Els investigadors creen un ull compost a partir d'insectes

Investigadors de la Universitat de Tianjin a la Xina han desenvolupat un ull compost d'inspiració biològica recentment creat. S'utilitzarà per ajudar els científics a entendre millor com els insectes utilitzen els seus ulls compostos per detectar objectes i trajectòries molt ràpid. Els investigadors també estan estudiant com utilitzar-lo amb una càmera per crear sistemes de localització en 3D per a robots, cotxes autònoms i vehicles aeris no tripulats. 

El nou ull compost bio-inspirat es va informar a la revista Optical Society (OSA). Lletres d'òptica. Sembla un insecte i funciona com un. Els ulls compostos dels insectes consisteixen en centenars o milers d'ommatidis, o unitats repetitives. Cadascun d'ells actua com un receptor visual independent. 

Le Song, membre de l'equip de recerca, va parlar del nou projecte. 

"Imitar el sistema de visió dels insectes ens ha fet creure que podrien detectar la trajectòria d'un objecte en funció de la intensitat de la llum que procedeix d'aquest objecte en lloc d'utilitzar imatges precises com la visió humana", va dir Le Song. "Aquest mètode de detecció de moviment requereix menys informació, cosa que permet que l'insecte reaccioni ràpidament a una amenaça".

Els investigadors van crear 169 microlents a la superfície de l'ull compost mitjançant un mètode anomenat tornejat de diamant d'un sol punt. La microlent tenia un radi d'uns 1 mm i això creava un component d'uns 20 mm. Va ser capaç de detectar objectes des d'un camp de visió de 90 graus. 

Un dels problemes amb què es troben els investigadors quan creen un ull compost és que els detectors d'imatge es mantenen plans mentre la superfície de l'ull compost es corba. Ho van aconseguir col·locant una guia de llum entre la lent corba i un detector d'imatge. En fer això, l'equip va poder permetre que el component rebé llum des de diferents angles de manera uniforme. 

"Aquesta capacitat de recepció de llum uniforme del nostre ull compost bio-inspirat és més semblant als ulls compostos biològics i imita millor el mecanisme biològic que els intents anteriors de replicar un ull compost", va dir Song.

Quan es tracta de mesurar la trajectòria en 3D, els investigadors van posar quadrícules a cada trau de l'ull compost per ajudar a detectar la ubicació. Les fonts de llum LED es col·loquen a diferents distàncies i direccions. L'ull compost va utilitzar un algorisme per calcular la ubicació 3D dels LED utilitzant la ubicació i la intensitat de la llum. 

L'ull compost va ser capaç de detectar la ubicació en 3D d'un objecte molt ràpidament. L'únic problema va ser que quan les fonts de llum estaven lluny, la precisió de la ubicació es va reduir. Aquesta podria ser la raó per la qual la majoria dels insectes són miopes. 

"Aquest disseny ens va permetre demostrar que l'ull compost podia identificar la ubicació d'un objecte en funció de la seva brillantor en lloc d'un procés d'imatge complex", va dir Song. "Aquest mecanisme altament sensible s'adapta molt bé a la capacitat de processament cerebral dels insectes i els ajuda a evitar els depredadors".

Els investigadors creuen que, com que aquest nou ull compost pot detectar la ubicació 3D d'un objecte, es podria utilitzar per a robots petits que requereixen una detecció ràpida de sistemes lleugers. Aquesta nova tecnologia també pot ajudar els científics a entendre millor els insectes. 

El següent pas per als científics és posar l'algoritme de localització en diferents plataformes, com ara circuits integrats, de manera que el sistema es pugui utilitzar en altres dispositius. També volen poder produir en massa els ulls compostos per tal de reduir el cost.