چهارشنبه، 19 مرداد ماه 1401 = 10-08 2022
طراحی سیستم بینایی منحصر به فرد با الهام از خرچنگ!
تیمی از محققین مؤسسه علوم پایه کره جنوبی، دانشگاه ملی سئول، موسسه علوم گوانگجو، موسسه فناوری ماساچوست و دانشگاه تگزاس به تازگی توانسته اند سیستم بینایی جدیدی با الهام از چشم خرچنگ ایجاد کنند.
به گزارش فرارو، این سیستم بینایی که هم در آب و هم در روی زمین بخوبی کار می‌کند، به ربات‌ها دید پانوراما ۳۶۰ درجه از محیط اطراف می‌دهد. ربات‌ها با استفاده از این سیستم قادر خواهند بود موانع را شناسایی کرده و به خوبی در محیط حرکت کنند.
«یانگ مین سانگ» یکی از محققان این مطالعه می‌گوید: «کار‌های قبلی و برخی تحقیقات گروه ما، بر روی دوربین‌های میدان دید گسترده (FoV) همیشه کمتر از ۱۸۰ درجه بود که برای دید پانورامای کامل کافی نبود. ما می‌خواستیم یک دوربین با زاویه دید ۳۶۰ درجه بسازیم که بتواند هم در هوا و هم در آب تصویربرداری کند.» این سیستم بینایی مصنوعی از چشمان خرچنگ‌های کمانچه‌زن الهام می‌گیرد. این گونه منحصر به فرد می‌تواند بدون نیاز به حرکت دادن چشم و بدن خود، دید کاملی از محیط اطراف به دست آورد.
سانگ و همکارانش برای تکثیر مصنوعی چشم‌های خرچنگ کمانچه‌زن از یک لنز دوربین تخت استفاده کرده اند. سانگ توضیح می‌دهد: «اگر از یک لنز معمولی منحنی برای تصویربرداری استفاده کنیم، نقطه کانونی آن با فرو بردن لنز در آب تغییر می‌کند. از سوی دیگر، اگر از عدسی با سطح صاف استفاده کنیم، با توجه به شرایط محیطی می‌توانیم تصاویر واضحی مشاهده کنیم. چشمان خرچنگ کمانچه‌بازی که در مناطق جزر و مدی زندگی می‌کند، از عدسی با سطح صاف استفاده می‌کند. ما از این خرچنگ تقلید کرده ایم.»
محققان برای ایجاد این سیستم بینایی، مجموعه‌ای از میکرولنز‌های مسطح با ضریب شکست درجه بندی شده را به همراه مجموعه‌ای از فتودیود‌های سیلیکونی شانه‌ای شکل انعطاف پذیر بر روی یک ساختار کروی قرار دادند. این میکرولنز‌ها می‌توانند فاصله کانونی خود را بدون توجه به تغییرات ضریب شکست خارجی بین هوا و آب حفظ کنند. سانگ می‌گوید: «این اولین سیستم دید پانورامای آبی خاکی در جهان است. سیستم بینایی ما می‌تواند راه را برای دوربین‌های همه جهته ۳۶۰ درجه در واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و دید همه‌جانبه برای وسایل نقلیه خودران هموار کند.»
سانگ و همکارانش سیستم خود را در محیط‌های زمینی و آبی مختلفی مورد آزمایش قرار دادند و به نتایج امیدوار کننده‌ای نیز دست پیدا کردند. آن‌ها می‌گویند به زودی می‌توان این سیستم را بر روی چندین ربات مختلف هیبریدی و آبی خاکی آزمایش و اجرا کرد. سانگ می‌گوید: «ما قصد داریم در مطالعات بعدی مهندسی بیشتری برای دستیابی به وضوح بالاتر و تصویربرداری برتر انجام دهیم. ما همچنین علاقمند به توسعه دوربین‌های جدیدی با ویژگی‌های تصویربرداری منحصر به فرد با الهام از چشمان حیوانات هستیم.»
منبع: techxplore
