Pesquisadores Desenvolvem Sistema de Visão Artificial Anfíbio

Sistemas de visão artificial são usados em várias indústrias para uma ampla gama de aplicações, como veículos autônomos, detecção de objetos e câmeras inteligentes. Esses sistemas são frequentemente inspirados em organismos biológicos, mas as visões artificiais atuais enfrentam várias limitações. Por um lado, eles não são usualmente adequados para imagens de ambos os ambientes terrestres e aquáticos. Eles também são usualmente limitados a um campo de visão hemisférico (FOV). 

Novo Sistema de Visão Artificial

Uma equipe de pesquisadores da Coreia e dos Estados Unidos se esforçou para superar essas limitações, projetando um novo sistema de visão artificial com capacidade de imagem omnidirecional, que funciona em ambos os ambientes aquáticos e terrestres. 

O estudo foi publicado na revista Nature Electronics. 

O professor Young Min Song, do Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju, na Coreia, esteve envolvido no trabalho. 

“Pesquisas em visão bio-inspirada frequentemente resultam em um desenvolvimento novo que não existia antes. Isso, por sua vez, permite uma compreensão mais profunda da natureza e garante que o dispositivo de imagem desenvolvido seja eficaz tanto estrutural quanto funcionalmente”, afirma o Prof. Song. 

Inspirado na Natureza

A equipe se inspirou no caranguejo-violinista, que é uma espécie de caranguejo terrestre com capacidade de imagem anfíbia e um campo de visão de 360 graus. O caranguejo tem essas características graças ao seu pedúnculo ocular elipsoidal dos olhos compostos, que permitem a imagem panorâmica. Ele também tem córneas planas com um perfil de índice de refração graduado, que permite a imagem anfíbia. 

Os pesquisadores desenvolveram um sistema de visão com uma matriz de micro-lentes planas com um perfil de índice de refração graduado, que foi integrado a uma matriz de fotodiodos de silício flexível. Em seguida, foi montado em uma estrutura esférica. 

O índice de refração graduado e a superfície plana da micro-lente foram otimizados para ajudar a compensar os efeitos de desfoque causados pelas mudanças no ambiente externo. Isso pode parecer complexo e confuso, mas a equipe afirma que pode ser pensado como fazer com que os raios de luz que viajam em meios diferentes sejam focados no mesmo ponto. 

Testando o Sistema

A equipe então se esforçou para testar as capacidades do sistema. Eles realizaram simulações ópticas e demonstrações de imagem no ar e na água, e a imagem anfíbia foi realizada imergindo o dispositivo metade na água. As imagens produzidas pelo sistema foram claras, e a equipe foi capaz de demonstrar que o sistema tinha um campo de visão panorâmico de 300 graus horizontalmente e 160 graus verticalmente, tanto no ar quanto na água. A montagem esférica media apenas 2 centímetros de diâmetro, o que ajudou a tornar o sistema compacto e portátil. 

“Nosso sistema de visão pode abrir caminho para câmeras omnidirecionais de 360° com aplicações em realidade virtual ou aumentada ou visão para todos os climas para veículos autônomos”, afirma o Prof. Song.