Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas (UTD) y la Universidad Nacional de Seúl (SNU) han desarrollado un chip diminuto capaz de tomar imágenes de objetos a través de cartón, acercándonos a la posibilidad de tener visión de rayos X en nuestros smartphones, aunque sin los peligros de los rayos X.
La visión de rayos X es una de las superhabilidades icónicas de Superman, permitiéndole ver a través de objetos sólidos. Inspirados por este concepto, los investigadores han creado un chip que puede integrarse en un smartphone para ver dentro de paquetes y a través de paredes. Kenneth O, profesor de ingeniería eléctrica en UTD y director del Texas Analog Center of Excellence (TxACE), compara esta tecnología con la visión de rayos X de Superman, aunque utiliza señales de 200 a 400 gigahercios (GHz) en lugar de rayos X, que pueden ser dañinos.
El desarrollo de este microchip de imagen comenzó en 2022 y es el resultado de más de 15 años de trabajo. El chip emite radiación en el rango de terahercios (THz), una forma de radiación electromagnética con frecuencias entre 0,1 THz y 10 THz. Estas ondas, invisibles al ojo humano y consideradas seguras, tienen una frecuencia más alta que las ondas de radio y microondas, pero más baja que la luz infrarroja.
La versión inicial del chip en 2022 demostró su capacidad para enviar haces de 430 GHz a través de niebla, polvo y otros obstáculos que la luz óptica no puede penetrar. Estos haces rebotaban en los objetos y regresaban al microchip, donde los píxeles captaban la señal para crear una imagen. Este sistema no dependía de lentes externas para mejorar la claridad y nitidez de la imagen, sino que utilizaba la tecnología de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS), comúnmente utilizada en la fabricación de procesadores y memorias.
El equipo de investigación ha trabajado en mejorar la calidad de imagen de su modelo inicial y en miniaturizar la tecnología para que pueda caber en un dispositivo portátil. El nuevo chip de imagen utiliza una matriz de 1 x 3 de píxeles CMOS de 296 GHz y sigue siendo sin lentes. Wooyeol Choi, profesor asistente en SNU y autor correspondiente del estudio, explica que los píxeles, que crean imágenes detectando señales reflejadas de un objeto, tienen el tamaño de un grano de arena.
En pruebas, el chip logró captar imágenes de objetos como un dongle USB, una hoja, un circuito integrado y una arandela de plástico cubiertos con cartón desde aproximadamente un centímetro de distancia. Este escaneo cercano se diseñó por razones de seguridad y privacidad, para evitar que alguien pudiera usar el dispositivo para escanear el contenido de una bolsa a distancia. Los investigadores planean que la próxima iteración sea capaz de capturar imágenes hasta a 12,7 cm de distancia.
Brian Ginsburg, director de investigación de radiofrecuencia/onda milimétrica y alta velocidad en Kilby Labs de Texas Instruments, destaca que esta tecnología disruptiva tiene el potencial de ofrecer capacidades de imagen verdadera en THz.
Los investigadores prevén que este chip de imagen en smartphones podría utilizarse para encontrar vigas detrás de las paredes, identificar grietas en tuberías y conocer el contenido de sobres y paquetes. También consideran su aplicación en el ámbito médico.
