Araştırmacılar Böceklere Dayalı Bileşik Göz Oluşturuyor

Çin'deki Tianjin Üniversitesi'nden araştırmacılar, biyolojik olarak ilham alan yeni bir bileşik göz geliştirdiler. Bilim adamlarının, böceklerin nesneleri ve yörüngeleri son derece hızlı algılamak için bileşik gözlerini nasıl kullandıklarını daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için kullanılacaktır. Araştırmacılar ayrıca robotlar, kendi kendine giden arabalar ve insansız hava araçları için 3D konum sistemleri oluşturmak için bir kamera ile nasıl kullanılacağını araştırıyorlar. 

Yeni biyo-ilhamlı bileşik göz, Optical Society (OSA) dergisinde bildirildi Optik Harfler. Hem bir böceğe benziyor hem de bir böceğe benziyor. Böceklerin bileşik gözleri, yüzlerce ila binlerce ommatidia veya tekrar eden birimlerden oluşur. Her biri ayrı bir görsel alıcı görevi görür. 

Araştırma ekibinin bir üyesi olan Le Song, yeni proje hakkında konuştu. 

Le Song, "Böceklerin görüş sistemini taklit etmek, insan görüşü gibi kesin görüntüler kullanmak yerine, bir nesnenin yörüngesini o nesneden gelen ışık yoğunluğuna dayalı olarak algılayabileceklerine inanmamıza yol açtı" dedi. "Bu hareket algılama yöntemi, daha az bilgi gerektirir ve böceğin bir tehdide hızla tepki vermesini sağlar."

Araştırmacılar, tek nokta elmas tornalama adı verilen bir yöntemle bileşik gözün yüzeyinde 169 mikro mercek oluşturdu. Mikro merceğin yarıçapı yaklaşık 1 mm'ydi ve bu, yaklaşık 20 mm'lik bir bileşen oluşturdu. 90 derecelik bir görüş alanından nesneleri tespit edebildi. 

Bileşik göz oluştururken araştırmacıların karşılaştığı sorunlardan biri, bileşik gözün yüzeyi kavisliyken görüntü detektörlerinin düz kalmasıdır. Kavisli mercek ile görüntü detektörü arasına bir ışık kılavuzu yerleştirerek bu sorunun üstesinden geldiler. Ekip bunu yaparak, bileşenin ışığı farklı açılardan eşit şekilde almasını sağlayabildi. 

Song, "Biyolojik ilham alan bileşik gözümüzün bu tekdüze ışık alma yeteneği, biyolojik bileşik gözlere daha benzer ve biyolojik mekanizmayı, bileşik bir gözü kopyalamaya yönelik önceki girişimlerden daha iyi taklit ediyor" dedi.

3D yörüngeyi ölçmek söz konusu olduğunda, araştırmacılar, konumu tespit etmeye yardımcı olmak için bileşik gözün her bir deliğine ızgaralar yerleştiriyor. Daha sonra farklı mesafelerde ve yönlerde yerleştirilen LED ışık kaynakları. Bileşik göz, ışığın konumu ve yoğunluğunu kullanarak LED'lerin 3B konumunu hesaplamak için bir algoritma kullandı. 

Bileşik göz, bir nesnenin 3B konumunu çok hızlı bir şekilde tespit edebildi. Tek sorun, ışık kaynakları uzaktayken konum doğruluğunun azalmasıydı. Böceklerin çoğunun miyop olmasının nedeni bu olabilir. 

Song, "Bu tasarım, bileşik gözün bir nesnenin konumunu karmaşık bir görüntü işlemi yerine parlaklığına dayalı olarak tanımlayabildiğini kanıtlamamızı sağladı" dedi. "Bu son derece hassas mekanizma, böceklerin beyin işleme yeteneğine çok iyi uyuyor ve yırtıcılardan kaçınmalarına yardımcı oluyor."

Araştırmacılar, bu yeni bileşik gözün bir nesnenin 3 boyutlu konumunu algılayabildiği için, hafif sistemlerden hızlı algılama gerektiren küçük robotlar için kullanılabileceğine inanıyor. Bu yeni teknoloji, bilim adamlarının böcekleri daha iyi anlamalarına da yardımcı olabilir. 

Bilim adamları için bir sonraki adım, sistemin başka cihazlarda kullanılabilmesi için yerelleştirme algoritmasını entegre devreler gibi farklı platformlara yerleştirmektir. Ayrıca maliyeti düşürmek için bileşik gözleri toplu olarak üretebilmek istiyorlar.