Un nuevo dispositivo de imagen permite leer libros cerrados

En el último número de Nature Communications, los investigadores describen un prototipo del sistema, qui probaron en una pila de papeles, cada uno con una letra impresa. El sistema fue capaz de identificar correctamente las letras en las nueve hojas superiores.

"El Museo Metropolitano de Nueva York mostró mucho interés en esto, porque quieren, por ejemplo, buscar en libros antiguos que no quieren tocar" dice en un comunicado Barmak Heshmat, un científico de investigación en el MIT Media Lab y primer autor del nuevo trabajo. A su juicio, el nuevo sistema podría usarse para analizar materiales organizados en capas delgadas, tales como revestimientos sobre piezas de maquinaria o productos farmacéuticos.

Los investigadores del MIT desarrollaron los algoritmos que adquieren las imágenes de las hojas individuales en pilas de papel, e investigadores de Georgia Tech que colaboran en el proyecto desarrollaron el algoritmo que interpreta la imagen distorsionada o incompleta en forma de letras individuales. "En realidad da un poco de miedo", dice Heshmat sobre el algoritmo de interpretación de cartas. "Una gran cantidad de sitios web tienen certificaciones de letras para que demuestres que no eres un robot, y este algoritmo se puede procesar una gran cantidad de ellos."

El sistema utiliza la radiación de terahercios, la banda de las microondas entre la radiación electromagnética y la luz infrarroja, qui tiene varias ventajas sobre los demás tipos de ondas que pueden penetrar superficies, tales como los rayos X o las ondas de sonido. La radiación de terahercios ha sido ampliamente investigada para su uso en el control de seguridad, porque diversas sustancias químicas absorben diferentes frecuencias de radiación de terahercios en diferentes grados, produciendo firmas distintivas de frecuencia para cada uno. Perfiles de frecuencias de terahercios pueden distinguir entre tinta y papel en blanco, de una manera que los rayos X no pueden.

El sistema explota el hecho de que entre les páginas de un libro quedan atrapadas diminutas bolsas de aire sólo unos 20 micrómetros de profundidad. La diferencia en el índice de refracción --el grado al que se dobla la luz-- entre el aire y el papel significa que el límite entre los dos reflejará una radiación de terahercios a un detector.

En la configuración de los investigadores, una cámara de terahercios estándar emite ráfagas ultracortas de radiación, y el sensor incorporado en la cámara detecta Sus reflexiones. A partir del momento de llegada de las reflexiones, el algoritmo puede medir la distancia a las diferentes páginas del libro.

La información sobre la distancia de las páginas permite que el algoritmo afine en tan sólo las señales de terahercios cuyos tiempos de llegada sugieren que son verdaderas reflexiones. A continuación, se reunen dos medidas diferentes de la energía reflejada, suposiciones de los perfiles de energía de ambas reflexiones y las estadísticas de ruido, para extraer información sobre las propiedades químicas de las superficies reflectantes.

En ese momento, el algoritmo puede deducir correctamente la distancia desde la cámara a las 20 primeras páginas en una pila, pero más allá de una profundidad de nueve páginas, la energía de la señal reflejada es tan baja que las diferencias entre las firmas de frecuencia quedan inundadas por el ruido.