Швейцарские учёные разработали искусственный фасеточный глаз

    Фасеточные глаза, состоящие из множества узких светочувствительных конусов, называемых омматидиями, характерны для насекомых и ракообразных. Хотя они имеют меньшее разрешение, чем глаза позвоночных, у них есть ряд преимуществ — они менее инерционны (некоторые насекомые способны воспринимать мелькания с частотой до 300 Гц ), не требуют фокусировки и могут различать не только цвет, но и направление поляризации света. Команда учёных из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) создала прототип искусственного фасеточного глаза, который использует преимущества такой конструкции.



    Искусственный глаз, который учёные назвали CurvACE (CURVed Artificial Compound Eyes), состоит из 630 «омматидиев», каждый из которых представляет собой светочувствительный элемент и микролинзу, фокусирующую на него узкий пучок света. Глаз имеет угол обзора 60 градусов в вертикальной и 180 — в горизонтальной плоскости. По вертикали углы зрения разных омматидиев заданы формой микролинз, а по горизонтали — изгибом подложки, на которой расположен глаз. Такая форма продиктована технологией изготовления — светочувствительные элементы формируются на твёрдом кристалле, который затем разрезается на узкие полоски.



    Глаз имеет объём всего 2,2 кубических сантиметра и весит 1,75 грамма. При промышленном производстве современный уровень техники позволит уменьшить его размеры как минимум вдвое. Основное назначение глаза — системы визуальной навигации для роботов. Глаз обладает высокой чувствительностью и динамическим диапазоном — каждый омматидий может индивидуально приспосабливаться к уровню освещённости. Такой глаз нельзя ослепить солнечным бликом. В сочетании с высоким быстродействием (прототип может выдавать до 1500 кадров в секунду), малыми размерами, отсутствием искажений по краям поля зрения и возможностью относительно просто добиться кругового или даже сферического обзора это делает его идеальным инструментом для определения положения робота в пространстве, детектирования препятствий и предотвращения столкновений.



    По своим характеристикам CurvACE приблизительно соответствует глазу плодовой мушки дрозофилы. Хотя это не первая попытка создать искусственный фасеточный глаз, разработка швейцарских учёных отличается основательностью — их цель создать комплексное решение для навигации, а не просто оптический сенсор. Так же как и глаз насекомого, содержащий внутри нервный узел, осуществляющий первичную обработку изображения, СurvACE включает в себя микроконтроллер, который обрабатывает сигнал с сенсоров с помощью алгоритмов оптического потока, а так же акселерометр и гироскоп. На сайте проекта можно скачать библиотеки для работы с глазом.

    Собственно электронная начинка и составляет большую часть массы и объема глаза — сам массив CMOS-сенсоров с микролинзами имеет толщину 1 мм и весит 0,36 грамма. Возможность придавать фасеточной камере любую форму и отсутствие больших линз открывают множество возможностей: такие «глаза» можно встраивать в стены помещений, в одежду или мебель для использования в системах умного дома или видеонаблюдения. Комбинируя омматидии разного типа в одном сенсоре, можно создать камеру, которая будет видеть одновременно в разных диапазонах.

    Разработка CurvACE ведется с 2009 года. Общий бюджет проекта — 2,73 миллиона евро. Статья с подробным описанием проекта доступна по этой ссылке.

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 18

      +2
      Касательно видеонаблюдения — было бы интересно увидеть изображение, получаемое с такого датчика.
        +7
        Так видео в статье же.
          +2
          Увы, не всегда удобно смотреть видео с мобильного устройства — придётся удовлетворять любопытство дома.
          +1
          Начиная с 0:44 секунды на видео в статье.
            +2
            Там мало что понятно. Качество так себе и просто стена с шахматной заливкой.
            Но вообще, похоже всё-таки идеальный робот — это просто копия насекомого. У них всё уже придумано =)
              0
              Человек сможет сделать и лучше. В конце концов, технологии ограничены лишь законами физики и человеческой фантазией, тогда как естественный отбор налагает куда больше ограничений.
              0
              А изображение и не получится увидеть. То, что можно изобразить в видимой для человека форме, с оригиналом будет иметь не больше общего, чем трехмерный объект со своей проекцией на плоскость. Благодаря возможности измерять поляризацию не требуется высокого разрешения для сложной системы распознавания образов и построения догадок на их основе, а произвольная форма «глаза» неминуемо даст искажения при изображении на плоскости.

              По идее, такая система может достаточно точно определять размер, расстояние, скорость и направление движения объектов, но при том плохо подходит для распознания этих объектов.
                0
                Оно, определённо, будет очень непривычным. Мне вспоминается Dungeon Keeper и то, как мир выглядел глазами мухи.
              –6
              Да это же видеонаблюдение из: «Я Робот»:
                0
                Натуральное «Будущее здесь».
                  0
                  Надо еще как то мозг адаптировать к таким углам обзора, в случае если пытаться применить технологию в связке с человеком.
                    0
                    Мозг и не к такому адаптируется при реальной необходимости. А углы обзора даже в 3d-играх могут быть большими, привыкают к ним быстро.
                      0
                      Ну, по большому счёту, у человека и так угол зрения больше, чем 180 градусов, если учитывать боковое зрение. Так что сильно к чему-то привыкать не придётся.

                      Конечно, можно сказать, что боковое зрение — не основной источник зрительной информации, но с другой стороны. Беру себя. В сумерках я вижу плохо. То есть на небольшие расстояния вижу хорошо. А на средние и дальние — реально плохо. Всё сливается. Но вот тут и оказывается, что боковым зрением несколько удалённые объекты я реально вижу лучше.

                      Плюс ко всему не стоит забывать, что возможности адаптации у организма достаточно хорошие, и он с таким обзором вполне нормально может справиться.
                    • UFO just landed and posted this here
                        0
                        Это уже будут не люди ;) Но дожить хотелось бы…
                          0
                          И главный вопрос, с какого именно момента таких модификаций, человек перестает быть человеком?
                          Имплантанты (кардиостимулятор например)? Протезы? Усилители (слуховой аппарат)? Выше указанное зрение ушами?..
                            0
                            Все что вы перечислили просто высокотехнологичные костыли.

                            Я думаю когда кардинально поменяется принцип мышления. Если например как выше предлагают сменить принцип хранения информации мозгом, человека можно называть другим словом.
                        0
                        Оффтоп: на видео эффект, названный «wall detection» реализован через непосредственное столкновение со стеной. Оригинально. Или ой.

                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.