Buzz Schuss! Kamera funktioniert wie ein Bug Eye

Eine neue Digitalkamera von Forschern entwickelten imitiert Insekten vielfältig Vision. Bis jetzt scheinen die Ergebnisse ziemlich modern, produzieren, dass wahrscheinlich Rivalen Bilder sehen viele Bugs.

Insekt-inspirierten Kamera besteht aus einer halbkugelförmigen Oberfläche verziert mit einer dichten Reihe von Linsen und Photodetektoren. Das Gerät kann in Anwendungen von Überwachung bis hin zu den scoping des menschlichen Körpers verwendet werden.

Die Facettenaugen der Insekten haben viele Vorteile: ein breites Sichtfeld, gute Bewegungsempfindlichkeit und ein unendlicher Schärfentiefe (der Abstand zwischen den Objekten im Bild, die scharf angezeigt werden). Jedes Auge enthält Hunderte bis Tausende von imaging-Einheiten, so genannte Ommatidien – jeweils mit einem kleinen Objektiv und kristallinen Kegel, die das Licht auf lichtempfindliche Zellen transportiert. Forscher nachempfunden die neue Digitalkamera diese Augen.

"Das Design selbst ist direkt von der Konfiguration des Auges Insekt inspiriert", sagte senior Studienautor John Rogers, ein Materialwissenschaftler an der University of Illinois at Urbana-Champaign. [Bildergalerie: Bug's-Eye-Kamera]

Die Fehler-Eye-Cam besteht aus einer flexible Anordnung von 180 künstlichen Facettenaugen, vergleichbar mit der Anzahl in den Augen der Feuer-Ameisen oder Borkenkäfer (aber viel weniger als im Libellen, die etwa 30.000 haben). Jedes Ommatidium ist eine winzige Linse auf einen unterstützenden Beitrag, der Licht auf einen lichtempfindlichen Silizium Photodetektor transportiert.

Die Forscher fabriziert die Arrays von Linsen und Detektoren in 2D, flache Blätter. Die Blätter waren verklebt und dann aufgeblasen in eine halbkugelförmige Form, wie ein echter Hingucker.

Die Kamera verfügt über ein Sichtfeld von etwa 160 Grad oder fast eine Halbkugel, schlagen Simulationen.

Heutiger Digitalkameras werden mit kostenlos – Coupled Geräte oder CCDs, die Millionen von imaging-Einheiten gebaut. Sie bauen auf flachen (planare), starre Silizium-Wafer.

"Was wir getan haben ist, versuchen, ein Array von Photodetektoren, sowie eine Reihe von Mikrolinsen, mit bereits entwickelten Technologien zu schaffen", sagte Rogers. "Aber anstatt es in eine planare Geometrie, bauen wir es in einer Konfiguration, damit sie dehnbar sind und wie Latex verformt werden können."

Aber lässt die Kamera tatsächlich Leute sehen, dass die Welt so ein Fehler nicht? Simulationen und Modellen deuten darauf hin, dass dies der Fall, wenn "es schwer ist, herauszufinden, was eine Ameise sieht", sagte Rogers. Jedes Objektiv Proben einen winzigen Teil der Umgebung, aber gemeinsam schaffen sie eine aggregierte Bild, das sogar an der Peripherie gestochen scharf bleibt. "Ich glaube, Evolution ist, dass es bestimmt eine sehr leistungsfähige Funktion,", sagte Rogers.

Compound-Objektiv-basierte Bildverarbeitungssysteme wurden bisher aber nur in planarer Form oder in große, handgefertigte Versionen entwickelt. Im Gegensatz dazu ist die neue Kamera in einer Weise, die skalierbar, um Millionen von Ommatidien hergestellt – "weit über die Welt der Insekten" Rogers sagte.

Das Kamerasystem online beschrieben wurde heute (1. Mai) in der Zeitschrift Nature.

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