Logo
Cover

Благодаря достижениям машинного обучения зачатками зрения уже начали пользоваться смартфоны, робомобили и камеры слежения. Но в отличие от животных, искусственные системы не могут сами приспособиться к условиям окружающей среды. Международная команда разработчиков представила новинку, созданную на основе зрения краба и способную видеть под водой и на суше.

Биомиметические камеры разрабатывались и прежде. В 2013-м была представлена широкоугольная камера, имитирующая многофасетные глаза насекомых. А в 2020 году появилась камера, сделанная по аналогии с рыбьим глазом. Но хотя эти разработки могли зафиксировать сразу большую область, им было сложно выйти за границы 180 градусов, пишет MIT News.

Появившиеся недавно панорамные системы обычно громоздкие, поскольку им приходится компилировать изображения двух и более камер и бороться с помехами, вызванными сложной конфигурацией, необходимой для увеличения глубины. Кроме того, непросто поддерживать фокусировку, когда окружающая среда постоянно меняется, как в воздухе или под водой.

Краб-скрипач оказался разумным выбором. Особенности строения глаз позволяют ему иметь поразительно широкое поле зрения, превышающее возможности современных искусственных систем, которые могут похвастаться только полусферическим обзором. Ученые из MIT (США), Института науки и технологий Кванджу и Сеульского национального университета (Южная Корея) разработали искусственный глаз, напоминающий крабий, из массива плоских микролинз с дифференцированным коэффициентом преломления и из массива гибких фотодиодов с гребенчатой конфигурацией. Все это было скомпоновано в сферическую структуру, задача которой сделать так, чтобы лучи света, падающие с разных сторон, всегда попадали в одно и то же место на датчике изображения, вне зависимости от коэффициента преломления вокруг.

Способность формирования панорамных изображений под водой и на суше была протестирована на пяти объектах (дельфин, самолет, подводная лодка, рыба и корабль), находящихся на различном расстоянии и с разных сторон от искусственного глаза. Система смогла обеспечить высокое качество изображения и обзор почти на 360 градусов, и в воздушной среде, и в контейнере с водой.

В дальнейшем команда рассчитывает заняться увеличением разрешающей способности системы и созданием более совершенных методов обработки изображений.

Обычно съемка в широкоугольном формате требует громоздких и тяжелых линз, однако недавняя разработка китайских инженеров позволит выполнять качественные широкоугольные снимки смартфонами или дронами. Новая компактная камера изготовлена при помощи массива металинз — плоских поверхностей с наноструктурами в виде выступов и отверстий для управления светом.