پژوهشگران آمریکایی، دوربین‌های سه بعدی را با الهام از دید مگس و خفاش ابداع کرده اند که میتوانند اشیای پنهان را ببینند و تصویر آن ها را ثبت کنند.
به گزارش ایسنا به نقل از فیز، گروهی از پژوهشگران "دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس" (UCLA)، گروه جدیدی از سیستم های دوربین سه بعدی بیونیک را ابداع کرده اند که میتوانند دید چندنمای مگس ها و حس سونار طبیعی خفاش ها را تقلید کنند. این فناوری می تواند امکان تصویربرداری چندبعدی با دامنه عمق فوق العاده را فراهم کند و به اسکن نقاط کور نیز بپردازد.
دوربین با پردازش محاسباتی تصویر میتواند اندازه و شکل اشیای پنهان شده در گوشه ها یا پشت سایر اشیا را رمزگشایی کند. این فناوری را میتوان در وسایل نقلیه خودران یا دستگاه های تصویربرداری پزشکی با قابلیت های حسی فراتر از آنچه امروز در نظر گرفته می شود، ادغام کرد.
خفاش ها (Bat) در تاریکی میتوانند با استفاده از نوعی پژواک یا سونار، تصویری پر جنب و جوش را از محیط اطراف خود مجسم کنند. صدای جیرجیر آن ها با فرکانس بالا در محیط اطراف منعکس می شود و به گوش ها باز می گردد. تفاوت های جزیی در مدت زمانی که طول میکشد تا پژواک به حیوانات شب زی برسد و همچنین شدت صدا، به آن ها نشان می دهد که اشیاء کجا هستند، چه چیزی در راه است و طعمه های احتمالی چقدر نزدیک هستند.
بسياري از حشرات دارای چشم های مرکب هستند که از صدها تا ده ها هزار واحد منحصربه فرد برای بینایی تشکیل شده اند و امکان دیدن یک شیء را از چندین خط بینایی ممکن می سازند. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس با الهام از این پدیده طبیعی که در مگس ها و خفاش ها یافت می شود، به طراحی یک سیستم دوربین سه بعدی با کارآیی بالا و قابلیت های پیشرفته پرداختند که از این مزایا استفاده می کند و در عین حال، کاستی های طبیعی را نیز برطرف می سازد.
"لیانگ گائو" (Liang Gao)، دانشیار مهندسی پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و سرپرست این پژوهش گفت: اگرچه این ایده پیشتر آزمایش شده، ولی دیدن طیف وسیعی از فواصل و موانع اطراف، یک مانع بزرگ بوده است. ما برای پرداختن به آن، یک چارچوب تصویربرداری جدید ابداع کردیم که برای اولین بار، امکان دستیابی به یک نمای پانورامای گسترده و عمیق را با نورشناسی ساده و مجموعه کوچکی از حسگرها فراهم می کند.
این چارچوب که "عکس برداری با میدان نور فشرده" (CLIP) نامیده می شود، به سیستم دوربین امکان می دهد تا اشیاء را با دامنه عمق گسترده ببیند. پژوهشگران در آزمایش ها نشان دادند که سیستم آنها می تواند اشیای پنهانی را که توسط دوربین‌های سه بعدی معمولی شناسایی نمی شوند، ببیند.
همچنین پژوهشگران، از نوعی فناوری "لیدار" (LiDAR) استفاده می کنند که در آن، یک لیزر به اسکن محیط اطراف می پردازد تا یک نقشه سه بعدی را از منطقه مورد بررسی به دست آورد. فناوری لیدار معمولی بدون چارچوب عکس برداری با میدان نور فشرده، عکس هایی با وضوح بالا می گیرد ولی مانند چشم انسان، اشیای پنهان را از دست می دهد.
با استفاده از هفت دوربین لیدار و چارچوب عکس برداری با میدان نور فشرده، تصویری با وضوح پائین تر از صحنه ثبت می شود، آنچه را که دوربین ها می بینند، مورد پردازش قرار می گیرد و سپس، صحنه ترکیبی در تصویربرداری سه بعدی با وضوح بالا بازسازی می شود. پژوهشگران نشان دادند که سیستم دوربین می تواند یک صحنه سه بعدی پیچیده را با چندین شیء که همگی در فواصل مختلف قرار دارند، به تصویر بکشد.
گاو گفت: اگر یک چشم خود را بپوشانید و به لپ تاپ خود نگاه کنید که یک لیوان قهوه پشت آن پنهان شده باشد، امکان دارد آنرا نبینید زیرا لپ تاپ جلوی دید را می گیرد ولی اگر از هر دو چشم استفاده کنید، متوجه خواهید شد و دید بهتری از شیء دریافت خواهید کرد. این همان چیزی است که در این جا رخ می دهد. اکنون تصور کنید که لیوان را با چشم مرکب حشره ببینید. در اینصورت، دیدن چندین نما از آن امکان پذیر است.
به گفته گاو، چارچوب عکس برداری با میدان نور فشرده به دوربین کمک می کند تا آنچه که پنهان شده است را با روشی مشابه ببیند. این سیستم در ترکیب با فناوری لیدار میتواند یک شیء پنهان را احساس کند.
نتایج این پژوهش، در مجله Nature Communications به چاپ رسید.
- 13
- 6
