Hoy en día los coches autónomos necesitan ojos capaces de atravesar la niebla espesa para ser realmente seguros, condiciones donde el ojo humano no llega

Imagina que conduces de noche por una carretera de montaña y de repente una niebla espesa lo envuelve todo. Tus ojos no ven más allá de dos metros y las cámaras de tu coche autónomo se quedan ciegas ante el espeso manto blanco. Es en momentos así donde una tecnología capaz de proporcionar seguridad al conductor cobra sentido.

Antes esta tecnología era muy cara e imposible de conseguir para cualquier persona, sin embargo, ahora un equipo internacional de científicos liderado por el profesor Jong-Soo Lee, del Institute of Science and Technology (DGIST) en colaboración con el KIST y el KIMS, acaba de presentar una solución: un sensor de imagen infrarroja capaz de atravesar obstáculos visuales con una nitidez sin precedentes y a bajo coste.

Este nuevo sensor es un fotodetector híbrido de alto rendimiento capaz de capturar imágenes en el espectro infrarrojo de onda corta (SWIR) que promete transformar no solo sectores como la conducción autónoma, sino también la vigilancia, la robótica y la imagen médica.

Coches autónomos capaces de verlo todo

Nuestros ojos, así como las cámaras de los móviles ven lo que se denomina “luz visible”, el problema es que esta luz puede ser bloqueada fácilmente por pequeñas partículas, como gotas de agua de niebla o motas de polvo. La solución a este problema se encuentra en el infrarrojo de onda corta (SWIR), que son ondas de luz que tienen una longitud mayor, lo que les permite esquivar los obstáculos que hay en el aire y revelar qué hay detrás.

Hasta ahora, estos sensores SWIR de alta calidad se fabricaban con materiales muy caros, como el arseniuro de galio e indio, y empleando procesos altamente complicados, por lo que su uso se limitaba a satélites o a tecnología militar, pero el estudio publicado en Advanced Materials ha conseguido cambiar las cosas.

El descubrimiento se basa en una estructura híbrida que combina dos materiales a escalas diminutas:

  • Puntos cuánticos (0D): son partículas nanoscópicas de telururo de plata (Ag2Te). Algo así como unas antenas ultra eficientes que atrapan la luz infrarroja.
  • Materiales bidimensionales (2D): una capa de disulfuro de molibdeno (MoS2) tan fina como un átomo. Mientras que los puntos cuánticos atrapan la luz, esta capa actúa como una autopista de alta velocidad que transporta la señal eléctrica de forma casi instantánea.

Al combinar estas dos dimensiones, 0D y 2D, los investigadores han logrado un sensor que no solo es extremadamente sensible a la luz débil, sino que además responde a gran velocidad, lo que resulta vital cuando un coche autónomo debe tomar una decisión en cuestión de milisegundos.

Seguridad a bajo coste

Aunque toda esta tecnología suena increíble, podríamos decir que el verdadero avance que proporciona este estudio no se basa en el funcionamiento del sensor, sino en la capacidad que tiene de ser escalable. Los investigadores han conseguido fabricar una matriz de 32×32 píxeles, demostrando que esta tecnología se puede integrar en los procesos de fabricación de los microchips actuales (CMOS), reduciendo de forma drástica los costes de fabricación y abriendo la puerta a la producción en serie.

Las posibilidades de este sistema son enormes, aunque está pensado para los vehículos de conducción autónoma, una vez se comience a implantar se podría utilizar en otros terrenos como en lo drones de rescate, haciéndolos capaces de localizar personas en edificios llenos de humo durante un incendio, por ejemplo.

También se podrán utilizar en agricultura de precisión, integrando este sistema en cámaras para detectar el estado de salud de los cultivos, analizando la humedad bajo las hojas, o en seguridad médica, donde estos sensores permitirían ver vasos sanguíneos a través de la piel sin necesidad de utilizar ningún tipo de radiación dañina.

Este estudio, es un triunfo para la nanotecnología, y un paso decisivo hacia un mundo donde la oscuridad, la niebla o el humo dejen de ser barreras para nuestra seguridad.

REFERENCIA
High-gain Ag2Te/MoS2 hybrid photodetectors for short-wave infrared imaging