Oczy mozaikowe owadów są zbudowane z licznych oczek prostych (ommatidiów), które składają się z mikroskopijnej soczewki oraz receptorów. Wadą tego rodzaju oka jest organiczenie rozdzielczości przestrzennej przez liczbę pikseli, wskutek czego jest ona o wiele mniejsza niż rozdzielczość oczu zaopatrzonych w soczewkę (na przykład oczu ludzkich). Światłoczułość oka złożonego jest niska i spada wraz z wzrostem rozdzielczości. Wynika to z faktu, że każda oddzielna soczewka posiada bardzo małą powierzchnię i dlatego może pobierać bardzo mało światła. Jednakże rozdzielczość czasowa, a więc odstęp czasowy pomiędzy dwoma odbiorami tego samego obszaru za pomocą czujnika, jest o wiele lepsza u oczu mozaikowych. Owady mogą rozróżniać do 300 obrazów na sekundę, podczas gdy już 24 obrazy na sekundę są postrzegane przez człowieka jak film.
Pomimo dość niskiej rozdzielczości oczu polujące w locie owady są w stanie wykonywać zadziwiająco precyzyjne manewry. Owady widzą bowiem w rzeczywistości więcej, niż nam się wydaje – pola widzenia sąsiadujących ommatidiów zachodzą na siebie. Dzięki tym dodatkowym danym mózg owada może uzyskać więcej informacji z sygnałów komórek wzrokowych.
To właśnie zjawisko ze świata owadów Andreas Brückner wykorzystał w technice. „Chodziło o to, by opracować matryce oparte na zasadzie oczu złożonych, które zawierają wiele równoległych kanalików i są cieńsze niż 0,5 mm” – mówi naukowiec. Najpierw przeanalizował on, jak powstaje obraz w sztucznych oczach złożonych, zwracając szczególną uwagę na zachodzenie na siebie pól widzenia. Procesor porównał sygnały wizualne sąsiadujących ommatidiów, co umożliwiło określenie pozycji obiektu z dokładnością, która przewyższyła wielokrotnie rozdzielczość obrazu.
Nowy czujnik potrafi dokładnie rozpoznawać proste obiekty, ich położenie i wielkość, a także ich ruchy. System ten może znaleźć zastosowanie w produkcji czujników słonecznych, które regulują klimatyzację w samochodzie. W tak zwanych Zaawansowanych Systemach Wspomagania Kierowcy (Advanced driver assistance systems) matryce tego typu mogą rozpoznawać pasy ruchu i w razie potrzeby skorygować sterowanie samochodem.
Praca dyplomowa Andreasa Brüсknera otrzymała 1. nagrodę im. Hugo Geigera.
JSL
źródło: www.fraunhofer.de
Oczy złożone stawonogów inspiracją dla naukowca
Fizyk Andreas Brückner z Instytutu Frauenhofera Optyki Stosowanej i Mechaniki Precyzyjnej (Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik) w Jenie postanowił stworzyć niezwykle cienkie matryce światłoczułe, wykorzystując w tym celu rozwiązanie zaobserwowane u owadów. Naukowiec opracował matryce światłoczułe na wzór oczu złożonych stawonogów. Składają się one wprawdzie z zaledwie 2.500 pikseli, działają jednak tak dobrze, jak gdyby składały się z 400.000 pikseli.10.06.2008·0·Przeczytasz w 2 minuty