Создана сверхкомпактная 3D-камера на основе зрительного аппарата пауков — Naked Science
29.10.2019
Мария Азарова

Создана сверхкомпактная 3D-камера на основе зрительного аппарата пауков

Команда исследователей из Гарвардского университета решила разработать устройство, которое выполняло бы функции, аналогичные Face ID, но чтобы его можно было встроить в умные часы или микророботы.

Паук-скакун
Паук-скакун

Гарвардские ученые разработали сверхкомпактную 3D-камеру с высокоэффективным датчиком глубины, взяв за основу устройства зрение пауков-скакунов, которые способны прыгать на расстояние, в несколько раз превышающее длину их тела, и нападать на ничего не подозревающих мух. О разработке сообщается на сайте университета.

Прыжок паука-скакуна

Датчики глубины используются в таких функциях смартфонов, как Face ID (сканер объемно-пространственной формы лица для разблокировки гаджета). Они работают при помощи тысяч невидимых лазерных точек, которые отображают мельчайшие черты человеческого лица. Для выполнения такого количества вычислений требуются быстрый процессор и мощная батарея.

Специалисты из Гарварда решили создать устройство, которое выполняло бы аналогичные функции, но чтобы его можно было встроить в небольшие гаджеты, например в умные часы или микророботы. И, чтобы найти более эффективный способ для измерения глубины, ученые обратились за вдохновением к природе, в частности к крошечным паукам-скакунам, которые могут атаковать добычу со значительного расстояния.

Принцип работы металинзы (слева) и карта глубины (справа)

В отличие от человека, у которого каждый глаз захватывает разные изображения, а затем мозг сравнивает их для восприятия глубины и подает информацию, каждый глаз мелкого паука захватывает картинку с разной степенью размытости, которая уже содержит данные о том, на какой дистанции находится объект. Следовательно, рассматриваемый предмет будет выглядеть размытым в одном глазу, но четким — в другом. Это позволяет паукам эффективно рассчитывать глубину.

На видео показан датчик глубины металинзы, работающий в режиме реального времени. Два изображения слева размыты немного по-разному. Из этих двух картинок исследователи вычисляют глубину объектов в реальном времени. Справа — составленная карта глубины.

Чтобы воспроизвести способности пауков, ученые взяли металинзу, которая использует наноструктуры для фокусировки света и способна одновременно отображать два изображения с разной степенью размытости. «Вместо того чтобы использовать многослойную сетчатку для захвата нескольких изображений одновременно, как это делают пауки, металинза расщепляет свет и формирует два по-разному сфокусированных изображения на фотодатчике», — объясняет доктор наук Чжуцзюнь Ши.

Устройство новой камеры

Для завершения разработки специалисты задействовали высокоэффективный алгоритм, который проанализировал два изображения, создаваемых металинзами, и использовал их для построения «карты глубины». Так ученые смогли создать 3D-камеру с высокоэффективным датчиком глубины нового типа, которую можно встроить как в VR-гарнитуры, так и в носимые устройства и микророботы, поскольку ее ширина не превышает трех миллиметров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 21:01
Илья Ведмеденко

Почти 150 миллионов долларов выделят компаниям, которые будут работать по программе Artemis. Ее цель — вернуть астронавтов на спутник Земли.

Позавчера, 17:44
Мария Азарова

Согласно новому исследованию, змеи обязаны своим успехом астероиду, который уничтожил их конкурентов — динозавров.

Позавчера, 09:14
Сергей Васильев

Биологи продемонстрировали, что крупный рогатый скот можно приучить к мочеиспусканию в «туалете», собирая и перерабатывая вредные отходы.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

Вчера, 06:30
Мария Азарова

Ученые проверили содержание побочных продуктов дезинфекции в чае, который заваривали водопроводной или наночистой водой с хлором. Уровни этих соединений в напитке были ниже, чем в самой воде, однако большинство из них оказались неизвестны исследователям — как и их воздействие на здоровье человека.

13 сентября
Сергей Васильев

Европейские биологи обнаружили, что лекарства могут накапливаться в клетках кишечной микрофлоры, меняя количество и сроки попадания препарата в организм человека.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

17 августа
Александр Березин

Наши леса вновь горят, сообщают СМИ. На вид все ясно: лес гибнет и скоро погибнет окончательно. Если бы не одно «но»: согласно научным работам в рецензируемых журналах, биомасса наших лесов за 26 лет выросла почти на 39%. А это совершенно немыслимый, рекордный прирост — что, конечно, не отменяет ущерб от пожаров для населенных пунктов. Кому верить: дыму пожаров со страниц СМИ или ученым? И почему борьба властей с пожарами, скорее всего, сделает ситуацию еще хуже? Попробуем разобраться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: