Китайские инженеры создали бионическую камеру, которая повторяет глаза насекомых
Шанхайские ученые разработали революционную биомиметическую систему зрения на основе ИИ, вдохновившись зрением насекомых. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Разработанная система воспроизводит структуру сложных глаз членистоногих и включает биомиметическую составную глазную камеру с разрешением 4,3 мегапикселя. Она способна захватывать полноцветные панорамные изображения с углом обзора 165 градусов и детализацией до 40 микрометров.
Система состоит из множества маленьких элементов — омматидиев, которые имитируют глаза насекомых. Каждый элемент воспринимает свет под разными углами, обеспечивая широкий обзор и возможность восприятия глубины. Благодаря интеграции с алгоритмами глубокого обучения, система способна не только «видеть» мир, но и «ясно видеть» и «понимать» его, как подчеркнул профессор Чжан Давэй из USST:
«Мы хотели, чтобы наша биомиметическая система зрения не просто фиксировала изображения, а понимала окружающий мир во всей его сложности».
Прежние попытки создания подобных систем сталкивались с проблемами — мозаичные, низкокачественные изображения и слабое пространственное разрешение. Новая разработка преодолела эти ограничения: система обеспечивает мегапиксельное качество изображения, точное распознавание, трехмерную локализацию и отслеживание целей в реальном времени.
(A) Пример того, как глаза насекомого помогают им выживать, позволяя одновременно замечать хищников и добычу. (B) Как работает зрительная система насекомого: составной глаз передает информацию в мозг. (C) Как работает искусственная зрительная система (бионический глаз): она подключена к цифровому процессору, который обрабатывает изображения. (D) Внутреннее устройство камеры: показаны ее составные части. (E) Фото камеры
(F) Камера под микроскопом: изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). (G) Общий вид камеры
Размер камеры всего 0,8 куб. см. Она способна выполнять такие задачи, как:
-
панорамная реконструкция изображений в высоком разрешении,
-
многостороннее позиционирование,
-
распознавание объектов,
-
отслеживание нескольких целей,
-
3D-трекинг.
По словам Чжуан Сонглиня, академика Китайской инженерной академии, ученые «впервые создали такую сложную междисциплинарную инновацию, объединяющую бионику и искусственный интеллект».
Команда инженеров планирует доработать конструкцию «глаза» для использования в микробеспилотниках, эндоскопах и других высокоточных инструментах. В будущем технология может применяться в медицинской диагностике, мониторинге окружающей среды и системах безопасности.
Инженеры создали контактные линзы, которые позволяют видеть в темноте
