Femto-fotografía para retratar lo que no se ve

Científicos del I3A de la Universidad de Zaragoza han participado en el diseño de una cámara capaz de captar el movimiento de la luz a un billón de fotogramas por segundo. Ahora trabajan en aplicaciones de lo más sorprendentes.

Científicos del I3A de la Universidad de Zaragoza, en colaboración con investigadores de Estados Unidos, han diseñado un prototipo de cámara capaz de capturar el movimiento de la luz a un billón -un millón de millones- de fotogramas por segundo.


Basándose en este tecnología, algunas de las posibles aplicaciones en las que trabajan ahora incluyen cámaras que permitan fotografiar un objeto oculto tras una esquina o a través de un entorno turbio como el humo de un incendio.


Este sistema pionero, denominado femto-fotografía, cuenta ya con una investigación científica sólida de más de dos años. También puede tener también aplicaciones en el ámbito médico, ya que permitiría obtener imágenes a través del tejido orgánico similares a las de los rayos X pero sin efectos nocivos.


El investigador del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza Diego Gutiérrez, junto a miembros de su equipo -el Graphics and Imaging Lab- y a científicos del Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachussets, ha participado en el diseño de este prototipo de sistema que ha atraído la atención de investigadores de distintas partes del mundo.


La novedad de este mecanismo, que cuenta con un láser con una frecuencia de un femtosegundo, "es la novedosa combinación de óptica y computación, que permite reconstruir cómo se propaga la luz, algo imposible hasta ahora dada su velocidad de 300.000 kilómetros por segundo", dice Gutiérrez.


Esta cámara ralentiza el tiempo un factor de 15.000 millones -si, por ejemplo, se quiere captar un segundo, lo grabado duraría 15.000 millones de segundos-, lo que permite ver cómo la luz sale y se propaga por el resto de la escena. Esto permite acceder a una fuente de información visual oculta hasta ahora ya que las cámaras existentes tienen unos periodos de obturación "enormes" comparados con la velocidad de la luz.


Sobre esta nueva información pueden diseñarse nuevas aplicaciones insospechadas hasta la fecha, según Gutiérrez, como fotografiar objetos ocultos tras una esquina. "Es la cámara más lenta que existe. Nadie hasta ahora había logrado ver cómo la luz avanza a 300.000 kilómetros por segundo", destaca.


A partir de ahora, el objetivo de los grupos que participan en el proyecto, también el del I3A, es aplicar esta técnica, que ahora sólo existe como prototipo de laboratorio, a otras áreas. Por ejemplo, el sistema permitiría también ver a través de medios turbios, como el humo o el agua, lo que podría facilitar las labores en un incendio o en un rescate subacuático. Así, los bomberos podrían saber si en una habitación llena de humo, en la que no se ve prácticamente nada, hay personas o, por el contrario, está vacía, para continuar buscando en el resto de la vivienda.


En el ámbito médico, el problema es similar, ya que el tejido dispersa la luz hasta el punto de que la coherencia de la imagen se pierde y no se visualizan detalles, aunque la información esté presente. Los rayos X son capaces de superar esta frontera y penetrar el tejido sin que se produzca esta dispersión, pero tienen que ser utilizados con "precaución" porque pueden provocar daños en el tejido. Por contra, en teoría esta cámara podría irradiar el cuerpo con luz visible y obtener información similar a la que aportan los rayos X, pero sin ser nociva para el cuerpo.


Esta investigación, publicada conjuntamente por miembros del Graphics and Imaging Lab del I3A y científicos del MIT Media Lab, ha atraído la atención de grupos afines en China, donde el Gobierno ha destinado diez millones de euros para avanzar en esta línea.


Mientras, España se está quedando "atrás" cuando hace un año se situaba en la "parrilla de salida" en este proyecto, porque, según Gutiérrez, no se apuesta tanto por la investigación y cuesta "muchísimo" encontrar financiación. Por eso la noticia de que la Fundación BBVA va a financiar su proyecto durante un año con 36.000 euros ha supuesto una gran alegría para el grupo, más aún cuando sólo 56 proyectos de más de 1.600 han sido elegidos.


"Estamos muy agradecidos a la Fundación BBVA", señala Gutiérrez, que prevé que la investigación dure al menos cinco años más por lo que continuará buscando otra financiación.