Краб-скрипач вдохновил ученых создать продвинутую систему искусственного зрения

Новая система оснащена возможностью всенаправленного изображения.

У нынешних систем искусственного зрения есть некоторые ограничения: они не подходят для визуализации как наземных, так и подводных сред и ограничены полусферическим (180°) полем зрения.

Чтобы решить эти проблемы, группа исследователей из Кореи и США, в том числе профессор Янг Мин Сон из Института науки и технологии Кванджу в Корее, разработала новую систему искусственного зрения. Она оснащена возможностью всенаправленного изображения, которая может работать как работать как в водной, так и наземной среде.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Electronics.

Вдохновением для создания системы послужил краб-скрипач (Uca arcuata), вид полуземных крабов с полем обзора 360°. Оно возможно благодаря эллипсоидальному стеблю сложных глаз краба, что позволяет получать панорамные изображения амфибий. В свою очередь, плоские роговицы с градуированным профилем показателя преломления дают крабу рассматривать изображения земноводных.

Соответственно, исследователи разработали систему зрения, которая состоит из массива плоских микролинз с градуированным профилем показателя преломления. Их интегрировали в гибкую гребенчатую матрицу кремниевых фотодиодов, а затем закрепили на сферической структуре. Градиентный показатель преломления и плоская поверхность микролинзы оптимизировали для компенсации эффектов расфокусировки из-за изменений во внешней среде. Проще говоря, световые лучи, которые проходят в разных средах (соответствующих разным показателям преломления), фокусируются в одном и том же месте.