• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.04.2022
Александра Медведева
3
40 474

Глаза трилобитов вдохновили ученых на создание камеры с рекордной глубиной резкости

5.7

Ученые использовали структуру сложного глаза одного из видов трилобитов для создания металинз. Объединив подходы нанофотоники и алгоритм искусственного интеллекта, исследователи разработали камеру с глубиной резкости от трех сантиметров до 1,7 километра.

Строение глаза Dalmanitina socialis
Строение глаза Dalmanitina socialis/ ©NIST

Трилобиты — вымершие морские членистоногие, населявшие океаны 250-543 миллиона лет назад. Эти беспозвоночные имели сложные фасеточные глаза, состоящие из тысяч независимых ячеек, каждая из которых имела собственную роговицу, минеральную линзу из кальцита, заменявшую хрусталик, и светочувствительные клетки. Такие глаза обеспечивали трилобитам огромный диапазон зрения. Рекордсменом оказался Dalmanitina socialis, обладатель бифокальных фасеток, каждая из которых содержала две линзы, преломляющие свет под разными углами. Это позволяло трилобиту видеть одновременно и добычу, плавающую вблизи, и хищников, приближающихся издалека.

Вдохновившись устройством глаз Dalmanitina socialis, исследователи из Национального института стандартов и технологий (США) создали миниатюрную камеру с бифокальным объективом и рекордной глубиной резкости. Устройство, описание которого представлено в журнале Nature Communications, может четко отображать объекты на расстоянии от трех сантиметров до 1,7 километра.

Для создания камеры ученые изготовили набор крошечных металинз — ультратонких плоских стеклянных пленок, на поверхности которых сформированы наноразмерные столбики. Форма и ориентация столбиков фокусировала свет таким образом, что металинза одновременно отображала близкие и далекие объекты. Наностолбики отклоняли в разные стороны свет с правой и левой круговой поляризацией. Одни лучи проходили более длинный путь преломления на наностолбиках, другие — более короткий. От этого зависел фокус, в который попадал свет.

Однако объекты, находящиеся на среднем расстоянии от камеры, оставались вне фокуса. Для исправления этого дефекта ученые использовали нейронную сеть, которая улучшала четкость и цветопередачу объектов, расположенных между ближним и дальним фокусом металинзы. Это позволило получить четкое изображения во всем более чем километровом диапазоне, захваченном камерой.

Подобные камеры с огромной глубиной резкости, объединяющие фотонные нанотехнологии, фотографию и алгоритмы искусственного интеллекта, позволят создавать высокодетализированные изображения. Например, они дадут возможность снимать городские пейзажи или сильно распределенные в пространстве группы живых организмов, а также будут полезны для других приложений, требующих получать четкие фотографии как близких, так и удаленных объектов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
1 марта
Юлия Трепалина

Первого марта в России отмечают День кошек. Это одни из самых популярных домашних животных, которые живут рядом с человеком уже порядка десяти тысяч лет. Несмотря на многовековое знакомство, в общении людей и кошек хватает неясностей. Так, французские ученые недавно выяснили, что почти в трети случаев знаки кошачьего неудовольствия толковались ошибочно.

Вчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

6 часов назад
Полина

Пожилые люди, которые следят за внешним видом и стремятся выглядеть моложе, реже сталкивались с дискриминацией по возрасту. Это выяснили ученые из США в новом исследовании.

1 марта
Юлия Трепалина

Первого марта в России отмечают День кошек. Это одни из самых популярных домашних животных, которые живут рядом с человеком уже порядка десяти тысяч лет. Несмотря на многовековое знакомство, в общении людей и кошек хватает неясностей. Так, французские ученые недавно выяснили, что почти в трети случаев знаки кошачьего неудовольствия толковались ошибочно.

Вчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

Вчера, 14:14
Руслан Руслан

Британский научный обозреватель Дэвид Робсон разбирает в New Scientist причины ухудшения качества спермы у мужчин во всем мире. Naked Science перевел статью, где исследователи пытаются понять причины этого явления и ищут способы обратить ее вспять.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

-
0
+
Странная новость. Вообще-то для любых объективов можно рассчитать набор параметров, позволяющих во время съемки входить в режим гиперфокала. Даже на моём не самом навороченном фотике от Fuji, есть два режима гиперфокала, в которые я захожу свайпом по сенсорному экрану. В первом режиме в кадре все резко от 2 м до бесконечности, а во втором -- от 5 м до бесконечности.
ну всё теперь можно уменьшить количество камер на улицах поставил на крыше вдоль улицы и так через каждые полтора километра 😇 большой брат
Asmite Qielee
20.04.2022
-
0
+
Хорошая новость. Жаль не хватает конкретных технических характеристик, ведь глубина резкости это не только расстояние) существующие к данному моменту коммерческие продукты наверняка превосходят данное лабораторное изделие, иначе был бы космический прорыв)
Подтвердить?
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
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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
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: