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Após vinte anos de pesquisa, uma equipe da Universidade do Texas em Dallas (UTD) afirma ter aperfeiçoado um chip de imagem personalizado que permite que seu dispositivo móvel “veja” através das paredes.
Projetado com tecnologia semelhante aos scanners de segurança de pacotes empregados pelo pessoal das companhias aéreas, o chip é pequeno o suficiente para caber em quase todos os dispositivos móveis, transformando seu celular diário em um scanner estilo raio-X inspirado no Superman.
“Esta tecnologia é como a visão de raios X do Superman” disse Kenneth K. O, diretor do Texas Analog Center of Excellence (TxACE) e Distinguished University Chair da Texas Instruments na Escola Erik Jonsson de Engenharia e Ciência da Computação, em um comunicado à imprensa anunciando o novo dispositivo.
Embora a versão inicial do chip tenha como objetivo ajudar as pessoas a digitalizar pacotes antes de abri-los ou até mesmo encontrar fios ou pinos escondidos atrás de uma parede, a equipe por trás da criação do chip diz que também está explorando suas potenciais aplicações médicas. Eles também estão explorando usos para bombeiros ou trabalhadores industriais que precisam ver através da fumaça, neblina ou outros obstáculos que limitam sua visão, como se fossem do planeta Krypton.
Como o chip de imagem permite que seu celular veja através das paredes
Em um artigo de pesquisa Publicados no diário Transações IEEE em Ciência e Tecnologia TerahertzO. e sua equipe descrevem os anos de trabalho e avanços de engenharia que levaram ao desenvolvimento de seu chip de imagem superpoderoso que pode efetivamente ver através das paredes. A equipe também explicou como a tecnologia funciona, inclusive dissipando qualquer preocupação de que o dispositivo possa ser perigoso.
Por exemplo, o chip emite sinais de 300 GHz na banda de ondas milimétricas de frequências eletromagnéticas. Isso o coloca em algum lugar entre as microondas usadas pelos scanners de aeroportos e o infravermelho usado pelos sistemas de imagem IR. Os sinais neste comprimento de onda são invisíveis ao olho humano e não são considerados prejudiciais.
“Usamos sinais de 200 gigahertz a 400 gigahertz em vez de raios X, [like Superman]”, explicou o Dr. O., “o que pode ser prejudicial”.
Semelhante aos sistemas RADAR e SONAR que utilizam ondas de rádio e sonoras, respectivamente, para “visualizar” objetos obstruídos, e diferentemente dos dispositivos que use sombras e reflexos para construir uma aproximação do que está do outro lado de um obstáculo, as ondas emitidas pelo chip podem atravessar paredes ou outros materiais antes de ricochetearem em objetos sólidos do outro lado. Os sensores no chip coletam esses sinais refletidos e os convertem em uma imagem visível. Talvez surpreendentemente, os investigadores notam que as ondas nestas escalas podem criar imagens de definição relativamente alta, com pixels individuais tão pequenos como meio milímetro quadrado.
“Os pixels, que criam imagens detectando sinais refletidos de um objeto alvo, têm o formato de um quadrado de 0,5 mm, aproximadamente do tamanho de um grão de areia”, disse o Dr. Wooyeol Choi, professor assistente da Universidade Nacional de Seul e do autor correspondente do último artigo.
Melhorias na resolução e potência levaram ao chip compatível com dispositivos móveis
Em um 2022 estudar descrevendo uma iteração anterior do chip de imagem projetado para aplicações mais industriais, os pesquisadores disseram que um dos principais desafios para fazer o dispositivo operar em um chip pequeno o suficiente para caber em um dispositivo móvel era o uso de energia.
“O principal aspecto do gerador de imagens terahertz é tornar os pixels pequenos e de baixo consumo de energia”, disse o Dr. Wooyeol Choi, professor assistente de engenharia elétrica e de computação na Oklahoma State University e ex-professor assistente de pesquisa na UT Dallas, onde começou a trabalhar. sobre a tecnologia com o Dr. O. “Você precisa integrar um transmissor, receptor e antena em uma área tão pequena.”
Dois anos depois, a equipe afirma que a remoção de certos componentes e a minimização de outros resultaram em um chip pequeno o suficiente para ser usado em praticamente qualquer dispositivo móvel, resultando nesta versão mais recente do chip.
“Projetamos o chip sem lentes ou ópticas para que pudesse caber em um dispositivo móvel”, disse o Dr.
“Foram necessários 15 anos de pesquisa que melhoraram o desempenho dos pixels em 100 milhões de vezes, combinados com técnicas de processamento de sinal digital, para tornar possível esta demonstração de imagem”, acrescentou o Dr. Brian Ginsburg, diretor de RF/mmW e pesquisa de alta velocidade da Texas Instrument’s. Laboratórios Kilby. “Esta tecnologia disruptiva mostra a capacidade potencial de imagens reais em THz.”
Embora o dispositivo maior descrito na pesquisa da equipe de 2022 pudesse gerar imagens de objetos a poucos metros de distância, e a equipe esteja atualmente trabalhando em um scanner THz de nível industrial que pode ver objetos através de obstáculos de até 20 metros de distância, a equipe diz que restringiu o distância do chip de imagem do dispositivo móvel para apenas uma polegada devido a questões de segurança e privacidade.
Por exemplo, o Dr. O explicou que se um ladrão tentasse digitalizar sub-repticiamente o conteúdo da bolsa ou mala de viagem de alguém, o perpetrador precisaria estar tão próximo que a vítima em questão quase certamente saberia o que estava fazendo. Ainda assim, os pesquisadores observam que uma futura iteração do chip que pode ver através das paredes pode operar até uma distância de 12 centímetros.
As aplicações potenciais incluem segurança, direção autônoma e equipes de resgate
Embora o chip que pode ver através das paredes ainda não esteja disponível para compra, a equipe afirma que já tem como alvo vários usos potenciais. Por exemplo, a equipe diz que um scanner THz poderia ser integrado em sistemas de veículos autônomos para ajudá-los a navegar em condições climáticas adversas ou outras condições perigosas nas estradas que limitam a visibilidade. Nesses casos, um aplicativo que utiliza seu scanner pode apresentar ao motorista o contorno de um carro ou outra obstrução que pode não ser visível através de chuva forte ou neblina densa.
Dr. O também seu dispositivo e sua tecnologia também poderiam ser adaptados para uso em ambientes industriais onde a visibilidade é limitada. Por exemplo, poderia ajudar com inspeções não invasivas de embalagens ou até mesmo ajudar equipes de resgate ou outros socorristas em situações de salvamento de vidas.
“A tecnologia permite que você veja em ambientes com deficiência visual”, explicou o Dr. “Em ambientes industriais, por exemplo, dispositivos que utilizam microchips poderiam ajudar nas inspeções de embalagens para controle do processo de fabricação, monitoramento do teor de umidade ou visualização do vapor. Se você é bombeiro, isso pode ajudá-lo a enxergar através da fumaça e do fogo.”
O estudante de graduação em engenharia elétrica Walter Sosa Portillo, que está trabalhando com o Dr. O, diz que está atualmente investigando possíveis aplicações médicas para seu novo chip de digitalização. Quanto ao motivo pelo qual ele se juntou ao esforço, Portillo diz que achou a ideia simplesmente “legal” demais para ser deixada de lado.
“No primeiro dia em que cheguei à orientação, eles falaram sobre a pesquisa do Dr. O”, disse Portillo, “e achei muito interessante e muito legal poder ver através das coisas”.
Christopher Plain é romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciências do The Debrief. Siga e conecte-se com ele no X, conheça seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em christopher@thedebrief.org.
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