Американские инженеры создали аналог фасеточному глазу насекомого – необычному органу, который состоит из сотен тысяч самостоятельных светочувствительных структур (омматидий).
Каждая такая структура включает линзу и клетку-колбочку, которая передаёт сигнал. Омматидии – это своеобразные тонкие длинные ниточки. Собранные в пучок и смотрящие под различными углами, они составляют полусферический глаз, позволяющий насекомым видеть пространство вокруг с широким обзором. Все объекты, расположенные на разном удалении, выглядят для них, при этом, одинаково отчётливо.
«В отличие от живых объектов, электроника всегда более грубая и обычно расположена на плоскости. Любые природные объекты, напротив, имеют искривлённую поверхность», - комментирует профессор Джон Роджерс, специалист Иллинойсского университета Урбан-Шампейна. В течение 3 лет в своей лаборатории он пытался создать цифровую камеру, полностью повторяющую природный аналог.
Созданное научной группой Роджерса устройство обладает всеми качествами глаза обычной мухи и «умеет» удерживать в фокусе рассматриваемый объект, независимо от его расположенности вблизи или вдали, прямо перед смотрящим или на его периферии. Угол обзора у камеры составляет практически 160 градусов, и подобно глазам мухи, камера обладает особой чувствительностью к движению.
Публикация в журнале Nature повествует о перипетиях и трудностях, создания данного устройства. Ведь всё получилось только благодаря интеграции новейших материалов, а также разработанных схем искусственных глаз, которые способны тягаться «зрением» с насекомыми.
Устройство включает в себя множество микролинз, которые объединены эластомером и помещены на блок кремниевых фотодетекторов. Все микролинзы – это аналоги омматидий, структурного компонента фасеточного глаза.
Собственно, искусственный глаз включает 180 таких «омматидий», ведь чем их больше, тем лучше. Сегодня камера позволяет получать только черно-белые изображения, но у цветного аппарата принцип действия будет аналогичным.
«В перспективе мы обязательно добьёмся уровня зрения стрекозы, глаза которой включают более 20 тыс. омматидий», - уверяет Джон Роджерс.
Для этого команде разработчиков придётся сделать все элементы искусственного глаза ещё меньше. Тем временем другие учёные мечтают уже использовать новые камеры как глаза для роботов-насекомых. При этом, бионические устройства смогут лучше летать, если у них будет возможность легче определять свою локализацию в пространстве. В медицине новое устройство также нашло своё применение. Оно станет первым в новом классе профессиональных эндоскопов. Камеры с панорамным обзором наверняка будут пользоваться огромной популярностью и у спасателей.
С удовольствием отвечу на Ваши вопросы.
Поплавец Елена Владимировна,
врач высшей категории офтальмологической клиники АИЛАЗ
