Глаз да глаз нужен: робот присваивает зрение стрекозы
Глаза роботов нового поколения будут куда ближе по принципам и строению действия к глазам живых существ, чем простые камеры с матрицами и объективами ПЗС, которыми щеголяют автомобили сейчас. В этом уверенны американские биоинженеры.
Доктор наук Люк Ли (Luke Lee) из университета Калифорнии (University of California, Berkeley) уже много лет занимается созданием технических совокупностей, вдохновляясь подсмотренными у природы «патентами», в частности – необыкновенными совокупностями зрения.
Как пишет про работу биоинженера Ли издание Science, муха, омар и осьминог — для Люка – это прототипы оптических устройств нового поколения: камер, датчиков перемещения, навигационных устройств и, быть может, кроме того протезов сетчатки для людей.
Эволюция произвела, как минимум, десять различных совокупностей видения у животных, и любая из них «скроена», дабы соответствовать потребностям обладателя.
Доктор наук Ли (фото Peg Skorpinski/University of California, Berkeley).
Все эти совокупности в чём-то превосходят разработке отображения, каковые придумали люди, наряду с этим они обычно не только более действенны, но в один момент — несложны и красивы.
Животные располагают двумя главными типами зрительных совокупностей: глаз-камера с единственной линзой, проецирующей изображение на сетчатку, и сложные фасеточные глаза, каковые имеют множество линз — время от времени — тысячи.
Глаз-камера в техническом замысле схож с отечественными классическими фото- и камерами, демонстрирующими высочайшие эти.
Тут мы достигли превосходных высот. Но нет предела совершенству.
Таковой цилиндрический глаз был у трилобита (фото Science).
Новейщие разработки Ли и других учёных в области оптических совокупностей инспирированы живыми патентами – к примеру, это оптические совокупности с гидравликой, меняющей положение линз за счёт смены давления в особых камерах (как у китов).
Оптический кристалл морской звезды (фото Luke Lee/University очень California, Berkeley).
Исследователи кроме этого изучают пути построения неестественных сетчаток. Что непросто.
Учитывая, что простые оптические датчики – плоские и твёрдые, тогда как сетчатки – части сферы, и податливые.
Одновременно с этим Ли говорит, что для многих областей применения куда перспективнее будет подражание редким типам зрительных совокупностей. Фактически – это конёк американского доктора наук.
Так, сравнительно не так давно он и его сотрудники изготовили неестественный омматидий (фасетку) – элементарную светоприёмную ячейку сложного глаза стрекоз и многих вторых насекомых.
Омматидии отправляют собственные сигналы в мозг в один момент, разрешая насекомым действенно и скоро обнаруживать перемещение и делать признание изображения (это один из секретов мух, так умело уклоняющихся от мухобоек).
Решётка синтетических мягких линз, подражающих совокупности зрения насекомых. Линзы смогут поменять собственную форму.
Работа доктора наук Ли (фото Luke Lee/University of California, Berkeley).
Неестественный аналог фасетки содержит маленькую линзу, связанную с волноводом, что направляет свет вниз на оптико-электронное устройство.
Масса таких фасеток возможно размещена на куполе, давая возможность прибору видеть чуть ли не во всех направлениях в один момент.
Так может смотреться совокупность принимающая полное сферическое поле зрения. Концепция доктора наук Ли (фото Luke Lee/University of California, Berkeley).
Совмещение двух таких совокупностей «поясницы к пояснице», гипотетически, обеспечит полное сферическое поле зрения: 360 градусов по горизонтали и 360 градусов по вертикали (о втором способе обеспечения обзора в тысячи градусов в одном кадре — просматривайте тут).
«И всё это может, возможно, иметь размер маленькой пилюли. Как по поводу того, дабы проглотить такое устройство и взять полный взор на себя изнутри?», — задаёт вопросы Ли.
Исследователи кроме этого берут уроки оптики у животных, про которых до недавнего времени кроме того не пологали, что у них имеется зрение. Так пара лет назад учёные поняли, что одна из разновидностей морских звёзда (brittle star) «оснащена» особенными кристаллами кальцита по всему телу, каковые являются необычными светоприёмниками, формирующими совокупность, родственную сложному глазу насекомых.
Эти сложные кристаллы, как выяснилось, смогут дать толчок к формированию новых оптоволоконных совокупностей.
Глаза мухи весьма действенно выявят стремительные объекты (фото Luke Lee/University of California, Berkeley).
А ещё Ли информирует, что в конструкции собственных оптических совокупностей использует не жёсткие полупроводники, стекло и металл, а эластичные полимеры, жидкости и тому подобное, опять-таки, подражая природе. Он говорит, что таковой подход разрешит улучшить различные качества оптико-электронных совокупностей формирования изображений а также придать им новые свойства.
Так что быть может, что в недалеком будущем роботы, охранные совокупности либо летающие автомобили возьмут «глаза», по собственному строению куда более приближенные к глазам живым, чем нынешние классические камеры.
