décembre 8, 2022

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Vision artificielle inspirée des yeux d’un crabe visible sur terre et sous l’eau

Une équipe de chercheurs a développé un système de vision artificielle qui offre une vue panoramique complète au-dessus et sous l’eau inspirée des yeux d’un crabe violoniste.

Des scientifiques de Institut de technologie du Massachusetts (MIT)La Institut des sciences et technologies de Guangzhou (GIST)La Université nationale de Séoul en CoréeEt le L’Université du Texas à Austina présenté le système amphibie, qui peut fonctionner à la fois sur terre et sous l’eau, dans un article publié dans tempérer la nature le mois passé.

Le nouveau système de vision permettra aux robots d’avoir une vue panoramique à 360 degrés de leur environnement afin qu’ils puissent détecter les obstacles et naviguer plus efficacement dans les environnements, rapporte TechXplore.

Il y a eu plusieurs tentatives précédentes pour développer des caméras Imitation d’yeux d’insectespoissons et autres organismes vivants. Cependant, le développement de systèmes de vision artificielle capables de voir à la fois sous l’eau et sur terre est très limité et généralement limité à un champ de vision de 180 degrés.

« Les travaux antérieurs, y compris les recherches de notre groupe, sur les caméras à large champ de vision (FoV) ont toujours été inférieurs à 180°, ce qui n’est pas suffisant pour une vision panoramique « complète », et n’a pas été adapté pour modifier les environnements extérieurs », a déclaré le chercheur. Jeune Min Sung Raconte TechXplore. « Nous voulions développer une caméra FoV à 360 degrés capable de filmer dans l’air et dans l’eau. »

Conception d’une vision panoramique artificielle utilisant la structure sphérique 3D et l’analyse par éléments finis (FEA) d’un capteur d’image matriciel induit par la pression.

L’équipe s’est inspirée des yeux d’un crabe bar semi-terrestre, qui a un champ de vision tridimensionnel et multidirectionnel. Cette espèce unique, également connue sous le nom de homard, peut obtenir une vue panoramique complète de son environnement sans avoir à bouger les yeux et le corps. Ils ont évolué pour pouvoir regarder presque tout simultanément sur terre et sous l’eau afin d’éviter les attaques et de communiquer avec d’autres crabes violonistes.

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Dans le passé, les scientifiques ont eu du mal à trouver un moyen de maintenir la capacité de mise au point d’une caméra lorsque l’environnement change, c’est pourquoi cette équipe a décidé d’examiner de plus près le crabe bassiste.

« Si vous utilisez un objectif conventionnel avec une courbure pour la prise de vue, son point focal change lorsque vous plongez l’objectif dans l’eau », explique Song. TechXplore.

« D’autre part, si vous utilisez un objectif avec une surface plane, vous pouvez voir une image claire quelles que soient les conditions environnantes. Le crabe bar qui vit dans la zone de marée a ce type de surface plane pour son objectif et nous l’avons simulé lentille en œil de crabe.

Pour créer le système de vision amphibie, les chercheurs ont fusionné un ensemble de micro-lentilles plates avec un indice de réfraction gradué et un réseau de photodiodes flexibles en forme de peigne sur une structure sphérique. Les lentilles fines qu’ils utilisaient pouvaient maintenir la distance focale indépendamment des changements de l’indice de réfraction externe entre l’air et l’eau.

Le système de vision synthétique est le premier à montrer la capacité de basculer de manière transparente entre la prise de vue dans l’air et dans l’eau tout en offrant une vue panoramique, et pourrait conduire à des caméras omnidirectionnelles à 360 degrés pour tout, des véhicules autonomes tout temps aux systèmes de réalité virtuelle et augmentée, dit la chanson. .

Song dit que la technologie sera testée et mise en œuvre sur de nombreux robots hybrides et amphibies différents, cependant, son équipe est « également intéressée par le développement d’un nouveau type de caméra avec des caractéristiques d’imagerie uniques inspirées des yeux d’autres animaux ».

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Crédits image : Mincheol Lee et al