Los sistemas de visión actuales para robots y drones se basan en sensores 3D potentes, pero que a veces no pueden seguir el ritmo del movimiento rápido e impredecible del mundo real. Estos sistemas a menudo tienen dificultades para medir la velocidad instantáneamente o son demasiado voluminosos y costosos para el uso diario. Ahora, en un artículo publicado en la revista Nature, científicos han anunciado el desarrollo de un sensor de imagen 4D en un chip que crea mapas 3D de un entorno mientras rastrea simultáneamente la velocidad de los objetos en movimiento.
Sensores en un chip
Los investigadores construyeron un arreglo de plano focal (FPA), una cuadrícula física de 61.952 píxeles estacionarios grabados en un único chip de silicio. Cada uno es un sensor diminuto que emite luz láser hacia una escena y detecta la señal reflejada.
Para «ver» su entorno, la luz láser de una fuente externa se introduce en el chip. Esta luz se dirige a través del chip mediante una red de conmutadores ópticos que la dirigen secuencialmente a grupos de píxeles. Cada píxel utiliza entonces una técnica llamada FMCW LiDAR para medir la señal de retorno, que luego se procesa para determinar la distancia y la velocidad. En muchos sistemas LiDAR, un conjunto de píxeles envía la luz y otro la recibe, pero aquí, todos los píxeles tanto envían como reciben, lo que hace que el sistema sea mucho más compacto.
Además, el chip utiliza un haz láser continuo en lugar de pulsos cortos de luz, como es habitual en los sensores tradicionales. La ventaja de esto es que permite al sensor detectar pequeños cambios en la frecuencia de las ondas de luz. Esto permite al chip calcular la distancia y la velocidad de un objeto al mismo tiempo.
Medición de distancia y velocidad simultáneamente
El equipo probó su sensor en un chip en varios entornos para ver cómo podía manejar diferentes distancias y movimientos. Escaneó escenas y luego las reconstruyó en mapas digitales 3D compuestos por miles de puntos de datos. El sistema mapeó con éxito habitaciones interiores a una distancia de 6 a 11 metros.
Para probar su alcance, los científicos apuntaron el chip a un edificio a 65 metros de distancia, y fue lo suficientemente potente como para capturar detalles como ventanas y balcones. También probaron su innovación en un disco giratorio, y midió su velocidad instantáneamente.
«Esta es la primera demostración de un FPA coherente a gran escala con todos los componentes electrónicos asociados integrados en el chip, lo que conduce a la estructura de costes necesaria para una adopción generalizada», escribió el autor correspondiente Remus Nicolaescu.
El equipo aún tiene trabajo por hacer en el chip, como aumentar la resolución y extender su alcance. Una vez que salga del laboratorio, podría hacer más que simplemente ayudar a robots y drones. La tecnología también podría mejorar las cámaras digitales, incluidas las de nuestros teléfonos.
Escrito para ti por nuestro autor Paul Arnold, editado por Gaby Clark, y verificado y revisado por Robert Egan—este artículo es el resultado de un cuidadoso trabajo humano. Dependemos de lectores como tú para mantener vivo el periodismo científico independiente. Si esta información te importa, por favor considera una donación (especialmente mensual). Obtendrás una cuenta sin publicidad como agradecimiento.
Detalles de la publicación
Francesca Fabiana Settembrini et al, A large-scale coherent 4D imaging sensor, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10183-6
© 2026 Science X Network
Citación: Nuevo chip permite a los robots «ver» en 4D rastreando la distancia y la velocidad simultáneamente (2026, 13 de marzo) recuperado el 14 de marzo de 2026 de https://techxplore.com/news/2026-03-chip-robots-4d-tracking-distance.html
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