Para peneliti mengembangkan visi buatan amfibi

Sistem penglihatan buatan menemukan berbagai aplikasi, termasuk mobil self-driving, deteksi objek, pemantauan tanaman, dan kamera pintar. Visi seperti itu sering diilhami oleh visi organisme biologis. Misalnya, penglihatan manusia dan serangga telah mengilhami penglihatan buatan terestrial, sedangkan mata ikan telah menyebabkan penglihatan buatan akuatik. Sementara kemajuannya luar biasa, penglihatan buatan saat ini mengalami beberapa keterbatasan: mereka tidak cocok untuk pencitraan lingkungan darat dan bawah laut, dan terbatas pada bidang pandang (FOV) hemispherical (180°).

Untuk mengatasi masalah ini, sekelompok peneliti dari Korea dan Amerika Serikat, termasuk Profesor Young Min Song dari Institut Sains dan Teknologi Gwangju di Korea, kini telah merancang sistem penglihatan buatan baru dengan kemampuan pencitraan omnidirectional, yang dapat bekerja di perairan dan lingkungan terestrial. Studi mereka tersedia secara online pada 12 Juli 2022 dan diterbitkan di Elektronik Alam pada 11 Juli 2022.

“Penelitian dalam visi bio-terinspirasi sering menghasilkan pengembangan baru yang tidak ada sebelumnya. Hal ini, pada gilirannya, memungkinkan pemahaman yang lebih dalam tentang alam dan memastikan bahwa perangkat pencitraan yang dikembangkan efektif secara struktural dan fungsional,” kata Prof. Song, menjelaskan motivasinya di balik penelitian ini.

Inspirasi untuk sistem ini berasal dari kepiting fiddler (Uca arcuata), spesies kepiting semiterestrial dengan kemampuan pencitraan amfibi dan FOV 360°. Fitur luar biasa ini dihasilkan dari tangkai mata elips dari mata majemuk kepiting fiddler, memungkinkan pencitraan panorama, dan kornea datar dengan profil indeks bias bertingkat, memungkinkan pencitraan amfibi.

Oleh karena itu, para peneliti mengembangkan sistem penglihatan yang terdiri dari susunan lensa mikro datar dengan profil indeks bias bertingkat yang diintegrasikan ke dalam susunan fotodioda silikon berbentuk sisir yang fleksibel dan kemudian dipasang ke struktur bola. Indeks bias bertingkat dan permukaan datar lensa mikro dioptimalkan untuk mengimbangi efek pengaburan karena perubahan lingkungan eksternal. Sederhananya, sinar cahaya yang merambat dalam media yang berbeda (sesuai dengan indeks bias yang berbeda) dibuat untuk fokus di tempat yang sama.

Untuk menguji kemampuan sistem mereka, tim melakukan simulasi optik dan demonstrasi pencitraan di udara dan air. Pencitraan amfibi dilakukan dengan merendam perangkat di tengah air. Untuk kesenangan mereka, gambar yang dihasilkan oleh sistem jelas dan bebas dari distorsi. Tim selanjutnya menunjukkan bahwa sistem memiliki bidang visual panorama, 300Hai horizontal dan 160Hai vertikal, baik di udara maupun di air. Selain itu, dudukan berbentuk bola hanya berdiameter 2 cm, membuat sistem ini ringkas dan portabel.

“Sistem penglihatan kami dapat membuka jalan bagi kamera omnidirectional 360° dengan aplikasi dalam realitas virtual atau augmented reality atau visi segala cuaca untuk kendaraan otonom,” berspekulasi Prof. Song dengan penuh semangat.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh GIST (Institut Sains dan Teknologi Gwangju). Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Komputasi Seluler