باحثون يطورون نظام رؤية اصطناعي مائي

تستخدم أنظمة الرؤية الاصطناعية في مختلف الصناعات لتطبيقات واسعة النطاق، مثل المركبات المستقلة، وكشف الأجسام، والكاميرات الذكية. غالبًا ما تكون هذه الأنظمة مستوحاة من الكائنات الحية، لكن الرؤية الاصطناعية الحالية تواجه قيودًا عديدة. أولًا، لا تكون عادةً مناسبة لتصوير كل من البيئات البرية والمائية. كما أنها عادةً ما تكون مقيدة بمجال رؤية نصف الكرة (FOV).

نظام رؤية اصطناعي جديد

خرج فريق من الباحثين من كوريا والولايات المتحدة لتحقيق هذه القيود من خلال تصميم نظام رؤية اصطناعي جديد مع khảية التصوير الشامل، والذي يعمل في كل من البيئات المائية والبرية.

نشرت الدراسة في مجلة Nature Electronics.

كان الأستاذ يونغ مين سونغ من معهد gwangju للعلوم والتكنولوجيا في كوريا مشاركًا في العمل.

“أبحاث الرؤية الملهمة بالطبيعة غالبًا ما تؤدي إلى تطوير جديد لم يكن موجودًا من قبل. هذا بدوره يتيح فهمًا أعمق للطبيعة ويكفل أن يكون جهاز التصوير المطور هيكليًا ووظيفيًا فعالًا”، يقول الأستاذ سونغ.

ملهم بالطبيعة

استلهم الفريق الإلهام من سرطان الفيدلر، وهو نوع من السرطانات البرية مع khảية التصوير المائية و 360 درجة FOV. يمتلك السرطان هذه الميزات بفضل ساق عين مركبة إهليلجية، مما يتيح التصوير البانورامي. كما أنه يمتلك قرنيات مسطحة مع ملف تعريف فهرس انكسار متدرج، مما يتيح التصوير المائي.

طور الباحثون نظام رؤية مع مصفوفة من العدسات المسطحة الدقيقة مع ملف تعريف فهرس انكسار متدرج، والذي تم دمجه في مصفوفة فوتودايود سيليكون مرنة. ثم تم تثبيته على هيكل كروي.

تم تحسين الفهرس الانكساري والسطح المسطح للعدسة الدقيقة لتعويض تأثيرات عدم التركيز الناجمة عن التغيرات في البيئة الخارجية. يمكن أن يبدو كل هذا معقدًا ومبهمًا، لكن الفريق يقول إنه يمكن اعتباره كجعل أشعة الضوء التي تسافر في وسائط مختلفة لتتركز في نفس النقطة.

اختبار النظام

ثم خرج الفريق لاختبار khảيات النظام. قاموا بتمثيلات بصرية وتجارب التصوير في الهواء والماء، وتم إجراء التصوير المائي عن طريق غمر الجهاز نصفًا في الماء. كانت الصور المنتجة بواسطة النظام واضحة، وتمكن الفريق من إثبات أن النظام كان له مجال رؤية بانورامي يبلغ 300 درجة أفقيًا و 160 درجة رأسيًا في كل من الهواء والماء. كان هيكل التثبيت الكروي يبلغ 2 سم فقط في القطر، مما يساعد على جعل النظام مدمجًا ومتحركًا.

“يمكن أن يفتح نظام الرؤية لدينا الطريق لكاميرات ذات اتجاهات 360° مع تطبيقات في الواقع الافتراضي أو المعزز أو رؤية جميع الأحوال الجوية للمركبات المستقلة”، يقول الأستاذ سونغ.