Peneliti Membuat Mata Majemuk Berdasarkan Serangga

Peneliti dari Universitas Tianjin di Cina telah mengembangkan mata majemuk biologis yang baru dibuat. Ini akan digunakan untuk membantu ilmuwan memahami lebih baik bagaimana serangga menggunakan mata majemuk mereka untuk mendeteksi objek dan trajektori dengan sangat cepat. Peneliti juga melihat bagaimana menggunakannya dengan kamera untuk membuat sistem lokasi 3D untuk robot, mobil self-driving, dan kendaraan udara tak berawak. 

Mata majemuk bio-terinspirasi yang baru ini dilaporkan dalam jurnal Optical Society (OSA) Optics Letters. Ini memiliki penampilan seperti serangga dan juga bekerja seperti serangga. Mata majemuk serangga terdiri dari ratusan hingga ribuan ommatidia, atau unit berulang. Masing-masing dari mereka bertindak sebagai reseptor visual terpisah. 

Le Song, anggota tim peneliti, berbicara tentang proyek baru. 

“Meniru sistem penglihatan serangga telah membuat kita percaya bahwa mereka mungkin mendeteksi trajektori suatu objek berdasarkan intensitas cahaya yang berasal dari objek tersebut daripada menggunakan gambar yang presisi seperti penglihatan manusia,” kata Le Song. “Metode deteksi gerakan ini memerlukan informasi yang lebih sedikit, sehingga serangga dapat bereaksi cepat terhadap ancaman.”

Peneliti menciptakan 169 mikrolensa pada permukaan mata majemuk melalui metode yang disebut single point diamond turning. Mikrolensa memiliki radius sekitar 1mm, dan ini menciptakan komponen yang sekitar 20mm. Ini dapat mendeteksi objek dari sudut pandang 90 derajat. 

Salah satu masalah yang dihadapi peneliti saat membuat mata majemuk adalah bahwa detektor gambar tetap datar sementara permukaan mata majemuk melengkung. Mereka mengatasi ini dengan meletakkan panduan cahaya antara lensa melengkung dan detektor gambar. Dengan melakukan ini, tim dapat memungkinkan komponen untuk menerima cahaya dari berbagai sudut secara seragam. 

“Kemampuan penerimaan cahaya seragam dari mata majemuk bio-terinspirasi kami lebih mirip dengan mata majemuk biologis dan lebih meniru mekanisme biologis daripada upaya sebelumnya untuk mereplikasi mata majemuk,” kata Song.

Ketika datang untuk mengukur trajektori 3D, peneliti meletakkan grid pada setiap mata kecil dari mata majemuk untuk membantu mendeteksi lokasi. Sumber cahaya LED kemudian ditempatkan pada jarak dan arah yang berbeda. Mata majemuk menggunakan algoritma untuk menghitung lokasi 3D dari LED menggunakan lokasi dan intensitas cahaya. 

Mata majemuk dapat mendeteksi lokasi 3D suatu objek dengan sangat cepat. Satu masalahnya adalah bahwa ketika sumber cahaya berada jauh, akurasi lokasi menjadi berkurang. Ini bisa menjadi alasan mengapa sebagian besar serangga miofia. 

“Desain ini memungkinkan kami untuk membuktikan bahwa mata majemuk dapat mengidentifikasi lokasi suatu objek berdasarkan kecerahannya daripada proses gambar yang kompleks,” kata Song. “Mekanisme yang sangat sensitif ini sangat sesuai dengan kemampuan pemrosesan otak serangga dan membantu mereka menghindari predator.”

Peneliti percaya bahwa karena mata majemuk baru ini dapat mendeteksi lokasi 3D suatu objek, itu dapat digunakan untuk robot kecil yang memerlukan deteksi cepat dari sistem ringan. Teknologi baru ini juga dapat membantu ilmuwan memahami serangga lebih baik. 

Langkah selanjutnya bagi ilmuwan adalah memasukkan algoritma lokal ke dalam platform yang berbeda, seperti sirkuit terintegrasi, sehingga sistem dapat digunakan dalam perangkat lain. Mereka juga ingin dapat memproduksi massal mata majemuk untuk mengurangi biaya.