چشم رباتیک با میدان دید ۲۲۰ درجه ساخته شد 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، دانشمندان چینی با الهام از چشم حشرات، چشم رباتیکی بدون لنزی ساخته‌اند که با فراهم‌آوری دید ۲۲۰ درجه، پوشش بی‌نظیر بصری و قابلیت ردیابی حرکت را فراهم می‌آورد. این نوآوری، تصاویر پانوراما را با میدان دید ۱۴۰ درجه‌ای دریافت کرده و سپس آن را در تنظیم دو چشمی به ۲۲۰ درجه گسترش می‌دهد.

مهندسان دانشگاه علم و صنعت هنگ کنگ، این چشم مرکب را با ترکیب چاپ سه بعدی ساختار نوری لانه زنبوری با آرایه تشخیص نانوسیم پروسکایتی (PNA) نیمکره‌ای و با چگالی بالا ساخته اند.

آنها موفق شدند با ادغام این چشم مرکب در یک پهپاد به طور موثر یک ربات چهارپای زمینی را ردیابی کنند.

«یو ژو» «Yu Zhou» از دانشکده مهندسی الکترونیک و رایانه و مجری این تحقیقات گفت: این تعامل منحصربه‌فرد رباتیک مشترک هوا – زمین، قابلیت جذاب استفاده از این سامانه چشم مرکب را برای توسعه همکاری چند رباتی و فناوری هوش ازدحامی ربات‌ها در آینده را به نمایش می‌گذارد.

چشم‌های ترکیبی طبیعی دارای قابلیت‌های بصری قابل توجهی هستند، مانند ردیابی حرکت سریع و میدان دید وسیع (FoV)، که آنها را برای استفاده‌های عملی و به طور خاص در سامانه‌های رباتیک، بسیار جذاب می‌کند.

این ویژگی آغازگر تحقیقات زیادی در مورد چشم‌های ترکیبی مصنوعی بوده است که بیشتر آنها با انتقال یک آرایه از میکرولنز‌ها به بستر‌های منحنی و ترکیب آنها با حسگر‌های تصویری مسطح تجاری ساخته شده اند.

فرآیند‌های پیچیده انتقال، تصویربرداری چشم مرکب را محدود می‌کند؛ چراکه منجر به عدم تطابق بین ساختار‌های سه بعدی و تصویرگر‌های مسطح می‌شود. محققان از دو روش برای مقابله با این چالش استفاده کرده اند: شکل دادن ساختار‌های نوری بر روی سطوح منحنی از طریق روش‌های مختلف و استفاده از الکترونیک قابل تغییر شکل برای پیکربندی‌های انعطاف پذیر.

به گفته محققان، در حالی که این رویکرد‌ها برخی از چالش‌ها را برطرف می‌کنند، اما مشکلاتی مانند مانند پایداری تغییر شکل و توزیع پیکسل همچنان ادامه وجود داشت.

در این مطالعه، دانش پژوهان یک سامانه دید مرکب سوراخ سوزنی را برای تصویربرداری با برد وسیع و موقعیت یابی دقیق هدف توسعه دادند. نخست، یک آرایه چاپ سه بعدی سوراخ سوزنی بدون لنز با یک طرح قابل تنظیم، نور فرودی را تنظیم می‌کند و ناحیه کور بین اوماتیدا از بین می‌برد. اوماتیدیا در چشم‌های مرکب حشرات شامل مجموعه‌ای از سلول‌های گیرنده نوری است که توسط سلول‌های پشتیبان و رنگدانه احاطه شده اند.

دوم، یک تصویربردار PNA نیمکره‌ای درونی با تراکم پیکسلی بالا، میدان تصویر را بزرگ می‌کند. این ویژگی‌ها چالش‌های ناپایداری ساختاری و پیکسل‌های محدود را برطرف می‌کنند.

سامانه یکپارچه چشم مرکب سوراخ سوزنی (PHCE) به محققان کمک کرد تا تصاویر پانوراما را با زاویه فوق العاده عریض با میدان دید ۱۴۰ درجه (FoV) ثبت کنند.

این مهندسان همچنین یک سامانه پیشرفته PHCE با FoV گسترش یافته ۲۲۰ درجه را توسعه دادند که دید سه بعدی را امکان پذیر و موقعیت یابی سه بعدی و موفق آمیز هدف را تسهیل می‌کند.