Investigadores desarrollan sistema anfibio de visión artificial

Los sistemas de visión artificial se utilizan en todas las industrias para una amplia gama de aplicaciones, como vehículos autónomos, detección de objetos y cámaras inteligentes. Estos sistemas suelen estar inspirados en organismos biológicos, pero las visiones artificiales actuales se enfrentan a varias limitaciones. Por un lado, no suelen ser adecuados para obtener imágenes de entornos terrestres y submarinos. También suelen estar limitados a un campo de visión hemisférico (FOV).

Nuevo sistema de visión artificial

Un equipo de investigadores de Corea y Estados Unidos se propuso superar estas limitaciones mediante el diseño de un novedoso sistema de visión artificial con capacidad de generación de imágenes omnidireccional, que funciona tanto en entornos acuáticos como terrestres.

El estudio fue publicado en la revista Naturaleza Electrónica.

El profesor Young Min Song del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju en Corea participó en el trabajo.

“La investigación en visión bioinspirada a menudo da como resultado un desarrollo novedoso que no existía antes. Esto, a su vez, permite una comprensión más profunda de la naturaleza y garantiza que el dispositivo de imagen desarrollado sea estructural y funcionalmente efectivo”, dice el profesor Song.

Inspirado en la naturaleza

El equipo se inspiró en el cangrejo violinista, que es una especie de cangrejo terrestre con capacidad de formación de imágenes anfibias y un FOV de 360 ​​grados. El cangrejo tiene estas características gracias al tallo ocular elipsoidal de sus ojos compuestos, que permiten obtener imágenes panorámicas. También tiene córneas planas con un perfil de índice de refracción graduado, lo que permite obtener imágenes anfibias.

Los investigadores desarrollaron un sistema de visión con una matriz de microlentes planas con un perfil de índice de refracción graduado, que se integró en una matriz de fotodiodos de silicio flexible. Luego se montó en una estructura esférica.

El índice de refracción gradual y la superficie plana de la microlente se optimizaron para ayudar a compensar los efectos de desenfoque provocados por los cambios en el entorno externo. Todo esto puede sonar complejo y confuso, pero el equipo dice que se puede pensar que hace que los rayos de luz viajen en diferentes medios para enfocarse en el mismo lugar.

Prueba del sistema

Luego, el equipo se dispuso a probar las capacidades del sistema. Realizaron simulaciones ópticas y demostraciones de imágenes en el aire y el agua, y las imágenes anfibias se llevaron a cabo sumergiendo el dispositivo hasta la mitad en agua. Las imágenes producidas por el sistema fueron claras y el equipo pudo demostrar que el sistema tenía un campo visual panorámico de 300 grados en horizontal y 160 grados en vertical tanto en el aire como en el agua. La montura esférica mide solo 2 centímetros de diámetro, lo que ayuda a que el sistema sea compacto y portátil.

“Nuestro sistema de visión podría allanar el camino para cámaras omnidireccionales de 360° con aplicaciones en realidad virtual o aumentada o una visión para todo clima para vehículos autónomos”, dice el profesor Song.

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