Les chercheurs créent un œil composé basé sur les insectes

Les chercheurs de l’Université de Tianjin en Chine ont développé un nouvel œil composé biologiquement inspiré. Il sera utilisé pour aider les scientifiques à mieux comprendre comment les insectes utilisent leurs yeux composés pour détecter les objets et les trajectoires de manière extrêmement rapide. Les chercheurs examinent également la façon de l’utiliser avec un appareil photo pour créer des systèmes de localisation 3D pour les robots, les voitures autonomes et les véhicules aériens sans pilote.

Le nouvel œil composé bio-inspiré a été signalé dans le journal de la Société optique (OSA) Optics Letters. Il ressemble à la fois à un insecte et fonctionne comme un insecte. Les yeux composés des insectes sont constitués de centaines à des milliers d’ommatidies, ou unités répétitives. Chacune d’elles agit comme un récepteur visuel distinct.

Le Song, un membre de l’équipe de recherche, a parlé du nouveau projet.

“Imiter le système visuel des insectes nous a amenés à penser qu’ils pourraient détecter la trajectoire d’un objet en fonction de l’intensité lumineuse provenant de cet objet plutôt qu’en utilisant des images précises comme la vision humaine”, a déclaré Le Song. “Cette méthode de détection du mouvement nécessite moins d’informations, ce qui permet à l’insecte de réagir rapidement à une menace.”

Les chercheurs ont créé 169 microlentilles sur la surface de l’œil composé à l’aide d’une méthode appelée usinage de diamant à un point. La microlentille avait un rayon d’environ 1 mm, ce qui a créé un composant d’environ 20 mm. Il a pu détecter des objets dans un champ de vision de 90 degrés.

L’un des problèmes que les chercheurs rencontrent lors de la création d’un œil composé est que les détecteurs d’images restent plats tandis que la surface de l’œil composé est courbe. Ils ont résolu ce problème en plaçant un guide lumineux entre la lentille courbe et un détecteur d’image. En faisant cela, l’équipe a pu permettre au composant de recevoir la lumière de différents angles de manière uniforme.

“La capacité de réception de lumière uniforme de notre œil composé bio-inspiré est plus similaire aux yeux composés biologiques et imite mieux le mécanisme biologique que les tentatives précédentes de reproduction d’un œil composé”, a déclaré Song.

Lorsqu’il s’agit de mesurer la trajectoire 3D, les chercheurs ont placé des grilles sur chaque œillet de l’œil composé pour aider à détecter la localisation. Des sources de lumière LED ont ensuite été placées à différentes distances et directions. L’œil composé a utilisé un algorithme pour calculer la localisation 3D des LED en fonction de la localisation et de l’intensité de la lumière.

L’œil composé a pu détecter la localisation 3D d’un objet de manière très rapide. Le seul problème était que lorsque les sources de lumière étaient éloignées, la précision de la localisation se réduisait. Cela pourrait être la raison pour laquelle la plupart des insectes sont myopes.

“Cette conception nous a permis de prouver que l’œil composé pouvait identifier la localisation d’un objet en fonction de sa luminosité et non d’un processus d’image complexe”, a déclaré Song. “Ce mécanisme très sensible convient très bien à la capacité de traitement du cerveau des insectes et les aide à éviter les prédateurs.”

Les chercheurs pensent que puisque ce nouvel œil composé peut détecter la localisation 3D d’un objet, il pourrait être utilisé pour de petits robots qui nécessitent une détection rapide à partir de systèmes légers. Cette nouvelle technologie peut également aider les scientifiques à mieux comprendre les insectes.

La prochaine étape pour les scientifiques est de mettre l’algorithme de localisation sur différentes plateformes, comme des circuits intégrés, afin que le système puisse être utilisé sur d’autres appareils. Ils veulent également être en mesure de produire en masse les yeux composés afin de réduire les coûts.