ロボットには無限の視覚を実現する「虫」の目が備わります

昆虫の目は、ほぼ 360 度の視野を提供する驚異的な能力のおかげで、常に科学者にとってインスピレーションの源でした。今回、香港科技大学の研究者グループは、昆虫の目を備えた革新的なビデオカメラを開発することで、この自然の驚異を再現するという大きな一歩を踏み出しました。

これらは、ロボットや自動運転車が周囲の世界を認識する方法に革命をもたらす可能性があります。秘密？従来のレンズの代わりにペロブスカイトナノワイヤーを使用。

昆虫の目：最先端の視覚技術

トンボなどの昆虫は複眼を持っており、ペアになるとほぼ 360 度の視野が得られ、捕食者を巧みに回避することができます。これらの目は多数の個眼で構成されています。本質的には、一端に単純なレンズ、もう一端に基本的な光受容体を備えた管です。彼らの視覚は、個眼の大きな束からのピクセル状の入力で構成されています。

各昆虫は互いに距離を保つ必要があるため、互いの正確な位置と相対速度を把握する必要があります。これが複眼が重要である理由です。複眼は視野が広く、動きに対する感度が優れています。

技術的な挑戦

昆虫の目と同じ結果を（そして安価に）達成できるカメラを作成することは、困難であることが判明しています。しかし最終的には、 Zhiyongファン 彼の同僚らは、精密レンズを必要とせずに、結晶材料であるペロブスカイトで作られたナノワイヤーを使用して昆虫の目の構造を複製した。 ここに研究をリンクします。

彼らのデザインは？で構成されています 3D プリントされた直径約 2 センチメートルの半球で、それぞれ直径 121 ミリメートルの 1 個の開口部がある、単純なピンホール カメラとして機能します。各穴では、ペロブスカイト ナノワイヤが非常に狭い視野からの光を直接光センサーに向け、電子機器がその結果を 1 つのフレームに結合します。

結果？ Bug Eye は 140 度の視野を持つ画像を生成でき、重複するペアにより視野を 220 度まで拡張できます。

昆虫の目: 実用化

研究者らはまた、37 個の光センサーを備えた一対の小さな人工複眼も構築しました。彼らはクアッドコプタードローンにこのシステムを搭載し、それを使って地上のロボット犬を追跡することができました。

ファン氏は、複眼設計はシンプルさ、軽量さ、手頃な価格という利点もあるが、従来のビデオカメラを完全に置き換えるものではないと述べた。その代わりに、これらのデバイスはロボットや自動運転車などの他の機械に有用な補足データを提供すると彼は考えています。

ビジョンのある未来に向けて

自然界からインスピレーションを得て（今も、そしてこれからもそこに生き続ける） バイオミメティック）は、ロボット工学や自動運転の分野でも新たな地平を開く可能性があります。これらの安価で軽量な昆虫の人工の目は、機械の視覚能力を劇的に拡張し、機械がますます洗練された方法で環境をナビゲートし、環境と対話できるようにすることを約束します。

ロボットと自動運転車は、私たちの日常生活に不可欠な部分になるでしょう。彼らが私たちよりもよく見えるようになるという考えは、不思議なほど安心感を与えます。