Tendencias21

Crean una cámara de vídeo que se autoabastece de energía

Científicos de la Universidad de Columbia han diseñado una cámara de vídeo que se autoalimenta, es decir, que no requiere una fuente externa de energía. Para ello utiliza sus fotodiodos internos, además de funcionar como píxeles que captan la imagen, también lo hacen como mini-paneles solares, que transforman la luz en energía. Recientemente, científicos estadounidenses han diseñado además un teclado de ordenador auto-alimentado. Por Carlos Gómez Abajo.

Crean una cámara de vídeo que se autoabastece de energía

Un equipo de investigación dirigido por Shree K. Nayar, profesor de Ciencias de la Computación en la Universidad de Columbia (Nueva York), ha inventado un prototipo de cámara de vídeo que se autoalimenta completamente: puede producir una imagen cada segundo, por tiempo indefinido, de una escena de interior bien iluminada.

Diseñaron un píxel que no sólo puede medir la luz incidente, sino también convertirla en energía eléctrica. El equipo presenta su trabajo en la Conferencia Internacional sobre Fotografía Computacional, en la Universidad de Rice (Houston), del 24 al 26 de abril.

«Estamos en medio de una revolución de la imagen digital», dice Nayar, que dirige el Laboratorio de Visión Informática de la universidad, en la nota de prensa de ésta. En el último año, aproximadamente dos mil millones de cámaras de varios tipos se vendieron en todo el mundo. «Una cámara que puede funcionar para siempre como un dispositivo sin ataduras, sin ninguna fuente de alimentación externa, sería increíblemente útil».

Nayar se dio cuenta de que a pesar de las cámaras digitales y los paneles solares tienen medidas propósitos diferentes -unas miden la luz mientras que los otros convierten la luz en energía-, ambos están construidos esencialmente a partir de los mismos componentes.

En el corazón de cualquier cámara digital hay un sensor de imágenes, un chip con millones de píxeles. El dispositivo clave del píxel es el fotodiodo, que produce una corriente eléctrica cuando se expone a la luz. Este mecanismo permite a cada píxel medir la intensidad de la luz que recibe.

El mismo fotodiodo también se utiliza en paneles solares para convertir la luz incidente en energía eléctrica. El fotodiodo de un píxel de la cámara se utiliza en el modo fotoconductor, mientras que en una célula solar se utiliza en el modo fotovoltaico.

Nayar y sus colegas utilizaron componentes ya existentes para fabricar un sensor de imagen con 30×40 píxeles. En su prototipo de cámara, que está alojado en una carrocería impresa en 3D, el fotodiodo de cada píxel siempre opera en el modo fotovoltaico.

Diseño

El diseño del píxel es muy simple, y utiliza sólo dos transistores. Durante cada ciclo de captura de imagen, los píxeles se usan primero para grabar y leer la imagen y luego para captar energía y cargar la fuente de alimentación del sensor de imagen: El sensor de imagen cambia continuamente entre la captura de imágenes y el modo de aprovechamiento de energía.

Cuando la cámara no se utiliza para capturar imágenes, puede utilizarse para generar energía para otros dispositivos, tales como un teléfono o un reloj.

Nayar señala que el sensor de imagen podría utilizar una batería recargable y cargarla a través de su capacidad de recolección de energía: «Pero adoptamos un enfoque extremo para demostrar que el sensor es de hecho realmente autoalimentable y utiliza sólo un condensador para almacenar la energía obtenida.»

«En el pasado se habían propuesto algunos diseños diferentes para sensores de imagen que podían captar energía. Sin embargo, nuestro prototipo es la primera demostración de una cámara de vídeo totalmente autoalimentada», continúa. «Creemos que nuestros resultados son un importante paso adelante en el desarrollo de toda una nueva generación de cámaras que puedan funcionar mucho tiempo, idealmente para siempre, sin ser alimentadas externamente».

Teclado auto-alimentado

El pasado enero, científicos de la Universidad Tecnológica de Georgia (EE.UU.) presentaron un teclado de ordenador autoalimentado, que además proporciona un sistema de seguridad, porque memoriza cómo presiona las teclas su usuario legítimo. El dispositivo genera electricidad cuando las yemas de los dedos entran en contacto con los materiales plásticos de múltiples capas que componen el dispositivo.

Cada golpe en las teclas produce una señal eléctrica compleja que puede ser registrada y analizada, explican los investigadores. Los teclados convencionales registran los contactos como tales, pero los inteligentes capturan la información sobre la cantidad de fuerza aplicada y el tiempo transcurrido entre una pulsación y la siguiente. Tal estilo de escritura es exclusivo de cada individuo, por lo que podría proporcionar una nuevo biométrica para proteger a los equipos de su uso no autorizado.

Además, el nuevo teclado también podría generar suficiente electricidad para cargar un pequeño dispositivo electrónico portátil o un transmisor, para que el teclado sea inalámbrico.

Un efecto conocido como la electrificación de contacto genera corriente cuando las yemas de los dedos del usuario tocan un material plástico revestido de una capa de material de electrodo. El voltaje se genera a través de los efectos de inducción triboeléctrica y electrostática. Utilizando el efecto triboeléctrico, se puede producir una pequeña carga cuando los materiales se ponen en contacto y luego se separan.

Nuestra piel es dieléctrica y tenemos cargas electrostáticas en los dedos, señalan los investigadores. «Cualquier cosa que tocamos puede llegar a cargarse.»

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China 9 febrero, 2024
    Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21
  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia