Forskere Utvikler Amfibisk Kunstig Synssystem

Kunstige synssystemer brukes på tvers av bransjer til en rekke bruksområder, som selvstyrende kjøretøy, objektdeteksjon og smarte kameraer. Disse systemene er ofte inspirert av biologiske organismer, men nåværende kunstige synssystemer har flere begrensninger. For det første er de vanligvis ikke egnet for avbildning både på land og under vann. De er også vanligvis begrenset til et hemisfærisk synsfelt (FOV).

Nytt Kunstig Synssystem

Et team av forskere fra Korea og USA satte ut for å overvinne disse begrensningene ved å designe et nytt kunstig synssystem med en omnidirektional bildeevne, som fungerer i både akvatiske og terrestriske miljøer.

Studien ble publisert i tidsskriftet Nature Electronics.

Professor Young Min Song fra Gwangju Institute of Science and Technology i Korea var involvert i arbeidet.

“Forskning på bioinspirert syn resulterer ofte i en ny utvikling som ikke eksisterte før. Dette gjør det mulig å få en dypere forståelse av naturen og sikrer at det utviklede bildeapparatet er både strukturelt og funksjonelt effektivt,” sier Prof. Song.

Inspirert Av Naturen

Teamet dro inspirasjon fra fiddler-krabben, som er en terrestrisk krabbeart med amfibisk bildeevne og 360 graders synsfelt. Krabben har disse egenskapene takket være sin ellipsoide øyestilk og sammensatte øyne, som muliggjør panoramisk bilde. Den har også flate hornhinner med en gradert brytningsindeksprofil, som muliggjør amfibisk bilde.

Forskerne utviklet et synssystem med en rekke flate mikro-linser med en gradert brytningsindeksprofil, som ble integrert i en fleksibel silisiumfotodioderekke. Den ble deretter montert på en sfærisk struktur.

Den graderte brytningsindeksen og den flate overflaten av mikro-linsen ble optimalisert for å hjelpe med å kompensere for defokusereffektene som følge av endringer i det ytre miljøet. Dette kan være komplekst og forvirrende, men teamet sier at det kan tenkes som å få lysstråler som reiser i forskjellige medium til å fokusere på samme punkt.

Testing Av Systemet

Teamet satte deretter ut for å teste systemets evner. De utførte optiske simuleringer og bilde-demonstrasjoner i luft og vann, og amfibisk bilde ble utført ved å senke enheten halvveis i vann. Bildene produsert av systemet var klare, og teamet kunne demonstrere at systemet hadde et panoramisk synsfelt på 300 grader horisontalt og 160 grader vertikalt i både luft og vann. Den sfæriske monteringen målte bare 2 centimeter i diameter, hvilket hjalp til å gjøre systemet kompakt og bærbart.

“Vårt synssystem kan åpne veien for 360° omnidirektionale kameraer med applikasjoner i virtuell eller utvidet virkelighet eller syn under alle værforhold for selvstyrende kjøretøy,” sier Prof. Song.