Fiddler Crab Eye View вдъхновява изследователите от Института за наука и технологии Gwangju да разработят ново изкуствено зрение

Изследователите разработват система за изкуствено зрение на амфибия с панорамно зрително поле, базирано на структурата на очите на рака Fiddler

Гуанджу, Южна Кореа, авг. 2, 2022 г /PRNewswire/ — Системите за изкуствено зрение се внедряват в засичане на движение, откриване на обекти и самоуправляващи се превозни средства. Те обаче не са подходящи за промяна на външната среда и са ограничени до полусферично зрително поле (FOV). За да се справят с този проблем, изследователи от GIST вече са разработили нова изкуствена визия с 360° FOV, която може да изобразява както земна, така и водна среда.Системата, моделирана след структурата на окото на рака цигулар, може да помогне за реализирането на визия при всякакви метеорологични условия и панорама откриване на обект.

Системите за изкуствено зрение намират широк спектър от приложения, включително самоуправляващи се автомобили, откриване на обекти, наблюдение на културите и интелигентни камери. Подобна визия често е вдъхновена от визията на биологични организми. Например човешкото зрение и зрението на насекомите са вдъхновили сухоземното изкуствено зрение, докато рибешките очи са довели до водното изкуствено зрение. Въпреки че напредъкът е забележителен, настоящите изкуствени визии страдат от някои ограничения: те не са подходящи за изобразяване на земна и подводна среда и са ограничени до полусферично (180°) зрително поле (FOV).

За да преодолеят тези проблеми, група изследователи от Корея и САЩвключително проф Young Min Song от Института за наука и технологии Gwangju в Корея, вече са проектирали нова система за изкуствено зрение с възможност за многопосочно изображение, която може да работи както във водна, така и в земна среда. Тяхното проучване беше достъпно онлайн 12 юли 2022 г и публикуван в Природна електроника той 11 юли 2022 г.

„Изследванията в био-вдъхновената визия често водят до ново развитие, което не е съществувало преди. Това от своя страна дава възможност за по-задълбочено разбиране на природата и гарантира, че разработеното устройство за изображения е както структурно, така и функционално ефективно,“ казва проф. Песен, обяснявайки мотивацията си зад проучването.

Вдъхновението за системата идва от рака цигулар (Ука дъговидна), полуземен вид раци с амфибийна способност за изображения и 360° FOV. Тези забележителни характеристики са резултат от елипсоидалното очно стъбло на сложните очи на рака цигулар, което позволява панорамни изображения и плоските роговици със степенуван профил на индекса на пречупване, което позволява амфибийно изображение.

Съответно изследователите разработиха система за зрение, състояща се от набор от плоски микролещи с градуиран профил на индекса на пречупване, който беше интегриран в гъвкав силициев фотодиоден масив с форма на гребен и след това монтиран върху сферична структура. Градуираният индекс на пречупване и плоската повърхност на микролещата бяха оптимизирани, за да компенсират ефектите на разфокусиране, дължащи се на промени във външната среда. Казано по-просто, светлинните лъчи, пътуващи в различни среди (съответстващи на различни индекси на пречупване), са били накарани да се фокусират в едно и също място.

За да тества възможностите на своята система, екипът извърши оптични симулации и демонстрации на изображения във въздух и вода. Амфибийното изображение е извършено чрез потапяне на устройството наполовина във вода. За тяхна радост, изображенията, създадени от системата, бяха ясни и без изкривявания.Екипът освен това показа, че системата има панорамно визуално поле, 300о хоризонтално и 160о вертикално, както във въздуха, така и във водата. Освен това сферичната стойка е с диаметър само 2 см, което прави системата компактна и преносима.

„Нашата система за зрение може да проправи пътя за 360° всепосочни камери с приложения във виртуална или разширена реалност или визия за всякакви метеорологични условия за автономни превозни средства,“ спекулира проф. Песен развълнувана.

И може би скоро!

Препратки

Заглавие на оригиналната статия: Система за изкуствено зрение на амфибия с панорамно визуално поле

Журнал: Природна електроника

DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-022-00789-9
*Имейли на кореспондиращите автори: [email protected] и [email protected]

За Института за наука и технологии в Гуанджу (GIST)

уебсайт: http://www.gist.ac.kr/

Контакт:
Сюлхе Ким
82 62 715 6253
[email protected]

ИЗТОЧНИК Gwangju Institute of Science and Technology

.