Глаза насекомых всегда были источником вдохновения для учёных благодаря их необычайной способности обеспечивать обзор почти на 360 градусов. Теперь группа исследователей из Гонконгского университета науки и технологий сделала значительный шаг вперед в воспроизведении этого чуда природы, разработав инновационные видеокамеры с глазами насекомых.
Они могут произвести революцию в том, как роботы и автономные транспортные средства воспринимают окружающий мир. Секрет? Использование перовскитных нанопроволок вместо традиционных линз.
Глаз насекомого: самая передовая технология зрения
Насекомые, такие как стрекозы, обладают сложными глазами, которые в паре обеспечивают поле зрения почти на 360 градусов, что позволяет им умело уклоняться от хищников. Эти глаза состоят из многочисленных омматидиев: по сути, трубок с простой линзой на одном конце и основным фоторецептором на другом. Их зрение состоит из пиксельных сигналов от больших пучков этих омматидий.
Каждому насекомому необходимо сохранять дистанцию друг от друга, поэтому оно должно знать точное местоположение и относительную скорость друг друга. Вот почему так важен сложный глаз: у него более широкое поле зрения и большая чувствительность к движению.
Технологическая задача
Создание камер, которые могли бы достичь того же результата, что и глаз насекомого (и при этом дешево), оказалось непростой задачей. В конце концов, однако, Чжиюн Фань и его коллеги воспроизвели архитектуру глаз насекомых, используя нанопроволоки из перовскита, кристаллического материала, без необходимости использования прецизионных линз. Я связываю исследование здесь.
Их дизайн? Состоит из полусфера диаметром примерно 3 сантиметра, напечатанная на 2D-принтере, со 121 отверстием диаметром 1 миллиметр каждое., которые действуют как простая камера-обскура. В каждом отверстии перовскитная нанопроволока направляет свет из очень узкого поля зрения прямо на датчик освещенности, а электроника объединяет результаты в один кадр.
Результат? Глаз жука может генерировать изображения с полем зрения 140 градусов, а перекрывающаяся пара может расширять его до 220 градусов.
Глаз насекомого: практическое применение
Исследователи также создали пару искусственных сложных глаз меньшего размера с 37 датчиками света. Они оснастили этой системой дрон-квадрокоптер и смогли использовать его для отслеживания робота-собаки на земле.
Фэн говорит, что конструкция со сложным глазом также отличается простотой, легкостью и доступностью, но не заменит полностью традиционные видеокамеры. Вместо этого он считает, что устройства будут предоставлять полезные дополнительные данные для роботов и других машин, таких как беспилотные автомобили.
На пути к мечтательному будущему
Вдохновение черпается из мира природы (все еще и всегда живого там). биомиметика) также может открыть новые горизонты в области робототехники и автономного вождения. Эти дешевые и легкие искусственные глаза насекомых обещают значительно расширить зрительные возможности машин, позволяя им ориентироваться и взаимодействовать с окружающей средой все более изощренными способами.
Роботы и автономные транспортные средства станут неотъемлемой частью нашей повседневной жизни: идея о том, что они смогут видеть лучше нас, имеет что-то удивительно обнадеживающее.
Комментарии закрыты.