Zespół badawczy z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (HKUST) niedawno opracował nowatorski system sztucznego oka złożonego, który jest nie tylko tańszy, ale także wykazuje czułość co najmniej dwukrotnie większą niż istniejące produkty. System obiecuje zrewolucjonizować widzenie robotów, zwiększyć zdolności robotów w zakresie nawigacji, percepcji i podejmowania decyzji.
Naśladując możliwości wizualne oczu złożonych, charakterystycznych m.in. owady, wije i skorupiaki innowacyjny system można stosować w szerokim zakresie scenariuszy, takich jak instalacja na dronach w celu zwiększenia ich dokładności i wydajności w zadaniach takich jak nawadnianie lub ratownictwo awaryjne w miejscach katastrof. Dzięki swojej wysokiej czułości system może również umożliwić bliższą współpracę między robotami i innymi podłączonymi urządzeniami. W dłuższej perspektywie system oczu złożonych zwiększy bezpieczeństwo autonomicznej jazdy i przyspieszy adopcję inteligentnych systemów transportowych, wspierając rozwój inteligentnych miast.
Opracowana przez zespół pod kierownictwem prof. FAN Zhiyonga, profesora zwyczajnego Wydziału Inżynierii Elektronicznej i Komputerowej oraz Wydziału Inżynierii Chemicznej i Biologicznej HKUST przełomowa technologia stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie biomimetycznych systemów wizyjnych.
Tradycyjnie robotycy skupiali się głównie na replikacji zdolności wzrokowych owadów, które oferują szerokie pole widzenia i zaawansowane możliwości śledzenia ruchu. Jednak integracja złożonych systemów oka z autonomicznymi platformami, takimi jak roboty lub drony, była wyzwaniem, ponieważ systemy te często cierpią na problemy związane ze złożonością i stabilnością podczas deformacji, ograniczeniami geometrycznymi, a także potencjalnymi niedopasowaniami między komponentami optycznymi i detektorowymi.
Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół prof. Fana opracował złożony system wizyjny z otworkami pinhole, stosując nowe materiały i struktury. System ten charakteryzuje się kilkoma kluczowymi cechami, w tym wbudowanym półkulistym przetwornikiem obrazu z nanodrutów perowskitowych o wysokiej gęstości pikseli w celu powiększenia pola obrazowania; oraz drukowanym w 3D bezsoczewkowym układem otworków pinhole z konfigurowalnym układem w celu regulacji padającego światła i eliminacji martwego obszaru między sąsiadującymi ommatidiami (pojedynczymi jednostkami w złożonym oku owada). Ze względu na dobrą selektywność kątową, szerokie pole widzenia, szerokie spektrum reakcji w konfiguracjach monokularnych i obuocznych, a także dynamiczną zdolność śledzenia ruchu, złożone oko pinhole nie tylko może dokładnie lokalizować cele, ale także śledzić poruszającego się czworonożnego robota.
Ta złożona konstrukcja oka jest prosta, lekka i tania. Chociaż nie zastąpi w pełni tradycyjnych kamer, może być ogromnym impulsem w niektórych zastosowaniach robotyki, takich jak rój dronów latających w zwartej formacji. Poprzez dalszą miniaturyzację rozmiaru urządzenia i zwiększenie liczby ommatidiów, rozdzielczości obrazu i szybkości reakcji, ten typ urządzenia może znaleźć szerokie zastosowanie w optoelektronice i robotyce – mówi naukowiec.
Praca nad złożonym okiem oznacza kolejny przełom w dziedzinie widzenia i systemów robotycznych po opracowaniu przez niego pierwszego na świecie sferycznego sztucznego oka z siatkówką 3D w 2020 r.
Źródło: materiały Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu, zdjęcie zajawka: Freepik
Zostaw komentarz
You must be logged in to post a comment.