Электронные системы всё чаще пользуются визуальными данными, полученными с различных камер, например, от систем видеонаблюдения или мобильных телефонов. Работа интеллектуальных устройств прямо зависит от качества картинки и угла обзора камеры, но современные системы машинного зрения нельзя назвать совершенными. Поэтому учёные из Массачусетского технологического института разработали совершенно новую камеру.

Машинное зрение

Множество электронных систем в своей работе ориентируется на внешние визуальные данные. От них зависят беспилотные автомобили и навигационные системы, мониторинг состояния урожая и обнаружение различных объектов. Она используется даже в смартфонах для идентификации пользователя и поиска товаров в интернете. Вот только цифровым камерам ещё очень далеко до человеческого зрения, и дело даже не в качестве картинки, а в её распознавании. Благодаря многочисленным техническим нюансам, таким как поддержка глубины, качество изображения сильно страдает. К тому же, камера не может видеть всего, что происходит вокруг.

Конечно, уже существуют панорамные цифровые камеры, способные охватывать 360 градусов. Они успешно используются для создания виртуального медиа-контента и пока что стоят безумно дорого, причина тому – чрезвычайно большая сложность технологии. Фактически, такое устройство состоит из нескольких камер, они синхронизируются между собой, а полученные с них видеопотоки «сшиваются» программно. Подобная технология очень неудобна и требует больших вычислительных мощностей как для обработки видео, так и для компенсации возникающих при этом ошибок. Всё это делает её массовое использование невозможным.

Искусственному интеллекту требуется что-нибудь более простое и столь же эффективное, поскольку системы машинного зрения получили широкое распространение, а сфера их использования постоянно увеличивается. Роботы-доставщики, дроны, системы распознавания лиц, электромобили и прочая техника требует достаточно дешёвого и при этом эффективного решения. Это заставляет специалистов искать нестандартные идеи в совершенно неожиданных местах.

Крабья камера

Исследователи из Массачусетского технологического института в очередной раз обратились к природе, которая давно решила эту проблему и успешно воплотила «разработку» в одном из своих творений – в крабе-скрипаче. Его ещё называют манящим крабом из-за чрезвычайно необычного внешнего вида: у него одна клешня гораздо больше другой, и он ею размахивает в воздухе. Причём именно в воздухе, поскольку краб принадлежит к классу полуземных, то есть часть времени он живёт в море, а часть – на суше. Именно это и привлекло внимание исследователей, поскольку строение зрительного аппарата у этого членистоногого едва ли не уникальное. Для жизни на суше и в воде требуется разное строение глаза, поскольку оптические характеристики двух сред сильно отличаются. Поэтому краб-скрипач так ценен, его зрение приспособлено для жизни в обоих мирах.

Учёные решили последовать примеру природы и создали чрезвычайно интересную камеру, которая может смотреть во все стороны и не требует при этом использования многочисленных матриц. Экспериментальная камера получилась чрезвычайно компактной, фактически это небольшой шарик, смотрящий во все стороны. В центре его находится гибкая матрица, состоящая из фоточувствительных диодов, поверхность каждого из которых накрыта «гребенчатой» линзой. Поверхность камеры состоит из миниатюрных плоских линз с разными показателями преломления. Таким образом исследователям удалось добиться того, чтобы световые лучи от разных источников света всегда направлялись в конкретный датчик независимо от коэффициента преломления среды.

Экспериментальную камеру испытали в воздухе и под водой, фиксируя изображение нескольких объектов на разном расстоянии. Как показали результаты тестов, фотографии, сделанные в воздухе и в воде, имели одинаково высокое качество. При этом дальность объекта и степень освещённости не имели никакого значения, а угол обзора составил сферу в 360 градусов. Камера оказалась гораздо проще, чем любое устройство для панорамной съёмки из имеющихся на текущий момент.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!