Investigador del Optolab PUCV, junto a la Universidad de Tokio, publican una técnica basada en inteligencia artificial capaz de reconstruir un video, a través de medios turbios y sin intervención invasiva.
El Dr. Felipe Guzmán, investigador postdoctoral del Optolab, aborda en su nuevo artículo un método vanguardista para formar imágenes a través de objetos o medios que distorsionan la luz — como la atmósfera o la piel — utilizando técnicas de aprendizaje profundo.
En 2023, el Dr. Guzmán realizó una pasantía doctoral en el Laboratorio de Ciencias de la Información de la Universidad de Tokio, dirigido por el Dr. Ryoichi Horisaki. Allí se introdujo en el estudio de visión a través de medios turbios, donde aportó desde su experiencia en sensado compresivo, expandiendo la investigación más allá de la imagen estática hacia la reconstrucción de video.
El artículo, publicado en abril de 2025, se titula “Snapshot video through dynamic scattering medium based on deep learning” y representa la segunda colaboración entre ambos investigadores. El trabajo aborda uno de los grandes desafíos de la óptica contemporánea: cómo ver a través de medios irregulares y dinámicos que dispersan la luz.
Además, los investigadores impusieron una restricción adicional: el método debía ser no invasivo. “Por ejemplo, cuando hacemos óptica adaptativa, disparamos un láser o usamos una estrella para guiarnos. Aquí asumimos que no existe ninguna referencia. Lo que lo hace muy versátil, ya que si queremos ver a través de la piel no necesitamos abrirla”, explica el Dr. Guzmán.
Aunque existen técnicas previas para hacer imágenes a través de medios turbios, estas presentan limitaciones en entornos que fluctúan o no son estables, ya que dependen de soluciones capaces de mantener consistencia espacial y temporal. En cambio, el método propuesto por Guzmán y Horisaki permite reconstruir un video completo a partir de una única imagen, sin necesidad de grandes volúmenes de datos.
“Los métodos tradicionales son iterativos y tienen que ir refinando la solución”, señala el investigador. “En cambio, este nuevo procedimiento basado en aprendizaje profundo es una solución instantánea, uno entrega la imagen y devuelve el video”.
El método fue probado experimentalmente en las mesas ópticas del Laboratorio de Optoelectrónica PUCV, utilizando un difusor —una placa con polvo en su interior— como medio turbio.
“El área experimental fue el mayor reto”, comenta el Dr. Guzmán. “Tuve que aprender cómo medir, ya que cuando uno ve el objeto, puede enfocarlo; pero si no lo ves, ¿Cómo lo enfocas? Trae una serie de desafíos experimentales que fueron nuevos para mí”.
Como próximos pasos, el equipo espera probar el método con otros materiales difusores, como pechugas de pollo o cáscaras de huevo. “Como no caracterizamos el medio turbio y el método es no invasivo, no nos interesa qué hay entre medio, puede haber cualquier cosa mientras sea relativamente traslúcida”, agrega.
Actualmente, los investigadores trabajan en una extensión del estudio, que será presentada en la conferencia internacional SI-Thru, en Yokohama, Japón. Consolidando aún más los lazos de colaboración entre la Universidad de Tokio y el Optolab PUCV, lo que abre nuevas oportunidades para que más estudiantes participen en proyectos de investigación de alto nivel.