عيون النمل تلهم الجيل الجديد من كاميرات المراقبة بالفيديو

مصفوفة مطاطية مع الشبكات الدقيقة وشبكة من الصمامات الضوئية السيليكون مع الثنائيات في ورقة, السماح لإعادة خصائص عيون بعض الحشرات وهبت مع omatidios أو وحدات الحسية.

فريق أمريكي وآسيوي, قاد من جامعة إلينوي (الولايات المتحدة الأمريكية) بواسطة الباحثين يونغ مين سونغ, يتشو شي وجون أ. روجرز, وقد وضعت غرفة نصف كروية تتألف من نظام مرن من microlenses تقليد عيون الحشرات مثل النمل.

يمكن الاطلاع على استنتاجات هذه الأعمال في عدد مايو من مجلة نيتشر تحت عنوان كاميرات رقمية بتصميمات مستوحاة من عين المفصليات.

ال 180 عناصر الصورة التي تلتقط الصور على هذه الكاميرا, تشبه وحدات العين المركبة من الحشرات, تقديم مجال رؤية 160º, كما لوحظ في مجلة الطبيعة. سيكون هذا المخطط مشابها لتلك التي تقدمها ال omatidios أو الوحدات الحسية للعيون المكونة من بعض الحشرات, خصيصا لتلك التي من النمل النار (سولينوبسيس فوغاكس) وخنفساء النباح (هيلازتس نيجرينوس).

كل من هذه omatidios يحتوي على عدسة ومخروط أن قنوات الضوء إلى جهاز حساس للضوء. يتم تجميع جميع omatidios معا لتشكيل العين الهيمفرية, مع كل مشيرا في اتجاه مختلف قليلا. يسمح لك هذا الهيكل بالتقاط الصور في الوسط وعلى المحيط, تركيز تلك المناطق التي الحشرة (أو الكاميرا) أراد. كما أنه يسمح عمق كبير من الميدان مع الكائنات يجري في التركيز على حد سواء دون أن تكون قريبة وبعيدة.

البعد البؤري القصير لكل ميكرولين والتقنية التي تم تطويرها لإنشاء الصور توفر تصور العمق الذي يسمح لك بمراقبة العديد من الكائنات في نفس الوقت حتى لو كانت موجودة على مسافات مختلفة.

أما بالنسبة للاستجابة للضوء, كما حقق المشروع نجاحا من حيث التكيف مع مستويات مختلفة من كثافة الضوء بفضل استخدام الخوارزميات والعمليات في الحصول على البيانات.

“التحدي الأكبر في محاكاة بنية عين الحشرات في الكاميرا هو أن الإلكترونيات عادة ما تكون مسطحة وجامدة. في علم الأحياء, كل شيء متعرج”, وأكد جون أ. روجرز, أحد باحثي الفريق.

يتكون النظام من مصفوفة مطاطية مع الألواح الدقيقة وشبكة من الصمامات الضوئية السيليكون مع الثنائيات على ورقة. يمكن تضخيم التجميع مثل البالون للحصول على الشكل نصف الكروي وإرفاقه ببقية الكاميرا.

قد تعني هذه التجربة ثورة في تطبيقات مثل الأنظمة السمعية البصرية في الطب أو المراقبة بالفيديو المتقدمة.

مقالات أخرى عن جامعة إلينوي