Глаза пауков-скакунчиков помогли разработать компактный сенсор глубины

Ученым удалось разработать уникальное устройство, определяющее глубину изображения. Результаты исследования были опубликованы в научном издании «Proceedings of the National Academy of Science».

По словам авторов исследования, полученное сенсорное устройство работает по принципу зрения пауков-скакунчиков. Известно, что членистоногие существа используют так называемые металинзы для измерения глубины изображения.

Полученные результаты работы устройства в будущем станут полезны для применения в цифровых камерах смартфонов и микророботов для более глубинных исследований.

Глаз человека - двумерный орган и видит изображение в почти плоском виде

Известно, что человеческий глаз не способен увидеть точную дальность до объекта из-за специфики строения сетчатки. К сожалению, глаз человека - это двумерный орган, который представляет изображение в почти плоском виде, из-за чего сложно оценить точное расстояние от человека до объекта.

Глубина же изображения может быть получена при задействовании обоих глаз. При этом в обработке увиденного больше всего участвует мозг. Также на глубину увиденного объекта влияет нервная система, которая считается достаточно сложным предметом для исследования.

Особенности строения глаз пауков

У некоторых животных есть более простая нервная система, которая использует глубину изображения для передвижения. Яркий пример - это членистоногие, а точнее паук-скакунчик. Известно, что паук задействует для передвижения не мозг, а свои глаза.

Благодаря уникальному строению глазной системы паук-скакунчик может точно оценить глубину изображения и определить расстояние до нужного объекта. На основе такого принципа определения расстояния паук-скакунчик может безопасно передвигаться по местности и выслеживать потенциальных жертв.

Особенности строения глаз пауков состоят в наличии слоев сетчаток. Ученые доказали, что пауки имеют полупрозрачные слои сетчатки, позволяющие определять степень размытости изображения.

Подобный метод определения глубины получил название «Depth From Defocus» и сейчас используется в коммерческих проектах.

Уникальный датчик с металинзами

Ученым из Гарвардского университета удалось создать уникальный датчик, измеряющий глубину изображения. Принцип работы весьма схож с работой глаз паука-скакунчика. Для реализации такого продукта ученым понадобилось разработать специальные металинзы.

Благодаря такой разработке ученые достигли уменьшения оптической системы, которая задействует глубину изображения. При попадании света на оптическую поверхность металинз создается изображение с разной степенью размытости.

Сенсор может работать на расстоянии до десяти сантиметров, определяя глубину при смещении хотя бы одного кадра. Очевидно, что разработка ученых еще не доведена до совершенства. Проблема нового изобретения в высокой чувствительности к свету и небольшом расстоянии.

В любом случае новый сенсор послужит для дальнейших разработок в сфере сложных оптических систем. Ранее на основе метаоптики создавались микроэлементы, используемые в дискретных спиралях.

Фото:1zoom.ru