I ricercatori sviluppano un sistema di visione artificiale anfibio
I sistemi di visione artificiale sono utilizzati in tutti i settori per un’ampia gamma di applicazioni, come veicoli autonomi, rilevamento di oggetti e fotocamere intelligenti. Questi sistemi sono spesso ispirati da organismi biologici, ma le attuali visioni artificiali devono affrontare diverse limitazioni. Per uno, di solito non sono adatti per l’imaging di ambienti sia terrestri che subacquei. Di solito sono anche limitati a un campo visivo emisferico (FOV).
Nuovo sistema di visione artificiale
Un team di ricercatori provenienti dalla Corea e dagli Stati Uniti ha deciso di superare questi limiti progettando un nuovo sistema di visione artificiale con capacità di imaging omnidirezionale, che funziona sia in ambienti acquatici che terrestri.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Electronics .
Il professor Young Min Song del Gwangju Institute of Science and Technology in Corea è stato coinvolto nel lavoro.
“La ricerca sulla visione bio-ispirata spesso si traduce in un nuovo sviluppo che prima non esisteva. Questo, a sua volta, consente una comprensione più profonda della natura e garantisce che il dispositivo di imaging sviluppato sia strutturalmente e funzionalmente efficace”, afferma il prof. Song.
Ispirato dalla natura
Il team ha tratto ispirazione dal granchio violinista, che è una specie di granchio terrestre con capacità di imaging anfibio e un campo visivo di 360 gradi. Il granchio ha queste caratteristiche grazie al suo gambo oculare ellissoidale dei suoi occhi composti, che consentono l’imaging panoramico. Ha anche cornee piatte con un profilo di indice di rifrazione graduato, che consente l’imaging anfibio.
I ricercatori hanno sviluppato un sistema di visione con una serie di micro-lenti piatte con un profilo di indice di rifrazione graduato, che è stata integrata in una matrice flessibile di fotodiodi al silicio. È stato quindi montato su una struttura sferica.
L’indice di rifrazione graduato e la superficie piatta della microlente sono stati ottimizzati per compensare gli effetti di sfocatura provocati dai cambiamenti nell’ambiente esterno. Tutto ciò può sembrare complesso e confuso, ma il team afferma che si può pensare che produca raggi di luce che viaggiano in mezzi diversi per concentrarsi sullo stesso punto.
Testare il sistema
Il team ha quindi deciso di testare le capacità del sistema. Hanno eseguito simulazioni ottiche e dimostrazioni di imaging in aria e in acqua e l’imaging anfibio è stato eseguito immergendo il dispositivo a metà in acqua. Le immagini prodotte dal sistema erano chiare e il team è stato in grado di dimostrare che il sistema aveva un campo visivo panoramico di 300 gradi in orizzontale e 160 gradi in verticale sia nell’aria che nell’acqua. La montatura sferica misurava in soli 2 centimetri di diametro, contribuendo a rendere il sistema compatto e portatile.
“Il nostro sistema di visione potrebbe aprire la strada a telecamere omnidirezionali a 360° con applicazioni in realtà virtuale o aumentata o una visione per tutte le stagioni per veicoli autonomi”, afferma il prof. Song.
