Пауки вдохновили ученых на новый компактный глубиномер
Москва, 12:00, 29 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона Полсона (SEAS) вдохновились способностью пауков-скакунов чувствовать рельеф при разработке компактного датчика глубины.
Устройство подходит для оснащения микророботов, небольших носимых устройств, легких шлемов виртуальной, дополненной реальности, сообщает eurekalert.org. Система сочетает многофункциональные плоские металинзы и сверхэффективный алгоритм мгновенного измерения глубины.
Выводы исследования опубликованы в журнале PNAS.
«Эволюция создала разнообразные оптические конфигурации и зрительные системы, — сказал докторант Чжуцзюнь Ши, один из первых авторов.- Оптический дизайн и нанотехнологии наконец позволили нам получить искусственные глубиномеры и другие системы, соответствующие по эффективности природным».
Большинство современных датчиков включают источники света и массив камер, измеряющих расстояние. Распознавание лица на смартфоне использует тысячи лазерных точек для получения контуров. Подобный подход не рассчитан на компактные, маломощные устройства. Человек определяет глубину за счет стереозрения – каждый глаз дает немного другое изображение.
«Человеческий мозг достаточно большой для проведения сложных вычислений при их совмещении, — сказал профессор Тодд Циклер, один из старших авторов. – Пауки – другое дело».
Аттиды развили более эффективную систему измерения глубины. Каждый глаз имеет несколько полупрозрачных слоев сетчатки. Они измеряют множество изображений с разной степенью размытия. Глядя на дрозофилу, паук будет видеть ее изображение четче на одном из слоев. Изменение размытости кодирует информацию о расстоянии.
Ранее реализовать принцип определения глубины по дефокусировке удавалось только в массивных системах. Ученые сжали их с помощью металинз.
«Изделия разделяют свет, формируя два по разному размытых изображения по сторонам фотодатчика», — объяснил Ши.
Разработанный группой Циклера алгоритм интерпретирует картинки, создавая карту глубины, показывающую расстояние.
