Le strutture ellissoidali e peduncolate degli occhi dei granchi permettono loro di vedere in tre dimensioni e in tutte le direzioni.

Per proteggersi dagli attacchi sulle ampie piane di marea e per interagire e comunicare con i loro compagni, si sono evoluti in modo da guardare praticamente tutto contemporaneamente.

Gli occhi del granchio violino possono funzionare in acqua e sulla terraferma

Le macchine fotografiche biomimetiche non sono esattamente una nuova invenzione

In Natura nel 2013, un ampio campo visivo (FoV) che assomiglia agli occhi composti di un insetto, e nel 2020 è stata descritta una macchina fotografica telecamera ad ampio FoV che assomigliava a un occhio di pesce.

Sebbene queste telecamere siano in grado di coprire molto terreno contemporaneamente, è strutturalmente difficile andare oltre i 180 gradi. Più di recente, tuttavia, sono state introdotte sul mercato soluzioni commerciali con FoV a 360 gradi.

Queste soluzioni, d’altra parte, possono essere difficili da usare perché devono combinare le immagini di due o più telecamere.

Per aumentare il campo visivo, è necessario anche un sistema ottico con una configurazione complicata, che distorce l’immagine.

Poiché è difficile mantenere la concentrazione in luoghi diversi, come in aria e sott’acqua, è necessario prestare attenzione al granchio chiamante.

Per questo motivo, concludono i ricercatori, il granchio è stato un buon soggetto.

Durante i test, il sistema di visione artificiale ha mostrato un delfino, un aereo, un sottomarino, un pesce e una nave da diverse distanze e angolazioni.

L’équipe ha eseguito prove di spot imagining multi-laser e le immagini sintetiche concordavano con la simulazione. Hanno collocato l’apparecchiatura in un contenitore d’acqua e l’hanno abbassata a metà per raggiungere la profondità.

Gli occhi del granchio violino ispirano i ricercatori a sviluppare una visione artificiale anfibia

I granchi violinisti sono semi-acquatici

Questo studio è stato finanziato dalla National Research Foundation of Korea, dalla borsa di studio GIST-MIT Research Collaboration assegnata dal GIST nel 2022 e dall’Institute for Basic Science.

Estratto dello studio:

“I sistemi visivi biologici hanno ispirato lo sviluppo di vari sistemi visivi artificiali, compresi quelli basati sugli occhi umani (ambiente terrestre), sugli occhi degli insetti (ambiente terrestre) e sugli occhi dei pesci (ambiente acquatico). Tuttavia, i tentativi di sviluppare sistemi per ambienti terrestri e acquatici rimangono limitati e gli occhi elettronici bioispirati hanno un campo visivo massimo limitato a un campo visivo emisferico (circa 180°). Qui riportiamo lo sviluppo di un sistema di visione artificiale anfibio con un campo visivo panoramico ispirato alla struttura funzionale e anatomica degli occhi composti di un granchio violino. Abbiamo integrato un array di microlenti con indice di rifrazione graduato e un array di fotodiodi al silicio flessibile a forma di pettine su una struttura sferica. Le microlenti hanno una superficie piatta e mantengono la loro lunghezza focale indipendentemente dalle variazioni dell’indice di rifrazione esterno tra aria e acqua. Gli array di sensori di immagine a forma di pettine sul substrato sferico mostrano un campo visivo estremamente ampio che copre quasi l’intera geometria sferica. Illustriamo le capacità del nostro sistema attraverso simulazioni ottiche e dimostrazioni di imaging sia in aria che in acqua”.

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