Cercetătorii dezvoltă un sistem de vedere artificială amfibie

Sistemele de viziune artificială sunt utilizate în industrii pentru o gamă largă de aplicații, cum ar fi vehiculele autonome, detectarea obiectelor și camerele inteligente. Aceste sisteme sunt adesea inspirate de organisme biologice, dar viziunile artificiale actuale se confruntă cu mai multe limitări. În primul rând, ele nu sunt de obicei potrivite pentru imagistica atât mediilor terestre, cât și subacvatice. Ele sunt, de asemenea, limitate la un câmp de vedere emisferic (FOV). 

Sistem nou de vedere artificială

O echipă de cercetători din Coreea și Statele Unite și-a propus să depășească aceste limitări prin proiectarea unui nou sistem de vedere artificială cu o capacitate de imagistică omnidirecțională, care funcționează atât în ​​mediul acvatic, cât și în cel terestru. 

Studiul a fost publicat în revista Electronica naturii. 

Profesorul Young Min Song de la Institutul de Știință și Tehnologie Gwangju din Coreea a fost implicat în lucrare. 

„Cercetarea în viziunea bio-inspirată duce adesea la o dezvoltare nouă care nu a existat înainte. Acest lucru, la rândul său, permite o înțelegere mai profundă a naturii și asigură că dispozitivul de imagistică dezvoltat este eficient atât din punct de vedere structural, cât și funcțional”, spune prof. Song. 

Inspirat de Natură

Echipa s-a inspirat din crabul lăutar, care este o specie de crab terestru cu capacitate de imagine amfibie și un FOV de 360 ​​de grade. Crabul are aceste caracteristici datorită tulpinii elipsoidale a ochilor compuși, care permit imagini panoramice. De asemenea, are cornee plate cu un profil gradat de indice de refracție, care permite imagistica amfibie. 

Cercetătorii au dezvoltat un sistem de viziune cu o serie de micro-lentile plate cu un profil gradat de indice de refracție, care a fost integrat într-o matrice flexibilă de fotodiode de siliciu. Apoi a fost montat pe o structură sferică. 

Indicele de refracție gradat și suprafața plată a micro-lentilei au fost optimizate pentru a ajuta la compensarea efectelor de defocalizare cauzate de schimbările din mediul extern. Toate acestea pot suna complexe și confuze, dar echipa spune că poate fi considerat ca făcând razele de lumină care călătoresc în medii diferite pentru a se concentra în același loc. 

Testarea sistemului

Echipa și-a propus apoi să testeze capacitățile sistemului. Ei au efectuat simulări optice și demonstrații imagistice în aer și apă, iar imagistica amfibie a fost efectuată prin scufundarea dispozitivului pe jumătate în apă. Imaginile produse de sistem au fost clare, iar echipa a reușit să demonstreze că sistemul avea un câmp vizual panoramic de 300 de grade pe orizontală și 160 de grade pe verticală atât în ​​aer, cât și în apă. Suportul sferic a măsurat doar 2 centimetri în diametru, ajutând să facă sistemul compact și portabil. 

„Sistemul nostru de viziune ar putea deschide calea pentru camere omnidirecționale 360° cu aplicații în realitate virtuală sau augmentată sau o viziune pe orice vreme pentru vehicule autonome”, spune prof. Song.