Proyecto Postdoctorado: Deep Learning Adaptive Optics

El proyecto del investigador, Dr. Jorge Tapia, busca aplicar Inteligencia Artificial en sistemas de óptica adaptativa.

El Dr. en Ciencias Físicas de la Universidad de Concepción, Jorge Tapia Farías, es parte de Optolab desde agosto del 2021 y actualmente se encuentra trabajando en su proyecto Fondecyt de Postdoctorado 3220561, que obtuvo financiamiento de 79 millones de pesos entregados por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID). Se comenzó desarrollar en abril del 2022 y tiene una duración de 3 años.

¿De qué trata?

El título del proyecto es “Desarrollo de arquitecturas ópticas y algoritmos de inteligencia artificial para optimización de sensores de frente de onda basados en aprendizaje profundo y su aplicación a sistemas ópticos expuestos a aberraciones” y se enmarca en las posibilidades que entrega Chile, por ejemplo, en el campo de la astronomía, en donde se encuentra el 70% de la capacidad de observación astronómica del mundo y es el país donde se instalará la siguiente generación de telescopios ópticos de gran tamaño.

Los telescopios ópticos sólo pueden alcanzar su máxima resolución si son capaces de sortear el gran inconveniente de la astronomía terrestre: la atmósfera. Para poder medir y luego corregir los efectos de la turbulencia atmosférica sobre las imágenes astronómicas se utilizan sistemas de óptica adaptativa, los que son sumamente complejos y de alto costo.

¿Cuál es la propuesta de solución del proyecto?

Combinar óptica adaptativa con deep learning, es decir, poder desarrollar sensores que estén basados en inteligencia artificial para poder corregir o eliminar la turbulencia atmosférica de forma más eficiente y a menor costo.

El primer paso para comenzar con esta investigación fue viajar hasta el Laboratoire d’ Astrophysique de Marseille (LAM) a una pasantía, donde  el Dr. Jorge Tapia adquirió conocimientos sobre cómo montar un sistema de óptica adaptativa de clase mundial, los cuales posteriormente fueron aplicados en el diseño y desarrollo de PULPOS, un banco de óptica adaptativa único en Chile que posibilita investigar y explorar diversos tipos de sensores de frente de onda que permiten estimar las aberraciones de las imágenes para luego eliminarlas, logrando obtener imágenes limpias.

El banco óptico de PULPOS ha sido desarrollado por el Dr. Tapia gracias al patrocinio de los proyectos del profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la PUCV y director de nuestro Laboratorio, Dr. Esteban Vera (QUIMAL 190002 y ALMA ASTRO20-0088), y a la colaboración provista por el Dr. Benoit Neichel (LAM) y el Dr. Felipe Pedreros (ESO), junto a los estudiantes de doctorado y magíster, Camilo Weinberger y Bastián Romero, respectivamente, ambos integrantes de Optolab.

Actualmente, cada brazo de PULPOS entrega soporte para el desarrollo de nuevas ideas en óptica adaptativa.