Un sistema de visión binocular que consta de dos ojos compuestos artificiales, cada uno con 37 sensores de luz.
Zhiyong Fan et al. (2024)
Cámaras inspiradas en los ojos compuestos de insectos Permitir un campo de visión extremadamente amplio sin lentes costosas, ofreciendo potencialmente sensores visuales baratos, simples y livianos para navegación o seguimiento en robots y automóviles sin conductor.
Los insectos como las libélulas tienen ojos que, en pares, les proporcionan un campo de visión de casi 360 grados y les ayudan a evadir hábilmente a los depredadores. Sus ojos están compuestos de muchos omatidios, que son esencialmente tubos con una lente simple en un extremo y un fotorreceptor básico en el otro. Su visión se compone de entradas en forma de píxeles de grandes haces de estos omatidios.
Crear cámaras que puedan lograr lo mismo de manera asequible, ya sea cubriendo un hemisferio con sensores de imagen o creando múltiples lentes para dirigir la luz hacia un sensor central, ha resultado ser un desafío. Ahora Fanático de Zhiyong y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong han replicado la arquitectura de los ojos de los insectos utilizando nanocables fabricados a partir de un material cristalino llamado perovskita, sin necesidad de lentes fabricadas con precisión.
Su diseño consiste en un hemisferio impreso en 3D de unos 2 centímetros de ancho con 121 aberturas, cada una de 1 milímetro de diámetro, que actúan como una simple cámara estenopeica. En cada orificio, un nanocable de perovskita dirige la luz desde un campo de visión muy estrecho directamente hacia un sensor de luz, y la electrónica combina los resultados en un solo cuadro. El ojo artificial puede generar imágenes con un campo de visión de 140 grados, y un par superpuesto puede extenderlo a 220 grados.
Fan dice que esto podría ser un gran impulso en ciertos robótica aplicaciones, como en un enjambre de drones que vuelan en formación cerrada. “Necesitan mantener una distancia, tal vez unos pocos metros entre sí, por lo que necesitan conocer la ubicación precisa y la velocidad relativa a la que se acercan y se alejan”, dice. “Por eso el ojo compuesto es importante; Tiene un campo de visión más amplio y también sensibilidad al movimiento”.
Los investigadores también construyeron un par de ojos compuestos artificiales más pequeños con 37 sensores de luz. Equiparon un dron cuadricóptero con este sistema y pudieron utilizarlo para rastrear a un perro robótico en el suelo.
Fan dice que el diseño del ojo compuesto también se beneficia de ser simple, liviano y económico, pero no reemplazará por completo a las cámaras tradicionales. En cambio, cree que los dispositivos proporcionarán datos complementarios que serán útiles para robots y otras máquinas, como coches sin conductor.
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