es.wedoany.com Noticia: Investigadores del Instituto de Tecnología de Pekín, en China, han desarrollado un sistema de visión artificial capaz de grabar imágenes infrarrojas de onda corta y media con resolución 4K, un rango espectral que las cámaras tradicionales basadas en silicio no pueden capturar.
La tecnología, publicada en la revista Light: Science & Applications, combina un sensor CMOS con un convertidor que transforma la radiación infrarroja en luz visible, permitiendo que la información sea procesada a través de la plataforma base que ya utilizan la mayoría de las cámaras digitales.
Según los autores, el enfoque busca superar las limitaciones de la obtención de imágenes infrarrojas de alto rendimiento. Los métodos tradicionales suelen depender de materiales específicos, arquitecturas más complejas y, en muchos casos, sistemas de refrigeración para reducir el ruido de la señal. El equipo de investigación integró el convertidor directamente en el sensor CMOS. El CMOS es una plataforma base madura en la industria de la imagen electrónica, ampliamente utilizada en cámaras digitales, teléfonos inteligentes, sistemas de vigilancia y dispositivos de visión artificial.
El sistema alcanza una resolución de 3840×2160 píxeles, el estándar 4K, con un paso de píxel de 1,55 micrómetros. La publicación científica señala que esta integración permite la obtención de imágenes infrarrojas de onda corta y media a temperatura ambiente, sin necesidad de refrigeración criogénica, técnica empleada por algunos detectores infrarrojos profesionales.
La tecnología se inspira en los órganos de las fosetas faciales de ciertas serpientes. Estas estructuras son sensibles a la radiación infrarroja emitida por cuerpos calientes, lo que ayuda a las serpientes a percibir señales térmicas en entornos con poca luz. El equipo de investigación adaptó este principio biológico a una solución electrónica basada en la conversión óptica.
Los sensores CMOS tradicionales presentan limitaciones inherentes para capturar longitudes de onda fuera del rango visible del espectro electromagnético. Para superar esta limitación, los investigadores utilizaron puntos cuánticos de telururo de mercurio. Este material es capaz de absorber radiación infrarroja en las bandas más largas del espectro. Los puntos cuánticos se organizaron en heterouniones de barrera, diseñadas para reducir la corriente oscura, es decir, el ruido asociado al calor. La arquitectura también incluye capas de óxido de zinc y polímero P3HT, que bloquean cargas no deseadas sin interferir con el transporte de portadores de la señal útil.
El dispositivo no solo detecta la radiación infrarroja, sino que también la convierte en emisión de luz visible, permitiendo que el sensor CMOS registre información que normalmente estaría fuera de su rango de respuesta. El equipo informó que el convertidor se ha integrado a escala de oblea en sensores CMOS, incluyendo una oblea de silicio de 8 pulgadas.
En las demostraciones, el sistema generó imágenes infrarrojas de onda corta y media con resolución 4K y una velocidad de 120 fotogramas por segundo. La plataforma también se utilizó para ver a través de obleas de silicio y generar imágenes térmicas de fuentes de calor. La respuesta espectral del sistema se extiende desde la región de luz visible hasta los 4,5 micrómetros en el infrarrojo de onda media, lo que, según el estudio, amplía aproximadamente 14 veces el rango normalmente accesible para las cámaras tradicionales basadas en silicio.
Los autores enumeran posibles aplicaciones de esta tecnología en conducción autónoma, inspección industrial, fabricación inteligente, diagnóstico médico, seguridad alimentaria, detección de gases y visión nocturna. Sin embargo, la tecnología se encuentra actualmente en un contexto de investigación científica, y el estudio no proporciona plazos para su adopción en dispositivos de consumo, costos finales ni planes comerciales.
El estudio también señala que la adopción a gran escala aún enfrenta desafíos en cuanto a durabilidad, uniformidad de fabricación, costos de producción e integración con sistemas finales. El uso de materiales que contienen mercurio (telururo de mercurio) también requiere procesos seguros de fabricación, encapsulado, control ambiental y manejo de componentes desechados.
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