WC Hsu y otros, Nano Letters, 2024
El reconocimiento facial es una característica común para desbloquear teléfonos inteligentes y sistemas de juegos, entre otros usos. Pero la tecnología actualmente depende de proyectores y lentes voluminosos, lo que dificulta su aplicación más amplia. Los científicos ahora han desarrollado un nuevo sistema de reconocimiento facial que emplea una óptica más plana y simple que también requiere menos energía, según un artículo reciente publicado en la revista Nano Letters. El equipo probó su sistema prototipo con una réplica en 3D del famoso cuadro de Miguel Ángel. David escultura y descubrió que reconocía la cara tan bien como el reconocimiento facial de los teléfonos inteligentes existentes.
Los actuales sistemas comerciales de imágenes 3D en teléfonos inteligentes (como el iPhone de Apple) extraen información de profundidad mediante luz estructurada. Un proyector de puntos utiliza un láser para proyectar un patrón de haz pseudoaleatorio en el rostro de la persona que mira una pantalla bloqueada. Lo hace gracias a varios otros componentes incorporados: un colimador, una guía de luz y lentes especiales (conocidos como elementos ópticos difractivos o DOE) que dividen el rayo láser en una serie de unos 32.000 puntos infrarrojos. Luego, la cámara puede interpretar ese patrón de haz proyectado para confirmar la identidad de la persona.
Incluir todos esos componentes ópticos como los láseres hace que los proyectores de puntos comerciales sean bastante voluminosos, por lo que puede ser más difícil de integrar para algunas aplicaciones como la robótica y la realidad aumentada, así como la próxima generación de tecnología de reconocimiento facial. También consumen una cantidad significativa de energía. Entonces, Wen-Chen Hsu, de la Universidad Nacional Yang Ming Chiao Tung y el Instituto de Investigación Hon Hai en Taiwán, y sus colegas recurrieron a componentes ópticos ultrafinos conocidos como metasuperficies en busca de una posible solución. Estas metasuperficies pueden reemplazar componentes más voluminosos para modular la luz y han demostrado ser populares para sensores de profundidad, endoscopios y tomografía. y sistemas de realidad aumentada, entre otras aplicaciones emergentes.
WC Hsu et al., Nanoletters, 2024
Hsu et al. construyeron su propio sistema de reconocimiento facial con detección de profundidad que incorpora un holograma de metasuperficie en lugar del elemento óptico difractivo. Reemplazaron el láser emisor de superficie de cavidad vertical estándar (VCSEL) por un láser emisor de superficie de cristal fotónico (PCSEL). (La estructura de los cristales fotónicos es el mecanismo detrás de los brillantes colores iridiscentes en las alas de las mariposas o en los caparazones de los escarabajos). El PCSEL puede generar su propio haz de luz altamente colimado, por lo que no había necesidad de la voluminosa guía de luz ni de las lentes de colimación utilizadas en el VCSEL. sistemas de proyectores de puntos basados en
El equipo probó su nuevo sistema en una réplica del busto de David, y funcionó tan bien como el reconocimiento facial de teléfonos inteligentes existente, basado en la comparación de los patrones de puntos infrarrojos con fotografías en línea de la estatua. Descubrieron que su sistema generaba casi una vez y media más puntos infrarrojos (unos 45.700) que la tecnología comercial estándar, a partir de un dispositivo que es 233 veces más pequeño en términos de superficie que el proyector de puntos estándar. «Es un sistema compacto y rentable que se puede integrar en un solo chip mediante el proceso de chip invertido de PCSEL», escribieron los autores. Además, «la metasuperficie permite la generación de patrones de luz personalizables y versátiles, ampliando la aplicabilidad del sistema». Además, es más eficiente energéticamente.
Nano Letters, 2024. DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05002 (Acerca de los DOI).
Imagen de listado de WC Hsu et al., Nano Letters, 2024