Proyecto MISPIA

xiste una gran demanda de dispositivos que permitan obtener imágenes de alta definición en entornos escasamente iluminados y que sean precisos incluso a larga distancia. Hoy en día existen muchas cámaras sofisticadas de alta resolución pero que carecen tanto de velocidad como de sensibilidad ultra alta. Aquellas que se acercan a la definición monofotónica precisan refrigeración y su velocidad es relativamente lenta.

Los socios del proyecto MISPIA están desarrollando nuevos dispositivos que se sirven de chips fotosensibles a escala monofotónica capaces de enviar una señal de unos pocos picosegundos cuando el fotón (partícula de luz) entra en el dispositivo. Esta tecnología SPAD (single-photon avalanche diode) de gran sensibilidad permitirá a los investigadores contar fotones y asociarles la información de su momento de impacto. Estos dispositivos permitirán crear imágenes bidimensionales y tridimensionales (2D y 3D) de escenas rápidas en entornos escasamente iluminados gracias a su velocidad (miles de imágenes por segundo) y al procesamiento de píxeles inteligentes para detectar profundidad e intensidad.

MISPIA aprovechará la tecnología CMOS (metal-óxido-semiconductor complementario), que se emplea habitualmente para construir circuitos integrados de sensores de imágenes que consumen relativamente poca energía y generan muy poco calor residual. Los investigadores también utilizarán el procesamiento CMOS de silicio sobre aislante (SOI), una técnica de última generación para la fabricación de semiconductores que mejora el rendimiento al reducir las pérdidas de corriente eléctrica hacia zonas adyacentes del circuito. Asimismo, se prevé que los avances de la tecnología CMOS reduzcan los costes de producción.

El equipo pretende desarrollar principalmente dos aplicaciones de generación de imágenes tridimensionales. La primera consiste en un sistema de seguridad contra colisiones diseñado para su instalación en automóviles que obtendrá imágenes entre 10 y 50 metros por delante y por detrás del vehículo con el fin de alertar al conductor de posibles obstáculos en la calzada. Este sistema podría ser especialmente útil en circunstancias de conducción nocturna en las que los faros del coche pueden no ser capaces de iluminar un peligro inminente.

El segundo dispositivo de generación de imágenes tridimensionales, más complejo y con un alcance de de hasta un kilómetro de distancia, se dedicará principalmente a sistemas de seguridad.

Los socios del proyecto MISPIA entienden que su nueva tecnología para configuraciones de SPAD, obtención de imágenes en 2D y chips con capacidades 3D dará acceso a una nueva era en los campos de la fotónica basada en silicio y la obtención de imágenes microelectrónicas. Confían en que su trabajo contribuya a la competitividad de Europa en estas áreas, en las que se enfrenta a Canadá, Japón y Estados Unidos, los principales productores y desarrolladores de sistemas y chips sensores para cámaras de velocidad y sensibilidad muy elevadas.

Durante la inauguración del proyecto, los miembros de MISPIA debatieron sobre los requisitos, las especificaciones y las limitaciones de los dispositivos propuestos por el proyecto. En el consorcio, coordinado por el profesor Franco Zappa del Politecnico di Milano (Italia), participan siete organizaciones científicas europeas de primera línea, como el Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung (Alemania), la Universidad Heriot-Watt (Reino Unido), Micro Photon Devices (Italia), Centro Ricerche Fiat (Italia) y EMZA Visual Sense (Israel), entre otros.