研究者が水陸両用の人工視覚システムを開発

人工視覚システムは、自動運転車、物体検出、スマートカメラなどの幅広い用途で使用されています。これらのシステムは、生物にインスパイアされたものですが、現在の人工視覚にはいくつかの限界があります。例えば、陸上と水中の両方の環境で画像を撮影することができないことが多く、また、通常、半球形の視野（FOV）に限定されています。

新しい人工視覚システム

韓国とアメリカの研究者チームは、これらの限界を克服するために、全方位画像化能力を持つ新しい人工視覚システムを設計しました。このシステムは、水中と陸上の両方の環境で動作します。

この研究は、Nature Electronics誌に掲載されました。

韓国の光州科学技術院のYoung Min Song教授がこの研究に参加しました。

「生物にインスパイアされた視覚に関する研究は、以前になかった新しい発展につながることが多い。これにより、自然をより深く理解することができ、開発された画像デバイスは構造的にも機能的にも有効になる」とSong教授は述べています。

自然にインスパイアされた

研究チームは、水陸両用の画像化能力と360度の視野を持つカニ、フィドラー・クラブにインスパイアされました。クラブは、楕円形の眼柄と複合眼を持っており、全方位画像化を可能にします。また、クラブは、屈折率のグラデーションを持つ平坦な角膜を持っており、水陸両用の画像化を可能にします。

研究者は、屈折率のグラデーションを持つ平坦なマイクロレンズの配列を開発しました。この配列は、柔軟なシリコン・フォトダイオード・配列に統合され、球形の構造に取り付けられました。

マイクロレンズの屈折率と平坦な表面は、外部環境の変化による焦点外れの影響を相殺するために最適化されました。これは複雑で混乱する可能性がありますが、研究チームは、異なる媒体を通過する光線を同じ点に焦点にすることができるとしています。

システムのテスト

研究チームは、システムの能力をテストするために、光学シミュレーションと空気および水中での画像化デモンストレーションを実行しました。水陸両用の画像化は、デバイスを半分水中に入れることで実行されました。システムによって生成された画像は明瞭で、研究チームは、システムが空気と水中の両方で水平に300度、垂直に160度の全方位視野を持つことを実証しました。球形のマウントは、直径2センチメートルで、システムをコンパクトで持ち運びやすいものにしました。

「私たちの視覚システムは、バーチャルまたは拡張現実のカメラや自動運転車の全天候視覚などの用途で、360°全方位カメラの道を切り開く可能性があります」とSong教授は述べています。