Menor que um grão de arroz, nanocâmera tira fotos em alta resolução

As definições da expressão “menos é mais” foram atualizadas! Pesquisadores das Universidades de Washington e de Princeton, ambas nos Estados Unidos, criaram uma nanocâmera – do tamanho de um grão de arroz –, capaz de fazer imagens em alta resolução.

A tecnologia é vista com especial olhar para o avanço da medicina, porque pode permitir a realização de exames de imagem consideravelmente menos invasivos do que os atualmente existentes. Dessa forma, seria possível realizar de forma fácil uma endoscopia utilizando nanorrobôs, por exemplo.

O avanço é ainda mais interessante se considerado que, anteriormente, uma nanocâmera do tipo chegava a tirar fotos desfocadas e disformes, como você pode ver na imagem comparativa abaixo.

À esquerda, uma imagem desfocada do experimento anterior; à direita, uma foto tirada com o novo modelo de nanocâmera – Imagem: divulgação/Universidade de Princeton

Nanocâmera, metassuperfície e aprendizado de máquina

A nova microcâmera foi desenvolvida com base em duas principais tecnologias. A primeira delas é o aprendizado de máquina (também conhecido como machine learning), que é um tipo de inteligência artificial (IA) que oferece aos equipamentos eletrônicos uma forma de autoaprendizagem por meio de reconhecimento de padrões.

A outra é chamada de metassuperfície: uma tecnologia que permite construir, de maneira similar aos chips de computador, uma superfície cuja composição inclui diversas microantenas (1,6 milhão, para ser mais exato) capazes de manipular a luz.

Segundo Felix Heide, autor sênior do estudo e professor assistente de ciência da computação em Princeton, a junção da superfície óptica com os algoritmos de processamento da IA foram essenciais para permitir a criação das imagens nítidas em condições de luz natural – as versões anteriores do experimento exigiam condições ideais conseguidas apenas em laboratório para que as imagens saíssem com a alta qualidade.

As fotos tiradas pela nanocâmera são comparáveis ​​às feitas com câmeras equipadas com lentes convencionais, que são mais de 500 mil vezes o volume do nanoequipamento.

Comparativo de tamanho: a nanocâmera ao lado de uma lente de câmera convencional – Imagem: divulgação/Universidade de Princeton

“Embora a abordagem do design óptico não seja nova, este é o primeiro sistema que utiliza uma tecnologia óptica de superfície no front-end e processamento neural no back-end”, explicou Joseph Mait, consultor da Mait-Optik e ex-pesquisador sênior e cientista-chefe do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA.

“Tem sido um desafio projetar e configurar essas pequenas nanoestruturas para fazer o que você quiser”, afirmou Ethan Tseng, PhD em ciência da computação, estudante de Princeton e colíder do estudo que resultou no pequeno grande feito.

Além do avanço na saúde e em robótica, os pesquisadores trabalham atualmente para trazer melhorias à câmera ultracompacta que poderiam transformar tecnologias usadas no dia a dia, como câmeras de smartphones.

Segundo Heide, ao aplicar a inovação em celulares, isso poderia significar na prática que, em vez de precisar de câmeras na parte traseira para realizar uma fotografia ou vídeos em alta resolução, toda a parte de trás do aparelho funcionaria como uma grande superfície fotográfica.