Камера, вдъхновена от насекомите, имитира съединителното око на природата
Визията на насекомите: модел за технология
Насекомите притежават изключителна визуална система, известна като съединително око. Съставено от хиляди отделни светлинни сензори, това око осигурява на насекомите панорамно зрително поле и безпрецедентна дълбочина на поле. Учени отдавна се опитват да възпроизведат тази забележителна способност в изкуствени камери.
Първата камера със съединително око
Изследователи от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн разработиха първата работеща камера в стил съединително око. С 180 лещи и сензори тази камера имитира очите на насекоми като пожарни мравки и дървени жици. Въпреки че не достига до възприятието на водния змий, който има десетки хиляди светлинни сензори, тя предлага 160‑градусово зрително поле и почти безкрайна дълбочина на поле.
Предимства пред рибешките (фишай) лещи
За разлика от рибешките лещи, които също осигуряват широко зрително поле, камерата със съединително око има няколко предимства. Нейните множество сензори позволяват значително по-голяма дълбочина на поле, т.е. всичко – близо и далеч – е на фокус едновременно. Освен това камерата със съединително око не създава изкривявания по краищата на изображението, характерни за рибешките лещи.
Потенциални приложения
Камерата със съединително око има голям потенциал за различни приложения, включително:
- Шпионски камери: Малкият размер и широкото зрително поле я правят идеална за скрити наблюдения.
- Ендоскопи: Способността да вижда около ъгли и в тесни пространства я прави подходяща за медицински изображения.
- Други приложения: Камерите със съединително око могат да се използват в роботика, автономни превозни средства и други области, изискващи прецизно и широкоъглено виждане.
Бъдещи разработки
Изследователите, стоящи зад камерата със съединително око, работят върху подобряване на резолюцията и добавяне на цветови възможности. Те вярват, че бъдещите версии на тази технология могат да революционизират полето на визуализацията.
Как работят съединителните очи
Съединителните очи се състоят от множество индивидуални светлинни сензори, наречени омматиди. Всеки омматид открива светлина от определена посока. Мозъкът комбинира входа от всички омматиди, за да създаде панорамно изображение.
Предимства на съединителните очи
Съединителните очи предлагат няколко предимства пред единичните лещи:
- Широко зрително поле: Съединителните очи могат почти да обхванат целия обхват около главата на насекомото, осигурявайки панорамна гледка.
- Дълбочина на поле: Съединителните очи имат почти безкрайна дълбочина на поле, т.е. всичко – близо и далеч – е на фокус едновременно.
- Откриване на движение: Съединителните очи са много чувствителни към движение, което ги прави идеални за откриване на хищници и плячка.
Недостатъци на съединителните очи
Съединителните очи имат и някои недостатъци:
- Ниска резолюция: Съединителните очи имат по-ниска резолюция от единичните лещи, което ограничава детайлността.
- Изкривявания: Те могат да произвеждат леко изкривяване по краищата на изображението.
- Чувствителност: Съединителните очи са по-чувствителни към светлина, което ги прави трудни за използване при ярки условия.
Заключение
Съединителните очи са чудо на природата, осигуряващи на насекомите уникална и мощна визуална система. Учени сега разработват изкуствени камери със съединително око, които имитират способностите на тези природни чудеса. Тези камери имат потенциала да революционизират широк спектър от приложения, от шпионски камери до медицински изображения.