Araştırmacılar Böceklerden Esinlenen Birleşik Göz Geliştirdiler

Çin’in Tianjin Üniversitesi’nden araştırmacılar, yeni bir biyolojik olarak esinlenen birleşik göz geliştirdiler. Bu, bilim insanlarının böceklerin nesneleri ve yörüngeleri cực hızlı bir şekilde algılamak için birleşik gözlerini nasıl kullandıklarını daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için kullanılacak.

Yeni biyolojik olarak esinlenen birleşik göz, Optik Topluluğu (OSA) dergisinde Optics Letters’da rapor edildi. Hem bir böceğe benzer hem de böcek gibi çalışır. Böceklerin birleşik gözleri, yüzlerce veya binlerce ommatidia’dan oluşur, yani tekrarlanan birimlerden. Her biri ayrı bir görsel alıcı olarak işlev görür.

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

“Böceklerin görme sistemini taklit etmek, onların bir nesnenin yolunu, nesnenin kendisine gelen ışık yoğunluğuna göre değil, insan görme sisteminin yaptığı gibi precisa görüntülere göre belirlediğini düşünmemize yol açtı” dedi Le Song. “Bu hareket algılama yöntemi daha az bilgi gerektirir, bu nedenle böcek tehdide hızlı bir şekilde tepki verebilir.”

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

Araştırmacıların birleşik göz oluştururken karşılaştıkları sorunlardan biri, görüntü dedektörlerinin düz olurken birleşik gözün yüzeyinin eğri olmasıdır. Bunu, eğri lens ile görüntü dedektörü arasında bir ışık kılavuzu yerleştirerek çözdüler. Bunu yaparak, ekip bileşenin farklı açılardan gelen ışığı eşit şekilde almasını sağladı.

“Bio-esinlenen birleşik gözümüzün bu uniform ışık alma yeteneği, önceki böcek gözü taklit etme girişimlerinden daha iyi ve biyolojik mekanizmayı daha iyi taklit ediyor” dedi Song.

3D yolunu ölçmek için araştırmacılar, birleşik gözün her bir gözbebeğine ızgaralar yerleştirdiler. Ardından, LED ışık kaynaklarını farklı mesafelerde ve yönlerde yerleştirdiler. Birleşik göz, ışığın konumu ve yoğunluğunu kullanarak LED’lerin 3D konumunu hesaplayan bir algoritma kullandı.

Birleşik göz, bir nesnenin 3D konumunu çok hızlı bir şekilde algılayabildi. Ancak, ışık kaynakları uzaklaştıkça konum doğruluğu azaldı. Bu, çoğu böceğin miyop olması nedenlerinden biri olabilir.

“Bu tasarım, birleşik gözün bir nesnenin konumunu, karmaşık bir görüntü işlemine göre değil, parlaklığına göre belirleyebileceğini kanıtlamamıza olanak tanıdı” dedi Song. “Bu yüksek duyarlılık mekanizması, böceklerin beyin işleme yeteneklerine çok iyi uyum sağlar ve onları avcılardan korumaya yardımcı olur.”

Araştırmacılar, bu yeni birleşik gözün bir nesnenin 3D konumunu algılayabildiği için, küçük robotlar için hızlı algılama sağlayan hafif sistemler için kullanılabileceğini düşünüyorlar. Bu yeni teknoloji ayrıca bilim insanlarının böcekleri daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

Bilim insanlarının sonraki adımı, yerelleştirme algoritmasını farklı platformlara, entegre devrelere koyarak sistemi diğer cihazlarda kullanabilmektir. Ayrıca, maliyeti azaltmak için birleşik gözleri toplu olarak üretmek istiyorlar.