29.10.2019
Мария Азарова
18 506

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, 12:19
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Позавчера, 18:24
Илья Ведмеденко

Российские специалисты приступили к сборке первого спутника, оснащенного плазменным двигателем VERA. Такие аппараты можно будет применять для дистанционного зондирования Земли, выявления стихийных бедствий и других задач.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Позавчера, 12:19
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

17 января
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: