Сотрудники Гарвардского университета предприняли разработку устройства, способного выполнять задачи, подобные Face ID, но предназначенного для интеграции в умные часы или микророботов.
Сотрудники Гарвардского университета создали ультракомпактную 3D-камеру с высокопроизводительным датчиком глубины, вдохновившись тем, как пауки-скакуны используют свое зрение. Эти пауки способны совершать прыжки, длина которых во много раз больше их собственного размера, и внезапно нападать на насекомых. О разработке сообщается на сайте университета.
Датчики глубины применяются в различных функциях смартфонов, таких как Face ID (для разблокировки гаджета используются сканеры объемно-пространственной формы лица. В их работе задействованы тысячи невидимых лазерных точек, фиксирующих даже незначительные особенности человеческого лица. Для обработки такого объема данных необходим быстрый процессор и емкий аккумулятор.
Ученые из Гарварда разработали концепцию устройства, способного выполнять схожие задачи, но пригодного для интеграции в компактные устройства, такие как умные часы или микророботы. Для поиска более эффективного метода определения глубины исследователи обратились к природным механизмам, вдохновившись, в частности, маленькими пауками-скакунами, способными нападать на жертву с большого расстояния.
В то время как у человека каждый глаз фиксирует различные изображения, которые затем мозг сопоставляет для определения глубины и обработки информации, у каждого глаза мелкого паука изображение получается с разной степенью четкости. Эта размытость уже включает данные о расстоянии до объекта. Таким образом, объект предстает размытым в одном глазу и четким в другом. Благодаря этому пауки способны эффективно оценивать глубину.
Для имитации зрения пауков исследователи использовали металинзу – устройство, применяющее наноструктуры для фокусировки световых лучей и позволяющее одновременно формировать два изображения с различной степенью четкости. Как отмечает доктор Чжуцзюнь Ши, в отличие от пауков, использующих многослойную сетчатку для одновременного получения нескольких изображений, металинза разделяет световой поток и создает два изображения с разной фокусировкой на светочувствительном элементе.
Чтобы завершить работу над проектом, разработчики применили передовой алгоритм. Он проанализировал два изображения, полученные с использованием металинз, и использовал их для создания «карты глубины». Благодаря этому ученые смогли разработать 3D-камеру с инновационным высокопроизводительным датчиком глубины. Ее можно интегрировать в VR-гарнитуры, носимые устройства и микророботы, поскольку ее размеры не превышают трех миллиметров.