cuerpo en reposo pasaría desapercibido, ya que su presencia no modificaría el patrón de manchas de luz, y la técnica se basa precisamente en modelizar dichos cambios.

Daniele Faccio, investigador de la Universidad Heriot-Watt, en Escocia, y que no formó parte del estudio, califica la técnica como «un método muy elegante y robusto que se basta con recursos mínimos». Para demostrar su eficacia en el mundo real, los investigadores tendrán ahora que probar que funciona cuando el objetivo se encuentra inmerso en un espacio lleno de niebla, y no solo tras un muro bidimensional borroso.

Prachi Patel/Scientific American

Referencia: «Tracking hidden objects using stochastic probing», Milad I. Akhlaghi y Aristide Dogariu, Optica, vol. 4, págs. 447-453, abril de 2017.

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