Искусственный глаз как у насекомых
Достижения в области робототехники сподвигают ученых и инженеров создавать машины, максимально напоминающие представителей мира природы, в том числе и людей. Так некоторые инженеры обратили свое внимание на насекомых. Естественно, что и органы чувств подобных машин должны иметь те же характеристики, что и их живые аналоги.
Так консорциум европейских исследователей из Университетов Марселя и Лозанны, института Фраунгофера в Йене и Университета де Тюбинген принял решение создать искусственный глаз, который сможет видеть точно тоже, что видят насекомые и другие членистоногие. То есть использовать принцип не одного глаза, а широкополосного зрения.
Сейчас большинство роботизированных машин в качестве органов осязания используют аналог человеческого глаза. Есть объектив, фокусирующий картинку и приемник видеосигнала – цифровая матрица.
Насекомые же видят мир совершенно по-другому. Их зрение представляет плотную мозаику из сотен или тысяч отдельных полнофункциональных глаз. С инженерной точки зрения такую структуру воспроизвести чрезвычайно сложно, но в случае успеха это позволит значительно улучшить характеристики искусственных органов осязания новых роботов.
В результате плодотворной работы исследователей появился прототип устройства CurvACE, который по их собственному заверению способен видеть точно также как и глаз насекомого. Подобные разработки уже велись учеными, например создание ультра-широкоугольной камеры американскими исследователями. Но европейцы утверждают, что их новый прототип позволяет не только максимально полно использовать возможности широкополосного зрения, но еще и очень быстро обрабатывает полученную таким способом визуальную информацию.
CurvACE представляет собой массив из трех очень тонких (менее 1 мм) светочувствительных слоев. Они состоят из набора микролинз, нейроморфных фотодетекторов и гибкой электронной печатной платы. Трудность создания прототипа была в том, чтобы максимально отрегулировать на изогнутой поверхности каждый светочувствительный и оптический элемент.
Новый искусственный глаз работает под управлением программируемого маломощного процессора.
Результаты испытаний CurvACE показали его достаточно хорошие оптико-электрические характеристики. Глубина зрения практически бесконечна при отсутствии смазывания изображения и внеосевой аберрации. Разрешение полученной картинки примерно идентично тому, что видят глаза плодовой мушки. При этом CurvACE обрабатывает полученную информацию в три раза быстрее, чем это происходит у насекомого.
Исследователи видят использование CurvACE не только в области создания роботов-насекомых. Искусственным глазом с подобными характеристиками смогут оснащаться наземные и воздушные транспортные средства, а также аэрокосмические аппараты. Внедрение подобных устройств позволит значительно сократить количество аварий в результате столкновений. Также разработку можно будет использовать при создании медицинского диагностического оборудования.
На данный момент европейские исследователи создали четыре прототипа CurvACE с различными конструктивными и оптико-электрическими характеристиками. На их основе они хотят провести исследования и возможно создать более совершенные модели искусственных глаз.