Разработено е иновативно фасетно око за роботи

Изследователи от Хонконгския университет за наука и технологии са разработили система за фасетно зрение, която е два пъти по-чувствителна в малки области от съществуващите решения, но същевременно е по-евтина. Разработката, вдъхновена от структурата на окото на насекомите, обещава да направи революция в машинното зрение. Тя ще подобри навигацията, възприемането и вземането на решения при роботите. Благодарение на широкия си зрителен ъгъл и светлочувствителност тези очи могат не само да откриват даден обект, но и да го проследяват. Системата за зрение може да се монтира на дронове и да се използва например за мисии за търсене и спасяване.

Преди това специалистите по роботика вече се опитаха да пресъздадат зрителните способности на насекомите – широко зрително поле и прецизно проследяване на движенията. Интегрирането на фасетни очи в автономни платформи като роботи или безпилотни самолети обаче се оказа предизвикателство. Тези системи често се сблъскват с трудности, свързани със структурната сложност, нестабилността на деформациите, геометричните ограничения и несъответствията между оптичните елементи и детекторите.

За да се справи с тези предизвикателства, екипът е разработил система за фасетно зрение, използваща нови материали и структури. На първо място, системата използва полусферичен сензор за изображения, изработен от перовскитни нановлакна с висока плътност на пикселите, за да разшири зрителното поле. Второ, тя включва 3D-принтирана апертурна решетка без лещи с персонализирано разположение, която регулира падащата светлина и премахва слепите зони между съседните оматидии (отделни единици в сложното око на насекомото).

Фасетното око има ъглова селективност, широко зрително поле и способност да възприема светлина както с едно, така и с две очи (монокулярно и бинокулярно зрение). Така то е в състояние не само да открие целта, но и да проследи нейното движение. Така например такова око може да се монтира на дрон, за да следва движещ се робот.

Като имитира структурата на окото на насекомото, новата система може да подобри визията на различните устройства. Благодарение на високата си чувствителност тя ще позволи на безпилотните самолети да изпълняват по-добре селскостопанските дейности или дейностите по търсене и спасяване. Освен това разработката ще подобри взаимодействието между роботите и другите устройства. В бъдеще тя може да се използва в автомобилите с автопилот и в интелигентните градове.

Според учените дизайнът е прост, лек и евтин. Въпреки че фасетните очи няма да заменят напълно традиционните камери, те имат голям потенциал за използване в роботиката, особено в рояк от дронове, летящи близо един до друг. Очите могат да бъдат направени още по-малки и по-чувствителни за по-широки приложения в оптоелектрониката и роботиката