Разработана камера, имитирующая строение глаз насекомых

Группа специализирующихся на различных компьютерных науках исследователей из Университета Иллинойса создала первую в мире цифровую камеру, которая имитирует сетчатую структуру глаз ряда насекомых, таких как пчёлы и стрекозы. Эти камеры являются столь же гибкими и обладают такой же полусферической формой, как и их природные прототипы, предлагая почти неограниченную глубину резкости, 180-градусное поле обзора и нулевую аберрацию.

Подобное сетчатое строение глаз выработалось у насекомых, членистоногих и ракообразных в ходе миллионов лет эволюции. Большинство живых существ, включая людей, обладают, выражаясь биологическими терминами, «простыми глазами». Глаза же вышеперечисленных существ состоят из тысяч так называемых омматидиев. Каждая такая структурная единица имеет фокусирующую свет роговицу. Она представляет собой длинный конус, наполненный фоторецепторами, в конце которого располагается аксон – нейронная связь с оптическим нервом, которая соединяет его с мозгом. Каждый омматидий может рассматриваться как отдельный глаз с низким разрешением. Сочетание визуальных данных от них, обрабатываемое мозгом, формирует конечное изображение уже с высоким разрешением.

Преимуществом такого строения является наличие тысяч линз против одной в простых глазах. Одна линза крайне ограничена в способности обрабатывать падающий на неё свет, и обладает низкой глубиной резкости и малой апертурой. Создатели цифровой камеры соединили микролинзы с отдельными фотодиодами посредством гибких проводов (эти провода также используются в растяжимых аккумуляторах, разрабатываемых здесь же), затем встроив их в состав гибкого полимера. Полимер накачивается воздухом и принимает форму полусферы. Программное обеспечение обрабатывает получаемое с каждой линзы изображение и «склеивает» их вместе. Подобный же подход с множеством линз используется и в других разрабатываемых в настоящее время камерах с возможностью пост-фокусировки.

Пока большим разрешением создатели камеры похвастаться не могут. Каждая микролинза выдаёт всего один пиксель, а всего таких линз в камере около ста. Однако, само качество изображения является весьма высоким. Если удастся поднять разрешение, подобные камеры смогут найти применение в системах наблюдения, эндоскопии и, остаётся надеяться, в потребительской электронике. О военных вариантах применения новых камер может свидетельствовать тот факт, что в финансировании её разработки принимало участие агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA), создавшее в своё время сеть, ставшую прототипом Интернета.