Wie Spinnen wir erstellen ein Miniatur-tiefensensor
Source:manchmal ist in der Lage, überraschung, die Tatsache, dass in der Lage ist!
Trotz aller technologischen Fortschritte, nichts von Ihnen ist nicht vergleichbar mit dem, was in der Lage ist die Evolution. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Menschheit regelmäßig «stehlen» bei der Natur-Ideen für die Schaffung von etwas neuem. Nehmen Sie zum Beispiel . Diese kleinen Geschöpfe weisen eine beeindruckende Gefühl der Tiefe. Trotz Ihrer winzigen Gehirn, ermöglicht es Ihnen genau die stürzen sich auf die ahnungslosen Ziele, die sich in großer Entfernung von Ihnen. Inspiriert von diesen Spinnen, die Forscher von der Harvard School of Engineering and Applied Sciences John A. Paulson (SEAS) .
Was ist der tiefensensor?
In der Regel, dieser Begriff bedeutet ToF-Sensor (steht für Time of Flight) ist ein spezieller Sensor, der Licht emittiert und registriert die Geschwindigkeit seiner Reflexion vom Objekt. Zu wissen, die Zeit der Reflexion, auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Lichts berechnen kann die genaue Entfernung zum Objekt. Viele moderne sensoren der Tiefe, zum Beispiel in Handys, verwenden die integrierten lichtquellen und mehrere Kameras zur Abstandsmessung. Zum Beispiel, Face-ID auf dem iPhone nutzt Tausende Laserpunkte zum Auslesen der Gesichtskonturen. Dies funktioniert für große Geräte mit einer guten wiederaufladbaren Batterien, aber was ist mit den kleinen Geräten mit begrenzter Rechenleistung und Akku, wie Smart-Uhr?
Die Evolution schuf eine Vielzahl von optischen Konfigurationen und Systeme der Sicht, die angepasst an die verschiedenen Aufgaben, — sagt Чжуцзюнь shi, Kandidat der physikalisch-mathematischen Wissenschaften und einer der führenden Autoren der Arbeit. Optische Nanotechnologie, endlich schaffen wir künstliche sensoren Tiefe und andere Systeme, die genauso vielfältig und leistungsfähig wie diejenigen, die die Natur geschaffen hat.
Menschen Messen der Tiefe mit Hilfe der Sicht seines Systems, das heißt, wenn wir uns auf das Objekt, jedes unserer beiden Augen sieht das Bild ein wenig anders. Versuchen Sie Folgendes: halten Sie Ihren Finger direkt vor das Gesicht und abwechselnd öffnen und schließen Sie die Augen. Sehen, wie «bewegt» Finger? Unser Gehirn nimmt diese beiden Bilder untersucht und, basierend darauf, wie verschieben sich Objekte, berechnet die Entfernung zum Finger.
Diese Berechnung, wenn man die beiden Bilder durchführen und die Zuordnung der relevanten Teile, ist ziemlich kompliziert. Die Menschen haben ein großes Gehirn für solche Berechnungen, aber bei Spinnen-Nein.
Hüpfende haben über ein wirksames System zur Messung der Tiefe. In jedem Auge der Spinne es gibt mehrere Schichten der Netzhaut unterschiedlichem Ausmaß an Transparenz, und Sie alle sehen ein Objekt gleichzeitig. Wenn man, sagen wir, die fliege auf einem Auge, auf einem Retina wird es klarer, und auf der anderen — mehr geschmiert. Die änderung des Fokus und ermöglicht es dem Gehirn der Spinne, die genaue Entfernung zum Opfer. Wussten Sie, wie es funktioniert Sicht der Spinnen? Und wir, unter anderem, regelmäßig zu schreiben für Sie etwas Interessantes . So melden Sie sich an!
In «Computer Vision» diese Art der Berechnung der Distanz bekannt als «Tiefe Defokussierung». Aber bisher für die Neuschaffung etwas wurden große Kameras mit internen mechanischen Komponenten, die das erfassen von Bildern mit unterschiedlichem Fokus. Und hier kommen Sie auf die Hilfe металинзы.
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Металинза — dies ist die Linse, die spaltet Licht und bildet zwei unterschiedliche расфокусированных Bild auf фотосенсоре. Dann der Algorithmus verarbeitet die beiden Bilder und baut eine Art «Tiefe Karte», der auf die Entfernung zum Objekt.
Металинзы — äußerst zukunftsweisende Technologie, die sensoren wird viel effizienter, schneller, aber dabei viel einfacher, als die vorhandenen Objektive. Die neue Technologie öffnet sich eine Vielzahl von Möglichkeiten in Wissenschaft und Technik.
Insbesondere die Neuentwicklung eignet sich für die Verbesserung der Technologie der Fokus-Kameras bessere Bilder. Im wissenschaftlichen Bereich erhalten wir bessere Teleskope sowie die sensoren für микроботов und andere Roboter, die Ihre Ausrichtung im Raum noch besser.
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