Исследователи Разработали Амфибийную Систему Искусственного Видения

Системы искусственного видения используются в различных отраслях для широкого спектра применений, таких как автономные транспортные средства, обнаружение объектов и умные камеры. Эти системы часто вдохновлены биологическими организмами, но текущие искусственные системы видения имеют несколько ограничений. Например, они обычно не подходят для изображения как наземных, так и подводных сред. Они также обычно ограничены полусферическим полем зрения (FOV).

Новая Система Искусственного Видения

Команда исследователей из Кореи и США поставила цель преодолеть эти ограничения, разработав новую систему искусственного видения с возможностью панорамного изображения, которая работает как в водной, так и в наземной среде.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Electronics.

Профессор Янг Мин Сонг из Института науки и технологий Гванджу в Корее принимал участие в работе.

“Исследования в области биоинспирированного видения часто приводят к новым разработкам, которые не существовали ранее. Это, в свою очередь, позволяет глубже понять природу и обеспечивает эффективность разработанного устройства изображения как с точки зрения структуры, так и с точки зрения функциональности”, – говорит профессор Сонг.

Вдохновленные Природой

Команда черпала вдохновение из краба-виолончелиста, который является наземным видом краба с амфибийной способностью видения и полем зрения 360 градусов. Краб имеет эти особенности благодаря своей эллипсоидальной ножке сложных глаз, которые обеспечивают панорамное изображение. У него также есть плоские роговицы с градиентным профилем преломления, который обеспечивает амфибийное изображение.

Исследователи разработали систему видения с массивом плоских микролинз с градиентным профилем преломления, который был интегрирован в гибкий силиконовый фотодиодный массив. Затем он был установлен на сферическую структуру.

Градиентный профиль преломления и плоская поверхность микролинзы были оптимизированы для компенсации эффектов размытия, вызванных изменениями внешней среды. Все это может показаться сложным и запутанным, но команда говорит, что это можно рассматривать как способ сделать световые лучи, проходящие через разные среды, фокусироваться в одной точке.

Тестирование Системы

Команда затем приступила к тестированию возможностей системы. Они провели оптические симуляции и демонстрации изображения в воздухе и воде, и амфибийное изображение было проведено путем погружения устройства наполовину в воду. Изображения, полученные системой, были четкими, и команда смогла продемонстрировать, что система имеет панорамное поле зрения 300 градусов по горизонтали и 160 градусов по вертикали как в воздухе, так и в воде. Сферическая установка имела диаметр всего 2 сантиметра, что делает систему компактной и портативной.

“Наша система видения может проложить путь для 360° камер с возможностью панорамного изображения, которые могут быть использованы в виртуальной или дополненной реальности или обеспечить видение во всех погодных условиях для автономных транспортных средств”, – говорит профессор Сонг.