カニの目から着想を得た人工視覚は、陸上でも水中でも「見る」ことができます

Artificial Vision

研究者チームは、シオマネキの目に着想を得た、水上と水中の両方で完全なパノラマ ビューを提供する人工視覚システムを開発しました。

からの科学者 マサチューセッツ工科大学 (MIT)光州科学技術院 (GIST)韓国のソウル大学校、 と テキサス大学オースティン校、で発表された論文で、陸上と水中の両方で機能する水陸両用システムを発表しました 自然 先月。

新しいビジョン システムにより、ロボットは周囲の 360 度のパノラマ ビューを取得できるようになり、障害物を検出して環境をより効果的にナビゲートできるようになります。 TechExplore.

昆虫、魚、その他の生物の目を模倣したカメラを開発する試みは、以前にもいくつかありました。 しかし、水中と陸上の両方を見ることができる人工視覚システムの開発は非常に限られており、通常は 180 度の視野に制限されています。

「私たちのグループの研究を含む、広視野角 (FoV) カメラに関する以前の研究は、常に 180 度未満でした。これは、「完全な」パノラマ ビジョンには不十分であり、変化する外部環境には適していませんでした。」研究者 ソン・ヨンミン 言う TechExplore. 「私たちは、空中と水中の両方で撮影できる 360 度 FoV カメラを開発したいと考えていました。」

球状の 3D 構造を使用したパノラマ人工視覚の設計と、イメージ センサー アレイの誘導歪みの有限要素解析 (FEA)。

チームは、3D 全方向視野を持つ半陸生のシオマネキの目から着想を得ました。 鳴き声のカニとしても知られるこのユニークな種は、目や体を動かさなくても周囲の全景を見ることができます。 彼らは、攻撃を避け、仲間のシオマネキと通信するために、陸上と水中のほとんどすべてを一度に見ることができるように進化しました.

これまで科学者たちは、環境が変化したときにカメラの焦点合わせ機能を維持する方法を見つけるのに苦労してきました。そのため、このチームはシオマネキを詳しく調べることにしました。

「イメージングに曲率のある従来のレンズを使用する場合、レンズを水に浸すと焦点が変わります」とソン氏は説明します。 TechExplore.

「一方で、面が平らなレンズを使えば、周囲の状況に関係なく鮮明な画像を見ることができます。 潮間帯に生息するシオマネキの水晶体は、このような平らな面を持っており、私たちはこのカニ目レンズを模倣しただけです」と彼は付け加えました。

水陸両用視覚システムを作成するために、研究チームは屈折率が段階的に変化する平らなマイクロレンズのアレイと、柔軟なくし形のシリコン フォトダイオードのアレイを球状構造に統合しました。 彼らが使用したマイクロレンズは、空気と水の間の外部屈折率の変化に関係なく、焦点距離を維持できます。

Song 氏によると、この人工視覚システムは、空中と水中でのイメージングをシームレスに切り替えながらパノラマ ビューを提供する能力を初めて実証したものであり、全天候型自律走行車から仮想および拡張現実システムまで、あらゆるものに対応する 360 度全方向カメラにつながる可能性があります。 .

ソン氏は、この技術はいくつかの異なるハイブリッドおよび水陸両用ロボットでテストおよび実装される予定であると述べていますが、彼のチームは「他の動物の目に触発された独自のイメージング機能を備えた新しいタイプのカメラの開発にも関心があります」.


画像クレジット: ミンチョル・リーら

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