Forskere Utvikler Amfibisk Kunstig Synssystem

Kunstige synssystemer brukes over hele industrien for en rekke applikasjoner, som selvstyrende kjøretøy, objektdeteksjon og smarte kameraer. Disse systemene er ofte inspirert av biologiske organismer, men nåværende kunstige syn har flere begrensninger. For det første er de vanligvis ikke egnet for å avbilde både landområder og vannmiljø. De er også vanligvis begrenset til en 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 omnidireksjonell avbildningsevne, som fungerer i både akvatiske og terrestriske miljø. 

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 i bio-inspirert syn ofte resulterer i en ny utvikling som ikke eksisterte før. Dette gjør det mulig å få en dypere forståelse av naturen og sikrer at det utviklede avbildningssystemet 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 avbildningsevne og et 360 graders synsfelt. Krabben har disse egenskapene takket være sin ellipsoide øyestilk av sammensatte øyne, som muliggjør panoramisk avbildning. Den har også flate cornea med en gradvis refraktiv indeksprofil, som muliggjør amfibisk avbildning. 

Forskerne utviklet et synssystem med en rekke flate mikro-linser med en gradvis refraktiv indeksprofil, som ble integrert i en fleksibel silikon-fotodiode-array. Denne ble deretter montert på en sfærisk struktur. 

Den gradvise refraktive indeksen og den flate overflaten av mikro-linsen ble optimalisert for å hjelpe å kompensere for defokusereffektene som følger av endringer i den ytre miljø. Dette kan være komplekst og forvirrende, men teamet sier at det kan betraktes som å få lysstråler som beveger seg i forskjellige medier til å fokusere på samme punkt. 

Testing Av Systemet

Teamet satte deretter ut for å teste systemets evner. De utførte optiske simuleringer og avbildningsdemonstrasjoner i luft og vann, og amfibisk avbildning ble utført ved å dykke inn enheten halvveis i vann. Bildene som ble 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, noe som gjorde systemet kompaktt og bærbart. 

“Vårt synssystem kan åpne veien for 360° omnidireksjonelle kameraer med applikasjoner i virtuell eller forbedret virkelighet eller et all-vær-syn for selvstyrende kjøretøy,” sier Prof. Song.