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El nuevo dispositivo de "ojo humano" podría diagnosticar enfermedades

Los científicos han creado un novedoso dispositivo de imágenes inspirado por el ojo humano, que puede ayudar a diagnosticar enfermedades humanas y monitorear sustancias peligrosas. Esto es según un estudio publicado en la revista Letras de Óptica.

Investigadores de la Universidad de Freiburg en Alemania dicen que esperan que algún día, la tecnología genere nuevos instrumentos de imágenes y microscopios que puedan usarse en medicina e investigación científica, como dispositivos para detectar los primeros signos del cáncer de piel.

Según los investigadores, el nuevo sistema de imágenes es la primera tecnología que muestra capacidades de imagen de un nivel tan alto, mediante la sustitución de lentes sólidas convencionales por una "lente" maleable y un componente líquido que actúa como un "iris".

Los científicos dicen que el sistema también enfoca la luz casi tan bien como su contraparte en el ojo.

Dispositivo basado en la mecánica del ojo humano

Para explicar cómo se creó el sistema de imágenes, los investigadores primero explican la mecánica de la inspiración detrás de él: el ojo humano.

El ojo está formado por músculos que afectan a una lente estirable con el fin de cambiar la distancia focal, la distancia entre la lente y el punto donde los rayos de luz se enfocan. Para controlar la cantidad de luz que pasa a través de la lente, el iris del ojo se abre y se cierra.

A partir de este conocimiento, los investigadores combinaron dos elementos de imagen que habían creado previamente para desarrollar el nuevo dispositivo.

En primer lugar, al usar silicona, crearon una lente que está rodeada por varios mini motores que pueden ajustar el enfoque al dañar la lente.

Hans Zappe, profesor de micro óptica de Gisela y Erwin Sick en la Universidad de Friburgo y coautor del artículo, dice:

"Lo que estamos haciendo ahora es un medio completamente diferente de hacer la afinación. Puedes apretarla y estirarla tal como tus ojos se aprietan y estira su lente para ajustar su distancia focal".

En segundo lugar, los investigadores incorporaron un componente similar al iris en frente de la lente. Esto contiene dos líquidos dentro de una sola cámara plana.


Esto muestra el componente 'iris' del nuevo dispositivo de imágenes creado por investigadores de la Universidad de Freiburg, Alemania.
Crédito: © Gisela y Erwin Sick Cátedra de Micro-óptica

Uno de los líquidos es opaco y rodea el líquido transparente. Los investigadores dicen que esto forma lo que parece ser "una dona de tinta negra".

Explican que debido a que el líquido transparente es a base de aceite, los dos líquidos permanecen separados. Además, ambos líquidos tienen la misma densidad, por lo que permanecen en su lugar si el dispositivo gira o se agita.

Los investigadores aplicaron un voltaje eléctrico a los líquidos, llamado electrowetting, para cambiar algunas de sus propiedades. Esto significaba que los líquidos podían ser manipulados, lo que permitía a los investigadores expandir y contraer los anillos oscuros para que más o menos luz pudiera atravesar el líquido transparente en el centro.

El dispositivo es "estado del arte"

Los investigadores probaron la óptica del dispositivo en detalle y analizaron cuánto podía distorsionar una imagen.

Descubrieron que los dos componentes principales, los líquidos similares al iris y el iris deformable, pueden diseñarse para compensar cualquier rareza en el otro.

El Dr. Zappe dice que esto da como resultado una mejor calidad óptica que el uso de los componentes por separado.

Agrega que aunque el dispositivo puede no ser tan bueno como los actuales visualizadores visuales convencionales, es "estado de la técnica" para un dispositivo sintonizable.

Los investigadores planean reducir aún más el tamaño del dispositivo, pero el Dr. Zappe dice que su principal prioridad es agregar más funcionalidad:

"Lo que estamos viendo es crear imágenes de alta calidad en las que tengamos la capacidad de crear imágenes de cosas que una persona normal no podría ver".

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