В журнале Optics Letters исследователи из Тяньцзинского университета (Китай) сообщают о новой разработке – искусственном глазе, который не только похож на глаз насекомого, но и работает как его естественный аналог. Он помогает ученым понять, почему насекомые так чувствительны к движению. В будущем его можно встроить вместе с миникамерой в системы роботов, автомобилей с автоматическим управлением и беспилотных летательных аппаратов, которые смогут быстро находить объекты и реагировать на их передвижение, говорится на сайте Оптического сообщества.
«Имитация системы зрения насекомых привела нас к мысли, что они могут обнаружить траекторию объекта на основе интенсивности света, исходящего от этого объекта, а не точных изображений (последний способ характерен к зрению человека), – сказал Ле Сонг (Le Song), член исследовательской группы. – Этот метод обнаружения движения требует меньше информации, что позволяет насекомому быстро реагировать на угрозу».
У насекомых, как известно, фасеточные глаза, которые состоят из сотен или тысяч повторяющихся единиц – омматидий, – каждая из которых действует как отдельный зрительный рецептор. Омматидии выглядят как узкие, сильно вытянутые конусы, которые сходятся своими вершинами в глубине глаза, а основаниями образуют его сетчатую поверхность.
Исследователи попытались воспроизвести эти структуры с помощью метода алмазного точения. Они создали 169 микролинз на поверхности сложного глаза. Радиус каждой микролинзы составил около одного миллиметра. Компонент из двадцати таких микролинз может охватить поле зрения в 90°. Поля зрения смежных микролинз перекрываются так же, как у омматидий у большинства насекомых.
Одна из проблем создания искусственного фасеточного глаза состоит в том, что детекторы изображения плоские, а поверхность глаза изогнута. Но и тут ученые нашли выход: они разместили световод между изогнутой линзой и детектором изображений. Это также позволило компоненту равномерно получать свет под разными углами.
В эксперименте исследователи разместили светодиодные источники света на разном расстоянии и в разных направлениях от искусственного глаза и использовали алгоритм для расчета местоположения светодиодов на основе интенсивности света. Искусственный фасеточный глаз смог быстро определить, где находятся светодиоды. При этом ему было сложнее справиться с задачей, когда источники света находились дальше.
[Иллюстрация: LE SONG, TIANJIN UNIVERSITY]
