Ученые разработали фасеточный глаз для роботов

Ученые из Гонконгского университета науки и технологий разработали систему фасеточного зрения, которая в два раза чувствительнее на небольших площадях, чем существующие решения, но при этом дешевле. Разработка, вдохновленная строением глаза насекомого, обещает революционизировать машинное зрение. Она улучшит навигацию, восприятие и принятие решений у роботов. Благодаря широкому углу обзора и светочувствительности такие глаза могут не только обнаружить объект, но и отслеживать его. Систему зрения можно установить на дроны и, например, проводить поисково-спасательные работы.

Ранее робототехники уже пытались воссоздать зрительные способности насекомых — широкий угол обзора и точное отслеживание движений. Однако интеграция фасеточных глаз в автономные платформы, например, роботов или дронов, оказалась сложной задачей. Эти системы часто сталкиваются с проблемами, связанными со сложностью конструкции, нестабильностью при деформации, ограничениями в геометрии, а также несовпадениями между оптическими элементами и детекторами.

Для решения этих проблем команда разработала систему фасеточного зрения, используя новые материалы и структуры. Во-первых, в системе используется полусферический сенсор изображения из перовскитовых нанопроводов с высокой плотностью пикселей, что позволяет расширить поле зрения. Во-вторых, она оснащена 3D-печатным безлинзовым массивом отверстий с настраиваемой компоновкой, который регулирует падающий свет и устраняет слепые зоны между соседними омматидиями (отдельными единицами в сложном глазе насекомого).

Фасеточный глаз обладает угловой селективностью, широкий углом обзора, способностью воспринимать свет как одним, так и двумя глазами (монокулярное и бинокулярное зрение). Поэтому он способен не только найти цель, но и следить за ее движением. Например, такой глаз можно установить на дрон, чтобы он мог следить за движущимся роботом.

Имитируя структуру глаза насекомого, новая система позволяет улучшить зрение различных устройств. Благодаря высокой чувствительности она позволит дронам лучше выполнять сельскохозяйственные или поисково-спасательные работы. Кроме того, разработка улучшит взаимодействие между роботами и другими устройствами. В будущем она может применяться в автомобилях с автопилотом и умных городах.

По словам ученых, конструкция простая, легкая и дешевая. Хотя фасеточные глаза не заменят традиционные камеры полностью, у них большой потенциал для использования в робототехнике, особенно в рое дронов, летающих близко друг к другу. Глаза можно сделать еще меньше и чувствительнее для более широкого применения в оптоэлектронике и робототехнике.

Источник: vk.com

Комментарии: