Peneliti Mengembangkan Sistem Visi Buatan Amfibi

Sistem visi buatan digunakan di berbagai industri untuk berbagai aplikasi, seperti kendaraan otonom, deteksi objek, dan kamera pintar. Sistem ini sering terinspirasi oleh organisme biologis, tetapi visi buatan saat ini menghadapi beberapa keterbatasan. Salah satunya, mereka tidak biasanya cocok untuk pencitraan baik di lingkungan darat maupun air. Mereka juga biasanya terbatas pada bidang pandang hemisferis (FOV).

Sistem Visi Buatan Baru

Tim peneliti dari Korea dan Amerika Serikat berusaha untuk mengatasi keterbatasan ini dengan merancang sistem visi buatan baru dengan kemampuan pencitraan omnidireksional, yang bekerja di kedua lingkungan akuatik dan terestrial.

Studi ini diterbitkan di jurnal Nature Electronics.

Profesor Young Min Song dari Gwangju Institute of Science and Technology di Korea terlibat dalam pekerjaan ini.

“Penelitian dalam visi bio-inspirasi sering menghasilkan pengembangan baru yang tidak ada sebelumnya. Ini, pada gilirannya, memungkinkan pemahaman yang lebih dalam tentang alam dan memastikan bahwa perangkat pencitraan yang dikembangkan baik secara struktural maupun fungsional efektif,” kata Prof. Song.

Terinspirasi oleh Alam

Tim ini mengambil inspirasi dari kepiting fiddler, yaitu spesies kepiting darat dengan kemampuan pencitraan amfibi dan FOV 360 derajat. Kepiting ini memiliki fitur-fitur tersebut berkat tangkai mata ellipsoidal dari mata majemuknya, yang memungkinkan pencitraan panoramik. Ia juga memiliki kornea datar dengan profil indeks bias bergradasi, yang memungkinkan pencitraan amfibi.

Para peneliti mengembangkan sistem visi dengan array lensa mikro datar dengan profil indeks bias bergradasi, yang diintegrasikan ke dalam array fotodiode silikon fleksibel. Kemudian, sistem ini dipasang pada struktur berbentuk bola.

Indeks bias bergradasi dan permukaan datar lensa mikro dioptimalkan untuk membantu mengimbangi efek defokus yang disebabkan oleh perubahan lingkungan eksternal. Semua ini dapat terdengar kompleks dan membingungkan, tetapi tim ini mengatakan bahwa hal ini dapat dipikirkan sebagai membuat sinar cahaya yang bergerak dalam medium yang berbeda untuk fokus pada titik yang sama.

Menguji Sistem

Tim ini kemudian berusaha untuk menguji kemampuan sistem. Mereka melakukan simulasi optik dan demonstrasi pencitraan di udara dan air, dan pencitraan amfibi dilakukan dengan membenamkan perangkat setengah ke dalam air. Gambar yang dihasilkan oleh sistem ini jelas, dan tim ini dapat mendemonstrasikan bahwa sistem memiliki bidang pandang panoramik sebesar 300 derajat secara horizontal dan 160 derajat secara vertikal di udara dan air. Struktur berbentuk bola memiliki diameter hanya 2 sentimeter, sehingga membuat sistem ini kompak dan portabel.

“Sistem visi kami dapat membuka jalan bagi kamera omnidireksional 360° dengan aplikasi dalam realitas virtual atau augmented, atau penglihatan segala cuaca untuk kendaraan otonom,” kata Prof. Song.