Imágenes: No sólo lo que el ojo ve…

La semana pasada tuvimos la primera actividad en el IMA: el especial en imágenes tanto ópticas tanto “sonoras” (IMA Tutorial: Radar and Optical Imaging). Margaret Cheney del Rensselaer Polytechnic Institute nos ponía al día en el campo de las aplicaciones y desarrollo de tecnología de radares, tristemente asociadas casi por completo a temas militares (reconocimiento de terreno, movimientos de tropas, estructuras, etc). Por otro lado, David Brady de la Universidad de Duke, nos explicaba cómo funciona y ha sido desarrollada la última tecnología óptica (cámaras digitales, hologramas…), pero salpicados aquí y allá con menciones a los antiguos métodos de captar lo que vemos (fotografía química, cámaras de micro-orificio, cámaras de televisión…).

El especial sobre radares muestra cómo esta tecnología está basada en tres conceptos básicos de la física y la matemática: La transformada de Fourier, la ecuación de ondas en varias variables, y las equaciones de Maxwell. Manejando estos conceptos y con manipulaciones algebraico-analíticas básicas de las ecuaciones en juego, uno es capaz de conseguir explicar y sacar provecho del comportamiento de las ondas de sonido emitidas y recibidas por antenas.
Todo el mundo conoce el funcionamiento básico: la antena emite ondas con ciertas frecuencias que viajan por el aire con mucha velocidad y, al encontrarse algún objeto rebotan y regresan al emisor/receptor. Pero muchas dudas surgen, que tan sólo científicos adiestrados oportunamente son capaces de preguntarse y responder. Por ejemplo: ¿Cómo afecta la frecuencia de la señal emitida a la información que recibimos de los radares? Esta pregunta y su solución dieron lugar al amplio abanico de diferentes equipos que tenemos hoy en día: las pantallas de control aéreo (la forma más básica que existe); radares meteorológicos que obtienen señal exclusivamente de las formaciones nubosas, consiguiendo despreciar por completo otros objetos de mayor masa como aves y aviones; los radares dopler que usa la policía para medir tu velocidad en la carretera, etc.

Otro ejemplo: ¿Es posible usar un radar para tomar imágenes tridimensionales de un terreno, incluso si éste se halla bajo condiciones extremas climáticas? La respuesta es afirmativa; de hecho, el método es muy sencillo, pero es como lo del huevo de Colón: no se te ocurre hasta que alguien te da una pista, y entonces se convierte en algo completamente trivial. ¿Intrigados? Pinchad en la imagen que acompaña estas líneas para ver un ejemplo.
Otro campo muy abierto a investigación está asociado a la forma física de las antenas, y cómo ésta afecta a la eficacia y las propiedades de extraer información de ciertos objetos. Un ejemplo, ¿sabéis que forma tienen las antenas de vuestros teléfonos móviles?
Si queréis conocer más detalles, sois bienvenidos a bajar todo el material que fue explicado, así como seguir las exposiciones en los vídeos de las conferencias de los presentadores desde las páginas del IMA: Radar Imaging: Notes, Presentation Slides and Videos. En especial, prestad atención a los últimos minutos de la excelente presentación final, en la que se describen algunos de los problemas abiertos y líneas de investigación actual: SpotLight/StripMap SAR, Understanding SAR images, State of the Art, Current Research and Open Problems.

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