研究者が開発した水陸両用人工視覚システム

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。たとえば、陸上と水中の両方の環境で画像化することができないことが多く、半球形の視野（FOV）に限定されることがよくあります。

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機能します。

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教授がこの研究に関与していました。

「生物にインスパイアされた研究は、新しい開発につながることが多いです。これにより、自然をより深く理解し、開発された画像化デバイスが構造的にも機能的にも効果的であることが保証されます」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、水陸両用画像化能力と360度の視野を持つカニ、フィドラー・クラブからインスパイアを受けました。クラブの複眼の楕円形の眼柄により、パノラマ画像化が可能になります。また、平坦な角膜と屈折率のグラデーションを持つことで、水陸両用画像化が可能になります。

研究者たちは、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、それを柔軟なシリコン光電池アレイに統合しました。さらに、それを球形の構造に取り付けました。

屈折率のグラデーションとマイクロレンズの平坦な表面は、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、異なる媒体を通る光線を同じ点に焦点させ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実験を行いました。水陸両用画像化は、デバイスを水中に半分浸けることで行われました。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300度の水平方向と160度の垂直方向のパノラマ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センチメートルと小さく、システムをコンパクトで持ち運びやすくしました。

「私たちの視覚システムは、仮想または拡張現実、または自動運転車の全天候視覚などの用途で使用される360度全方位カメラの道を開く可能性があります」とSong教授は述べています。