Les chercheurs développent un système de vision artificielle amphibie

Les systèmes de vision artificielle sont utilisés dans diverses industries pour une large gamme d’applications, telles que les véhicules autonomes, la détection d’objets et les appareils photo intelligents. Ces systèmes sont souvent inspirés par des organismes biologiques, mais les visions artificielles actuelles sont confrontées à plusieurs limitations. Tout d’abord, ils ne sont généralement pas adaptés pour l’imagerie à la fois dans les environnements terrestres et aquatiques. Ils sont également généralement limités à un champ de vision hémisphérique (FOV). 

Nouveau système de vision artificielle

Une équipe de chercheurs de Corée et des États-Unis a cherché à surmonter ces limitations en concevant un nouveau système de vision artificielle avec une capacité d’imagerie omnidirectionnelle, qui fonctionne à la fois dans les environnements aquatiques et terrestres. 
L’étude a été publiée dans la revue Nature Electronics. 
Le professeur Young Min Song de l’Institut de science et de technologie de Gwangju en Corée a participé à ce travail. 
“La recherche en vision bio-inspirée conduit souvent à un développement nouveau qui n’existait pas auparavant. Cela permet, en retour, une compréhension plus approfondie de la nature et garantit que l’appareil d’imagerie développé est à la fois structuralement et fonctionnellement efficace”, déclare le prof. Song. 

Inspiré par la nature

L’équipe s’est inspirée du crabe violoniste, qui est une espèce de crabe terrestre avec une capacité d’imagerie amphibie et un champ de vision de 360 degrés. Le crabe possède ces caractéristiques grâce à son pédoncule oculaire ellipsoïdal de ses yeux composés, qui permettent l’imagerie panoramique. Il possède également des cornées plates avec un profil d’indice de réfraction gradué, qui permet l’imagerie amphibie. 
Les chercheurs ont développé un système de vision avec un réseau de micro-lentilles plates avec un profil d’indice de réfraction gradué, qui a été intégré dans un réseau de photodiodes en silicium flexible. Il a ensuite été monté sur une structure sphérique. 
L’indice de réfraction gradué et la surface plane de la micro-lentille ont été optimisés pour aider à compenser les effets de défocus dus aux changements dans l’environnement externe. Tout cela peut sembler complexe et confus, mais l’équipe dit qu’il peut être considéré comme faisant en sorte que les rayons lumineux voyageant dans des milieux différents se focalisent au même point. 

Test du système

L’équipe a ensuite cherché à tester les capacités du système. Ils ont effectué des simulations optiques et des démonstrations d’imagerie dans l’air et l’eau, et l’imagerie amphibie a été réalisée en immergeant l’appareil à moitié dans l’eau. Les images produites par le système étaient claires, et l’équipe a pu démontrer que le système avait un champ de vision panoramique de 300 degrés horizontalement et 160 degrés verticalement dans l’air et l’eau. La monture sphérique mesurait seulement 2 centimètres de diamètre, ce qui aide à rendre le système compact et portable. 
“Notre système de vision pourrait ouvrir la voie à des caméras omnidirectionnelles 360° avec des applications dans la réalité virtuelle ou augmentée ou une vision tout-temps pour les véhicules autonomes”, déclare le prof. Song.