Araştırmacılar Böcekler Üzerine Dayalı Birleşik Göz Oluşturdular

Çin’deki Tianjin Üniversitesi’nden araştırmacılar, yeni oluşturulmuş bir biyolojik olarak esinlenen birleşik göz geliştirdiler. Bu, bilim insanlarının böceklerin nesneleri ve yörüngeleri çok hızlı bir şekilde algılamak için birleşik gözlerini nasıl kullandıklarını daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için kullanılacak. Araştırmacılar, ayrıca bir kamera ile birlikte kullanmak ve robotlar, otonom araçlar ve insansız hava araçları için 3D konum sistemleri oluşturmak için nasıl kullanacaklarını da araştırıyorlar.

Yeni biyolojik olarak esinlenen birleşik göz, Optics Letters dergisinde yayınlandı. Hem bir böceğe benzeyen hem de çalışan bir birleşik göz. Böceklerin birleşik gözleri, yüzlerce veya binlerce ommatidium veya tekrarlanan birimlerden oluşur. Her biri ayrı bir görsel alıcı olarak çalışır.

Araştırma ekibinin bir üyesi olan Le Song, yeni projeye ilişkin olarak konuştu.

“Böceklerin görme sistemini taklit etmek, onların nesnenin yolunu, nesnenin kendisinden gelen ışık yoğunluğuna göre değil, insan görme sisteminin yaptığı gibi kesin görüntüler kullanarak tespit edebileceklerini düşünmemize yol açtı” dedi. “Bu hareket algılama yöntemi daha az bilgi gerektirir, bu da böceğin bir tehdide nhanh bir şekilde tepki vermesini sağlar.”

Araştırmacılar, tek nokta elmas tornalama yöntemiyle birleşik gözün yüzeyinde 169 mikro lens oluşturdular. Mikro lensin yarıçapı yaklaşık 1mm idi ve bu, yaklaşık 20mm boyutunda bir bileşen oluşturdu. 90 derecelik görüş açısına sahip nesneleri algılayabiliyordu.

Araştırmacılar, birleşik göz oluştururken karşılaştıkları sorunlardan biri, görüntü dedektörlerinin düz kalması ve birleşik gözün yüzeyinin eğri olmasıdır. Bunu, eğri lens ve görüntü dedektörü arasında bir ışık kılavuzu yerleştirerek çözdüler. Bunu yaparak, ekip, bileşenin farklı açılardan ışığıuniform bir şekilde almasını sağladı.

“Bio-ilhamlı birleşik gözümüzün bu uniform ışık alma yeteneği, biyolojik birleşik gözlerinkine daha benzer ve önceki birleşik göz taklit etme girişimlerinden daha iyi bir şekilde biyolojik mekanizmayı taklit ediyor” dedi Song.

3D yolunu ölçmek için araştırmacılar, birleşik gözün her bir gözüne ızgaralar yerleştirdiler. LED ışık kaynakları daha sonra farklı mesafelerde ve yönlerde yerleştirildi. Birleşik göz, ışığın konumunu ve yoğunluğunu kullanarak LED’lerin 3D konumunu hesaplamak için bir algoritma kullandı.

Birleşik göz, bir nesnenin 3D konumunu çok hızlı bir şekilde algılayabildi. Sorun, ışık kaynakları uzaklaştıkça konum doğruluğunun azalmasıydı. Bu, çoğu böceğin miyop olmasının nedenlerinden biri olabilir.

“Bu tasarım, birleşik gözün bir nesnenin konumunu karmaşık bir görüntü işleme yerine parlaklığına göre belirleyebileceğini kanıtlamamız için bize olanak tanıdı” dedi Song. “Bu çok duyarlı mekanizma, böceklerin beyin işleme yeteneklerine çok uygun ve onları avcılardan korumaya yardımcı oluyor.”

Araştırmacılar, bu yeni birleşik gözün bir nesnenin 3D konumunu tespit edebileceği için, hızlı algılama gerektiren hafif sistemlere sahip küçük robotlar için kullanılabileceğine inanıyorlar. Bu yeni teknoloji, ayrıca bilim insanlarının böcekleri daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

Bilim insanlarının sonraki adımı, yerelleştirme algoritmasını entegre devreler gibi farklı platformlara koymak ve böylece sistemin diğer cihazlarda kullanılabilmesini sağlamak. Ayrıca, birleşik gözleri toplu olarak üretmek ve maliyeti azaltmak istiyorlar.