ืจืืืืืืงื
ืืืงืจืื ืืืฆืจืื ืขืื ืืจืืื ืืืืืกืกืช ืขื ืืจืงืื
חוקרים מאוניברסיטת טיינג’ין בסין פיתחו עין מרכבה ביולוגית חדשה. היא תשמש לסייע למדענים להבין טוב יותר כיצד חרקים משתמשים בעיניהם המרכבות לחוש אובייקטים ומסלולים במהירות קיצונית. החוקרים גם בוחנים כיצד להשתמש בה עם מצלמה כדי ליצור מערכות מיקום 3D לרובוטים, מכוניות אוטונומיות וכלי טיס בלתי מאוישים.
העין המרכבה הביו-מושרה החדשה דווחה בכתב העת Optics Letters של החברה האופטית (OSA). היא נראית כמו חרק וגם פועלת כמו אחד. עיני המרכבה של חרקים מורכבות ממאות לאלפי ommatidia, או יחידות חוזרות. כל אחת מהן פועלת כקולט חזותי נפרד.
Le Song, חבר בצוות המחקר, דיבר על הפרויקט החדש.
“חיקוי מערכת הראייה של חרקים הוביל אותנו להאמין שהם עשויים לגלות את המסלול של אובייקט על סמך עוצמת האור המגיעה מהאובייקט ולא על ידי שימוש בתמונות מדויקות כמו ראייה אנושית,” אמר Le Song. “שיטת גילוי התנועה הזו דורשת פחות מידע, מה שמאפשר לחרק להגיב במהירות לאיום.”
החוקרים יצרו 169 מיקרו-עדשות על פני העין המרכבה דרך שיטה הנקראת סיבוב יהלום חד-נקודתי. המיקרו-עדשה הייתה ברדיוס של כ-1mm, ויצרה רכיב שהיה בערך 20mm. היא הצליחה לגלות אובייקטים משדה ראייה של 90 מעלות.
אחד הבעיות שחוקרים נתקלים בהן כאשר הם יוצרים עין מרכבה היא שמגלי התמונה נשארים שטוחים בעוד שפני העין המרכבה הם מעוקלים. הם התגברו על זה על ידי הנחת מורה אור בין העדשה המעוקלת לבין מגל התמונה. בכך, הצוות הצליח לאפשר לרכיב לקבל אור מזוויות שונות באופן אחיד.
“יכולת קליטת האור האחידה של עיננו המרכבה הביו-מושרה דומה יותר לעיניים מרכבות ביולוגיות ומחקה טוב יותר את המנגנון הביולוגי מאשר ניסיונות קודמים לשחזור עין מרכבה,” אמר Song.
כאשר מדובר במדידת מסלול 3D, החוקרים הניחו רשתות על כל עינית של העין המרכבה כדי לסייע בגילוי המיקום. מקורות אור LED הוצבו במרחקים וכיוונים שונים. העין המרכבה השתמשה באלגוריתם כדי לחשב את המיקום ה-3D של ה-LED על סמך המיקום והעוצמה של האור.
העין המרכבה הצליחה לגלות את המיקום ה-3D של אובייקט במהירות רבה. הבעיה היחידה הייתה שכאשר מקורות האור היו רחוקים, דיוק המיקום הפך להיות פחות. זה עשוי להיות הסיבה שרוב החרקים הם קרוב-רואים.
“תכנון זה איפשר לנו להוכיח שהעין המרכבה יכולה לזהות את מיקום האובייקט על סמך בהירותו ולא על סמך תהליך תמונה מורכב,” אמר Song. “מנגנון רגיש זה מתאים מאוד ליכולת עיבוד המוח של חרקים ועוזר להם להימלט מטורפים.”
החוקרים מאמינים שבגלל שעין המרכבה החדשה יכולה לגלות את המיקום ה-3D של אובייקט, היא יכולה לשמש לרובוטים קטנים שדורשים גילוי מהיר ממערכות קלות. טכנולוגיה זו יכולה גם לעזור למדענים להבין טוב יותר את החרקים.
הצעד הבא עבור המדענים הוא להכניס את אלגוריתם המיקום לפלטפורמות שונות, כגון מעגלים משולבים, כך שהמערכת תוכל לשמש בהתקנים אחרים. הם רוצים גם לייצר באופן המוני את עיני המרכבה כדי להוריד את העלות.
