Výzkumníci vyvinuli amfibií umělý vizuální systém

Umělé vizuální systémy se používají napříč průmysly pro širokou škálu aplikací, jako jsou autonomní vozidla, detekce objektů a chytré kamery. Tyto systémy jsou často inspirovány biologickými organismy, ale současné umělé vize čelí několika omezením. Jedním z nich je, že nejsou obvykle vhodné pro zobrazování obou pozemních a podvodních prostředí. Jsou také obvykle omezeny na hemisférické zorné pole (FOV). 

Nový umělý vizuální systém

Tým výzkumníků z Koreje a Spojených států se snažil překonat tato omezení navrhnout nový umělý vizuální systém s omnidirekčním zobrazovacím schopností, který funguje v obou akvatických a terestrických prostředích. 

Studie byla publikována v časopise Nature Electronics. 

Profesor Young Min Song z Gwangju Institute of Science and Technology v Koreji se účastnil této práce. 

“Výzkum bio-inspirovaného vidění často vede k novému vývoji, který předtím neexistoval. To umožňuje hlubší pochopení přírody a zajišťuje, že vyvinuté zobrazovací zařízení je både strukturálně a funkčně účinné,” říká prof. Song. 

Inspirováno přírodou

Tým čerpal inspiraci z kraba, který je pozemním krabem se schopností amfibií zobrazování a 360stupňovým zorným polem. Krab má tyto funkce díky svému elipsoidnímu očnímu stonku složitých očí, které umožňují panoramatické zobrazování. Má také ploché rohovky s gradovaným indexem lomu, které umožňují amfibií zobrazování. 

Výzkumníci vyvinuli vizuální systém se souborem plochých mikro-čoček s gradovaným indexem lomu, který byl integrován do flexibilní křemíkové fotodiodové matice. Byl poté namontován na sférickou strukturu. 

Gradovaný index lomu a plochá povrch mikro-čočky byly optimalizovány, aby pomohly kompenzovat efekt rozostření způsobený změnami vnějšího prostředí. To může znít komplexně a matoucně, ale tým říká, že to lze považovat za způsob, jakým se světelné paprsky pohybující se v různých médiích zaměřují na stejném místě. 

Testování systému

Tým poté provedl testování schopností systému. Provedli optické simulace a zobrazovací demonstrace ve vzduchu a ve vodě a amfibií zobrazování bylo provedeno ponořením zařízení do poloviny do vody. Obrázky vyprodukované systémem byly jasné a tým byl schopen prokázat, že systém má panoramatické zorné pole 300 stupňů vodorovně a 160 stupňů svisle ve vzduchu i ve vodě. Sférická montáž měřila pouze 2 centimetry v průměru, což pomáhá membuat systém kompaktní a přenosný. 

“Náš vizuální systém by mohl otevřít cestu pro 360° omnidirekční kamery s aplikacemi ve virtuální nebo rozšířené realitě nebo pro všepočasnou vidění autonomních vozidel,” říká prof. Song.