Команда исследователей из Федеральной политехнической школы в Лозанне (EPFL) создала искусственный глаз, очень похожий на орган зрения плодовой мушки дрозофилы. В статье, опубликованной в журнале PNAS, исследователи рассказали о том, как они слой за слоем создавали конструкцию из микроэлектроники, чтобы заставить фоторецепторы и другие оптические элементы работать не хуже, чем глаза насекомых.
Человеческое зрение устроено относительно просто: наши глаза состоят из двух одинарных изогнутых линз, что позволяет нам хорошо различать видимые объекты. Но у большинства представителей царства животных глаза являются сложносоставными, то есть состоящими из множества линз. Сложные или фасеточные глаза не дают такой яркости видения, как человеческие, однако угол обзора с таким органом зрения намного шире. Последнее позволяет животным быстрее реагировать на происходящее.
Учёные много лет хотели создать прибор, обеспечивающий такой же широкий угол обзора, как у насекомых. Последние видят практически всё происходящее вокруг без надобности постоянно поворачивать голову, как это делают люди.
В начале мая 2013 года американским инженерам удалось создать искусственный аналог фасеточного глаза. Однако, несмотря на то, что попытка оказалась удачной, камни преткновения всё же были. Во-первых, ещё никому не удавалось создать прибор, имеющий размеры, сопоставимые с природными, а во-вторых, облечь его в правильную форму. В этом смысле швейцарским инженерам удалось достичь лучших на сегодняшний день результатов.
Глаза насекомых состоят из огромного количества микроскопических оптических структур, которые называются омматидием. Чтобы создать искусственный глаз, инженеры из Лозанны сконструировали точные копии омматидий дрозофил и других членистоногих.
Получившаяся конструкция состоит из трёх слоёв: внешний слой линз, средний слой из светочувствительных детекторов и внутренний эластичный изогнутый слой, скреплённый с остальными. В результате получился искусственный фасеточный глаз с 180-градусным углом обзора, который разработчики назвали CurvACE (Curved Artificial Compound Eyes). Устройство обладает крайне маленькими размерами: его можно уместить на площадке диаметром около 20 миллиметров.
CurvACE делает 150 кадров в секунду и одинаково хорошо работает как при ярком свете, так и в плохо освещённых помещениях.
На следующем этапе работы исследователи планируют поместить искусственные глаза в "тело" микроскопического летающего робота. Впрочем, учёные уже придумали массу других способов применения своему изобретению: CurvACE можно использовать для более эффективной работы охранных датчиков, а также для оптимизации функции распознания текстур у искусственной кожи.
Разработчики предлагают ещё одно применение искусственным глазам: их можно сделать основным компонентов "умной одежды", которая меняет свою форму в зависимости от движений того, кто её носит.
Также по теме:
Инженеры создали искусственные фасеточные глаза
Создана видеокамера, записывающая триллион кадров в секунду
Новая камера снимает объёмные изображения объектов, находящихся за углом
Австралийские учёные успешно испытали вживлённый человеку бионический глаз
Новый компактный бионический глаз заряжается на свету
