تطوير نظام رؤية اصطناعي برمائي مبتكر
طور الباحثون في معهد جوانججو للعلوم والتكنولوجيا نظامًا برمائيًا للرؤية الاصطناعية مع مجال رؤية بانورامي قادر على تصوير البيئات الأرضية وتحت الماء.
تعد أنظمة الرؤية الاصطناعية ذات قيمة لمجموعة كبيرة ومتنوعة من التطبيقات، مثل السيارات ذاتية القيادة والكاميرات الذكية ومراقبة المحاصيل واكتشاف الأشياء.
التغلب على القيود في أنظمة الرؤية الاصطناعية الحالية
عادة ما تكون هذه الأنظمة مستوحاة من رؤية الكائنات الحية. على سبيل المثال، استلهم تطوير الرؤية الاصطناعية للأرض من رؤية الإنسان والحشرات.
في غضون ذلك، ظهرت الرؤية الاصطناعية المائية نتيجة دراسة عيون الأسماك. في حين تم إحراز تقدم كبير في هذا المجال، فإن أنظمة الرؤية الاصطناعية التقليدية بها أوجه قصور.
أحد القيود الرئيسية هو أنها ليست مبنية لتصوير بيئات الأرض والمياه وغالبًا ما تقتصر على مجال رؤية نصف كروي (180 درجة).
من أجل التغلب على هذه القيود، قام فريق من العلماء من كوريا والولايات المتحدة، بما في ذلك البروفيسور يونغ مين سونغ من معهد غوانغجو للعلوم والتكنولوجيا في كوريا، بإنشاء نظام رؤية اصطناعية جديد بقدرة تصوير شاملة الاتجاهات، والتي يمكن أن تكون قادرة على تصوير كل من البيئات المائية والبرية.
نُشرت دراسة المجموعة في مجلة Nature Electronics .
غالبًا ما يؤدي البحث في الرؤية المستوحاة من الحياة إلى تطور جديد لم يكن موجودًا من قبل.
وهذا بدوره يتيح فهمًا أعمق للطبيعة ويضمن أن يكون جهاز التصوير المطور فعالًا من الناحية الهيكلية والوظيفية “، أوضح البروفيسور سونغ.
أخذ الإلهام من الطبيعة
الدافع وراء نظام الفريق مستمد من سلطعون العازف ( Uca arcuata ) ، وهو نوع من أنواع السلطعون شبه الأرضية مع قدرة تصوير برمائية ومجال رؤية بزاوية 360 درجة.
هذه الميزات الاستثنائية هي نتيجة لساق العين البيضاوي للعيون المركبة لسرطان العازف، مما يسمح بالتصوير البانورامي والقرنيات المسطحة مع ملف تعريف معامل الانكسار المتدرج، مما يسمح بالتصوير البرمائي.
وبناءً على ذلك، أنشأ الفريق نظام رؤية اصطناعيًا يشتمل على مجموعة متنوعة من العدسات الدقيقة المسطحة مع ملف تعريف معامل الانكسار المتدرج الذي تم دمجه في مصفوفة ثنائية ضوئية مرنة على شكل مشط من السيليكون ثم تم تركيبها على هيكل كروي.
تم تحسين معامل الانكسار المتدرج والسطح المسطح للعدسة الدقيقة لمواجهة تأثيرات إزالة التركيز التي تظهر بسبب التغيرات في البيئة الخارجية.
هذا يعني أن الأشعة الضوئية التي تنتقل في وسائط مختلفة (تتوافق مع مؤشرات الانكسار المختلفة) تم إجراؤها للتركيز في نفس المكان.
التصوير البرمائي
من أجل فحص قدرات نظامهم، أجرى الباحثون محاكاة بصرية وتجارب تصوير في الهواء والماء. تم إنجاز التصوير البرمائي بغمر الجهاز في منتصف الطريق في الماء.
من خلال ذلك اكتشف العلماء أن الصور التي تم إنشاؤها بواسطة النظام كانت واضحة وخالية من التشوهات.
بالإضافة إلى ذلك، أوضحت المجموعة أن النظام يحتوي على مجال بصري بانورامي، 300 درجة أفقيًا و160 درجة عموديًا، في كل من الهواء والماء.
علاوة على ذلك، يبلغ قطر الحامل الكروي 2 سم فقط، مما يجعل هذا النظام الجديد مضغوطًا ومحمولًا.
واختتم البروفيسور سونغ قائلاً: “يمكن لنظام الرؤية لدينا أن يمهد الطريق لكاميرات متعددة الاتجاهات بزاوية 360 درجة مع تطبيقات في الواقع الافتراضي أو الواقع المعزز أو رؤية لجميع الأحوال الجوية للمركبات ذاتية القيادة”.
المصدر: innovationnewsnetwork
قد يهمك:
