Peneliti Membuat Mata Majemuk Berdasarkan Serangga

Peneliti dari Universitas Tianjin di Tiongkok telah mengembangkan mata majemuk yang baru dan terinspirasi dari biologi. Mata majemuk ini akan digunakan untuk membantu para ilmuwan memahami bagaimana serangga menggunakan mata majemuk mereka untuk mendeteksi objek dan trajektori dengan sangat cepat. Peneliti juga sedang mempelajari cara menggunakan mata majemuk ini dengan kamera untuk membuat sistem lokasi 3D untuk robot, mobil otonom, dan kendaraan udara tak berawak.

Mata majemuk yang baru dan terinspirasi dari biologi ini dilaporkan dalam jurnal Optical Society (OSA) Optics Letters. Mata majemuk ini tidak hanya terlihat seperti serangga, tetapi juga bekerja seperti serangga. Mata majemuk serangga terdiri dari ratusan hingga ribuan ommatidia, atau unit berulang. Setiap unit ini bertindak sebagai reseptor visual terpisah.

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

“Mengimitasi sistem penglihatan serangga telah membuat kami percaya bahwa mereka mungkin mendeteksi trajek objek berdasarkan intensitas cahaya yang datang dari objek tersebut, bukan 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 membuat 169 mikrolensa pada permukaan mata majemuk melalui metode yang disebut single point diamond turning. Mikrolensa ini memiliki radius sekitar 1mm, dan ini menciptakan komponen yang sekitar 20mm. Mata majemuk 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, sedangkan permukaan mata majemuk melengkung. Mereka mengatasi masalah ini dengan meletakkan panduan cahaya antara lensa melengkung dan detektor gambar. Dengan melakukan ini, tim dapat memungkinkan komponen untuk menerima cahaya dari sudut yang berbeda secara seragam.

“Kemampuan penerimaan cahaya seragam dari mata majemuk yang terinspirasi dari biologi ini lebih mirip dengan mata majemuk biologis dan lebih mengimitasi mekanisme biologis daripada upaya sebelumnya untuk mereplikasi mata majemuk,” kata Song.

Saat mengukur trajek 3D, peneliti meletakkan grid pada setiap 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 sumber cahaya LED menggunakan lokasi dan intensitas cahaya.

Mata majemuk dapat mendeteksi lokasi 3D objek dengan sangat cepat. Namun, ketika sumber cahaya berada jauh, akurasi lokasi menjadi berkurang. Ini mungkin alasan mengapa sebagian besar serangga memiliki penglihatan yang dekat.

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

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

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