Un láser que ve forma y composición a la vez exprés
Un lidar convencional es como un pintor que dibuja un paisaje pero solo ve sombras grises. Mide con precisión la distancia a cada punto, pero no puede decir si eso es piedra, madera o plástico. Para conocer la composición se necesita un espectrómetro, un dispositivo aparte que funciona lentamente y no sigue el ritmo de un escáner rápido.
El nuevo sistema resuelve este problema de otra manera. En lugar de un solo láser con una única longitud de onda, utiliza una fuente de banda ancha, como la luz blanca, en la que se mezclan todos los colores a la vez. El láser emite destellos aleatorios, y cada destello lleva su propio conjunto de colores. La luz reflejada la capta un único detector, no una cámara con millones de píxeles, sino un simple punto. Parece poco, pero aquí entra en juego la codificación: a cada destello se le asigna un patrón propio, y a partir de la respuesta del detector se reconstruyen tanto la forma como el color.
La velocidad es enorme: 60,5 millones de líneas por segundo, como si un pintor pudiera dibujar un rascacielos entero en un instante. La precisión de 0,02 milímetros permite ver un arañazo en una moneda. Y el espectro, con una resolución de 1,4 nanómetros en el rango de 1100 a 1250 nanómetros, revela qué moléculas hay en cada punto. El mismo dispositivo construye un mapa 3D y determina si lo que tiene delante es una hoja de planta, un trozo de metal o una gota de aceite.
Las aplicaciones prácticas están cerca. En agricultura de precisión, ayudará a aplicar fertilizantes solo donde se necesitan. En una fábrica, permitirá comprobar la calidad de las piezas al momento. Y en la monitorización ambiental, servirá para vigilar la composición de las emisiones o el estado de los bosques. Todo ello sin voluminosos espectrómetros ni largas mediciones.
El pintor de la primera analogía, por fin, ha conseguido pinturas: ya no solo dibuja contornos, sino que pinta un cuadro del mundo a todo color, rápido y con un nivel de detalle nunca visto.
El espectro en el rango de 1100 a 1250 nanómetros cae en el infrarrojo cercano, que el ojo humano no ve, pero es precisamente donde muchos materiales tienen sus «huellas dactilares» características, que permiten distinguir, por ejemplo, el suelo seco del húmedo.