Kamery inspirowane oczami owadów

Kamery inspirowane oczami owadów

Inżynierowie z BAE Systems Advanced Technology Centre w Essex skonstruowali inspirowane owadami urządzenie obrazujące, które zapewnia panoramiczne 120 stopniowe pole widzenia. Może ono znaleźć zastosowanie zarówno w systemach naprowadzania rakiet, cywilnych systemach zabezpieczeń, jak i chirurgii.

Nowa technologia czerpie inspirację ze złożonego oka pasożyta Xenos peckii żyjącego wewnątrz ciała os. Każda soczewka oka pasożyta tworzy indywidualny, odwrócony obraz. Obrazy te są następnie łączone w jeden wspólny duży obraz w mózgu.

Leslie Lacock z BAE Systems stwierdził, że jego zespołowi naukowców udało się odtworzyć to zjawisko przy użyciu 9 soczewek, każda o wielkości soczewek stosowanych w aparatach wbudowanych w telefony komórkowe, ułożonych na zakrzywionej powierzchni. Każda soczewka przechwytuje odwrócony obraz, który jest następnie przetwarzany przez program i składany w jeden czysty, szerokokątny obraz panoramiczny.

„Patrząc na konwencjonalne aparaty, większa część ich wagi związana jest ze szklaną optyką.” – powiedział Lacock. „Zatem myśląc o miniaturyzacji, przyjrzeliśmy się owadom, gdyż ich oczy dysponują bardzo zminiaturyzowaną optyką o ogromnych możliwościach.”

Lacock stwierdził, że takie złożone oczy owadów mogą zawierać setki tysięcy małych soczewek. „Oczywiście nie zamierzamy dojść do takiego poziomu złożoności.” – powiedział. „Patrząc na wymagania stawiane tego rodzaju aparatom, chcemy utrzymać wysoką rozdzielczość oraz czułość. Zatem nie możemy zastosować soczewek zbyt małych.”

Lacock wskazał, że wiele z wykorzystywanych dziś przez wojsko urządzeń dysponuje zaledwie 20 stopniowym polem widzenia. Tak wąski kąt wymusza montowanie kamer na ruchomych ramionach, które umożliwiają im penetrowanie szerszego obszaru.

Jednym z najtrudniejszych do rozwiązania zagadnień była zakrzywiona powierzchnia, na której znajdują się soczewki. Obrazy przechwycone pod różnymi kątami nie mogą być tak po prostu odwzorowane przez płaski czujnik. „Wiele z tych obrazów byłoby nieostrych i zniekształconych.” – powiedział Lacock. Zespół skonstruował zatem fasetowaną i wypolerowaną płytę ze światłowodów, która mogłaby przetwarzać obrazy zanim trafią one do czujnika.

„Płyta składa się z milionów światłowodów złączonych razem,” – wyjaśnił Lacock. „Gdy nałożyć obraz na jedną stronę płyty, światło przedostanie się przez światłowody na drugą.”

„Konstrukcja taka jest dość dobrze znana, jednakże my uformowaliśmy płytę w pryzmat tak, by mogła ona przechwytywać obrazy z różnych kątów i odwzorowywać je na płaskiej powierzchni czujnika.” – dodał.

Urządzenie może być wykorzystywane nie tylko w wojsku, ale może również posłużyć do śledzenia aktywności przestępców na ulicach miast. Lacock przewiduje, że kamery CCTV, które mogłyby obserwować panoramę zatłoczonych publicznych miejsc pozbawione byłyby słabości w postaci martwych stref.

Lacock przyznał, że pierwsza zademonstrowana kamera dysponuje 120 stopniowym polem widzenia, jednakże teoretycznie mogłaby dysponować jeszcze szerszym.

„Nie ma naturalnych ograniczeń, jednakże osiągnięcie więcej niż 180 stopni będzie trudne.” – powiedział. „Uważamy, że 120 stopni na dziś w zupełności wystarczy.”

(lk)