Estos avances podrían ocurrir debido a los metamateriales, que hacen posible controlar los rayos de luz con la misma facilidad con que los chips de computadora controlan la electricidad. “Metamateriales” se refiere a una amplia clase de materiales manufacturados compuestos por estructuras que son más finas que la longitud de onda de la luz visible, las ondas de radio y otros tipos de radiación electromagnética. Brindan a los ingenieros la capacidad de diseñar nuevos tipos de sensores ultra económicos.
“Estamos entrando en la fase de consumo para los metamateriales”, dijo Alan Huang, director de tecnología de Terabit Corporation, una consultoría del Silicon Valley, que realizó una investigación temprana en computación óptica. “Irá mucho más allá de las cámaras y los proyectores y dará lugar a cosas que no esperamos. Es realmente un campo de los sueños”.
Los primeros productos de consumo que harán uso de los metamateriales serán los teléfonos inteligentes, pero la capacidad de controlar las ondas de luz en nuevas formas también hará posible productos como lentes de realidad aumentada que traslapen imágenes computarizadas en el mundo real.
Las tecnologías en sí no son nuevas. A principios del siglo 19, el físico francés Augustin-Jean Fresnel propuso la idea de aplanar y aligerar los lentes ópticos empleando una serie de ranuras concéntricas para enfocar la luz.
Los metamateriales son construidos con subcomponentes más pequeños que la longitud de onda del tipo de radiación que están diseñados para manipular. Para hacer un lente con metamateriales, se rebana el silicio lo suficientemente delgado para que sea transparente, y luego se pueden incrustar estructuras en la capa delgada que enfocan la luz a medida que pasa.
Una de las primeras personas en darse cuenta del potencial comercial de esto fue Nathan Myhrvold, un físico y ex director de Microsoft Research.
“Cuando me metí en esto por primera vez fue bastante controversial”, dijo.
Desde entonces, Myhrvold ha fundado media docena de compañías basadas en las tecnologías. Varias van tras mercados ópticos del consumidor, incluida Lumotive, una empresa de Seattle que desarrolla un sistema de imágenes lidar sin partes móviles.
Los lidars utilizan lásers para crear mapas precisos de objetos circundantes hasta distancias de cientos de metros. Son muy utilizados por empresas que desarrollan vehículos autónomos y, en la actualidad, son en su mayoría sistemas mecánicos que hacen girar rápidamente un rayo láser para crear un mapa. Lumotive utiliza tecnología de pantalla de cristal líquido para “dirigir” un rayo de luz láser, lo que resulta en un sistema mucho menos costoso que podría ser usado en nuevas aplicaciones, como drones de reparto y aspiradoras inteligentes.
Puesto que la industria automotriz está repleta de fabricantes de lidar, los directivos de la compañía Lumotive han reenfocado sus esfuerzos en robots domésticos e industriales.
“Vamos en una dirección en la que uno de los otros atributos que tenemos es la capacidad de escalar estas cosas a un tamaño muy pequeño, lo que nos hace únicos”, dijo Bill Colleran, director ejecutivo y cofundador de Lumotive.
Otra compañía que intenta aprovechar el potencial de los metamateriales es Metalenz, fundada en 2017 por Robert Devlin y Federico Capasso, que ahora trabaja en una nueva forma de fabricar lentes ópticos usando tecnologías de fabricación de chips de computadora potentes y económicos.
Muchos tipos de metamateriales son manufacturados usando el mismo equipo que fabrica chips de computadora. Eso presagia una generación de chips baratos que aprovechen la luz, casi igual como los chips podían aprovechar la electricidad en los años 60. Será posible fabricar a bajo costo decenas de miles o incluso millones de lentes bidimensionales que puedan curvar la luz basándose en patrones de materiales transparentes incrustados en su superficie a una fracción del costo de los lentes ópticos de hoy.
La pregunta que deben responder estas empresas es si pueden ofrecer el suficiente rendimiento mejorado y menor costo para convencer a los fabricantes de dejar de usar sus componentes actuales (en este caso, lentes de plástico baratos).
2021 The New York Times
