ساخت دوربین بسیار کوچکی با قدرت دید مشابه چشمان عقابها
پرندگان شکارچی در زمان آماده شدن برای حمله به طعمه باید تمام حواس خود را روی آن متمرکز کرده و در عین حال مراقب تهدیدات احتمالی محیط پیرامون هم باید باشند. گاهی اوقات پهپادها هم در چنین موقعیتی قرار میگیرند، حتی نمونههای بسیار کوچکی که دوربین آنها باید در فضایی به اندازهی نوک خودکار قرار بگیرد. حال تیمی از مهندسان موفق به طراحی دوربینی شدهاند که میتواند قدرت دیدی در حد و اندازهی بینایی عقابها برای میکرو پهپادها فراهم کند.
گویا آی تی – از دوربین جدید میتوان در جراحیهای پزشکی مثل اندوسکوپی استفاده کرد یا آن را برای ساخت میکرو رباتهایی که وظیفهی آنها اندازهگیری، کاوشگری یا جمعآوری اطلاعات است هم به کار گرفت.
در گذشته مهندسان از تکنیکی به نام ”لیزر فمتوسکند“ برای چاپ ۳بعدی مستقیم لنزهای مینیاتوری روی چیپهای حسگر تصویر استفاده میکردند. پژوهشگران برای خلق تصاویری مشابه تصاویری که چشمان عقاب میبیند از این پروسه برای ساخت ۴ لنز در هر بار چاپ استفاده کردند. این لنزها در انواع مختلفی بوده مثل لنزهای عریض و باریک و همچنین با وضوح کم و با وضوح بسیار بالا؛ تصاویری که از این لنزها دریافت میشود در قالب شکلی متمرکز شده روی هدف با تصویری کاملا واضح در وسط آن ساخته میشود؛ دقیقا همانند پروسهای که در چشمان عقابها اتفاق میافتد.
«سایمون ثیله» دانشمند انستیتیوی Technical Optics در دانشگاه اشتوتگارت آلمان و رهبر پروژه در این باره میگوید: ”همه اینها باعث میشود ما قادر به پوشش کل شئی بوده و همزمان وضوح بیشتری در مرکز تصویر داشته باشیم. تنها ضعف باقیمانده از دست دادن اطلاعات محیط پیرامونی است. هدف نهاییمان این است که جریان اطلاعات ورودی به دوربین را بهینهسازی کنیم.“
این چهار لنز در فضایی به کوچکی ۳۰۰ میکرومتر در ۳۰۰ میکرومتر در کنار یکدیگر قرار میگیرند (یا به عبارتی در فضایی معادل ۰٫۰۳ سانتی از هر طرف)، تقریبا مشابه یک دانه شن. پژوهشگران میگویند اندازهی کلی دوربین را با دستکاری طراحی یا با کوچکتر شدن چیپها میتوان از این هم کمتر کرد.
در حیات وحش جانوران باید نیازهای بصری خود را با قدرت مغزیشان همتراز کنند. این تکنیک در انسانها و بسیاری دیگر از مهرهداران با نام ”دید حفرهمانند“ شناخته میشود؛ در این تکنیک هدف (شئی) اصلی در مرکز تصویر قرار گرفته و محیط پیرامون آن با وضوح بسیار کمتری دیده میشوند.
«ویلسون گیسلر» دانشمند علوم بینایی در دانشگاه تگزاس که البته نقشی در پژوهش انجام شده ندارد اضافه میکند: ”اگر قرار بود چنین وضوحی را در چشمانتان داشته باشید احتمالا مجبور بودید بخش مرتبط با بینایی در مغز را با استفاده از یک فرغون همواره یدک بکشید! اگر کاربرد مناسبش را پیدا کنید این تکنولوژی واقعا مفید واقع خواهد شد.“
از این تکنولوژی میتوان در پهپادهایی که با چالشهایی مشابه مواجهاند استفاده نمود؛ به عبارت دیگر پهپادها درست مثل حیواناتی که ”دید حفرهمانند“ دارند فاقد تسلط به محیط پیرامونی بوده و تنها روی هدف متمرکز میشوند و از این لحاظ ممکن است به راحتی شکار سایر پهپادها شوند.
ثیله میگوید گام بعدی در این پژوهش چاپ دستهای از لنزها روی کوچکترین حسگر موجود به اندازهای معادل ۰٫۰۴ اینچ مربع است؛ لنزها باید قسمت اعظم سطح حسگر را پوشش دهند.
جزئیات این فناوری جدید در ژورنال Science Advances در این آدرس منتشر شدهاند.
