Новый искусственный сложный глаз может улучшить 3D-объекта слежения

Если вы когда-нибудь пытались прихлопнуть муху, вы знаете, что насекомые реагируют на движения очень быстро. Вновь созданный вдохновение сложный глаз помогает ученым понять, как насекомые используют их фасеточные глаза при восприятии предмета и его траекторию с такой скоростью. Соединение глаз также могут быть использованы с камеры для создания 3D-системы, место для роботы, самодвижущиеся автомобили и беспилотные летательные аппараты.

В оптическое общество (OSA) журнал Optics Letters, исследователи из университета Тяньцзинь в Китае сообщают о своих новых био-вдохновил сложный глаз, который не только выглядит как насекомое, но также работает, как и его природный аналог. Фасеточные глаза состоят из сотен и тысяч повторяющихся единиц, известных как омматидий, что каждый акт как отдельный визуальный рецептор.

«Подражая видение системы насекомых привело нас к мысли, что они могут определить траекторию объекта на основе интенсивности света, исходящий от этого объекта, а не с помощью точного изображения человеческого зрения», — сказал Ле песня, член исследовательской группы. «Это движение-метод обнаружения требуется меньше информации, что позволяет насекомым быстро реагировать на угрозу.»

Подражая глаз насекомого

Исследователи использовали метод, известный как одноточечного вращения алмазов, чтобы создать 169 микролинз на поверхности сложного глаза. Каждая микролинза имела радиус около 1 мм, создание компонента размером около 20 мм, который может обнаруживать объекты из 90-градусное поле обзора. Поля зрения соседних микролинз перекрывается точно так же, что омматидий делать для большинства насекомых.

Одна из проблем в создании искусственный сложный глаз является то, что датчики изображения являются плоскими, а поверхности соединения глазом изогнута. Размещение световода между изогнутой линзы и детектора изображения позволило исследователям решить эту проблему, при этом обеспечивая компонент, чтобы получить свет с разных сторон равномерно.

«Этот равномерный свет возможность получать наши био-вдохновил сложный глаз больше похож на биологическую фасеточными глазами и лучше имитирует биологический механизм, чем предыдущие попытки репликации сложные глаза», — пояснила песню.

Чтобы использовать искусственный сложный глаз для измерения 3D траектории, исследователи добавили сеток для каждого отверстия, которые помогают точно определить местоположение. Они тогда размещены светодиодные источники света на известные расстояния и направления от сложных глаз и алгоритм, используемый для вычисления положения 3D светодиодов на основе местоположения и интенсивности света.

Исследователи обнаружили, что система соединение глаз был способен быстро обеспечить положение 3D объекта. Однако, точность определения местоположения снижается, если источники света были дальше, который мог бы объяснить, почему большинство насекомых являются близорукими.

Как насекомые видят мир

«Этот проект позволил нам доказать, что сложный глаз мог определить местонахождение предмета, основываясь на его яркости вместо сложного процесса изображения,» сказал Песня. «Это очень чувствительный механизм подходит для обработки мозга способность насекомых очень хорошо и помогает им избежать хищников».

По словам исследователей, способность нового био-вдохновил сложные глаза для того чтобы обнаружить положение 3D объекта может быть полезным для малых роботов, требующих быстрого обнаружения очень легкая система. Он также предлагает новый способ для биологов для изучения зрительной системы насекомых.

Исследователи планируют вложить локализации алгоритма на платформах, таких как интегральные схемы позволяют системе быть включены в состав других устройств. Они также разрабатывают способы массового производства составной линзы, чтобы уменьшить затраты на единицу продукции.