Cercetătorii Dezvoltă Un Sistem de Viziune Artificială Amfibie

Sistemele de viziune artificială sunt utilizate în diverse industrii pentru o gamă largă de aplicații, cum ar fi vehicule autonome, detectarea obiectelor și camere 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 imagistică atât în medii terestre, cât și subacvatice. De asemenea, ele sunt de obicei limitate la un câmp vizual hemisferic (FOV). 

Noul Sistem de Viziune Artificială

O echipă de cercetători din Coreea și Statele Unite a încercat să depășească aceste limitări prin proiectarea unui sistem de viziune artificială nou, cu o capacitate de imagistică omnidirecțională, care funcționează atât în medii acvatice, cât și terestre. 

Studiul a fost publicat în revista Nature Electronics. 

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

“Cercetarea în domeniul viziunii inspirate de biologie adesea duce 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 atât structural, cât și funcțional eficient,” spune prof. Song. 

Inspirat de Natura

Echipa a fost inspirată de crabul violinist, o specie de crab terestru cu capacitate de imagistică amfibie și un câmp vizual de 360 de grade. Crabul are aceste caracteristici datorită pedunculului elipsoidal al ochilor săi compuși, care permit imagistica panoramică. De asemenea, are cornee plate cu un profil de indice de refracție gradat, care permite imagistica amfibie. 

Cercetătorii au dezvoltat un sistem de viziune cu o matrice de micro-lentile plate cu un profil de indice de refracție gradat, care a fost integrat într-o matrice de fotodioade de siliciu flexibil. Acesta a fost apoi montat pe o structură sferică. 

Indicele de refracție gradat și suprafața plană a micro-lentilei au fost optimizate pentru a compensa efectele de defocalizare cauzate de schimbările din mediul extern. Acest lucru poate părea complex și confuz, dar echipa spune că poate fi considerat ca făcând razele de lumină care călătoresc în medii diferite să se concentreze în același punct. 

Testarea Sistemului

Echipa a procedat apoi la testarea capacităților sistemului. Ei au efectuat simulări optice și demonstrații de imagistică în aer și apă, iar imagistica amfibie a fost realizată prin scufundarea dispozitivului pe jumătate în apă. Imaginile produse de sistem au fost clare, iar echipa a putut demonstra că sistemul avea un câmp vizual panoramic de 300 de grade orizontal și 160 de grade vertical în aer și apă. Montura sferică a măsurat doar 2 centimetri în diametru, ceea ce a făcut sistemul compact și portabil. 

“Sistemul nostru de viziune ar putea deschide calea pentru camere omnidirecționale 360° cu aplicații în realitatea virtuală sau augmentată sau o viziune în toate condițiile meteo pentru vehicule autonome,” spune prof. Song.