Ingeniería

Ojos artificiales de alta precisión basados en los de los insectos

(NC&T) Los insectos han inspirado a los científicos a transferir sus características a productos actuales, tras haberse perfeccionado a lo largo de millones de años. Por ejemplo, unos investigadores del Instituto Fraunhofer para la Óptica Aplicada y la Ingeniería de Precisión, en Jena, están trabajando en el desarrollo de un sensor de imágenes ultrafino basado en el ojo de un insecto. Andreas Brückner ha mejorado las propiedades de la captación de imágenes de estos sistemas con respecto a sus aplicaciones como sensores.

En algunos aspectos, se puede decir que los insectos no tienen sólo dos, sino miles de ojos. Cada faceta de su ojo con su lente y sus células visuales, recoge un punto de la imagen, y las numerosas facetas están extendidas sobre una superficie hemisférica. Como resultado, el ojo "colectivo" del insecto puede cubrir un ángulo más ancho de visión, pero la resolución de las imágenes producidas no es particularmente alta. Esto es sorprendente, dado que los insectos pueden volar con maniobras muy precisas. Son capaces de hacerlo porque, debido al principio de su superagudeza visual, ven realmente más que lo brindado tal cual por las imágenes capturadas por sus ojos compuestos, porque los campos visuales de las facetas adyacentes se superponen. Andreas Brückner está reproduciendo este fenómeno en un sistema técnico.

El objetivo era desarrollar ojos compuestos microópticos que contuvieran numerosos canales de imágenes en paralelo y que también fueran extraordinariamente compactos, menos de medio milímetro de espesor. Para lograr esto, Brückner empezó analizando cómo se crean las imágenes en los ojos compuestos artificiales.

Dado que cada faceta captura un punto de la imagen, el desafío era lograr controlar la superposición en el sistema técnico. Con un conocimiento preciso de la sensibilidad angular, es posible comparar entre sí las señales de las imágenes de las facetas adyacentes. Esto posibilita a su vez determinar la posición del objeto visto en un campo visual bidimensional, con una exactitud que es superior en muchas veces a la resolución de la imagen.

Ojos artificiales de alta precisión
Andreas Brückner. (Foto: Fraunhofer-Gesellschaft)
Una comparación ha demostrado que una lente fabricada a modo de ojo compuesto puede transferir la información con una resolución efectiva de la imagen de 625 x 625 píxeles, aunque el número real disponible de píxeles de cada imagen se limite a 50 x 50. Como resultado, el sensor puede reconocer objetos simples, determinar con precisión su posición y tamaño, y también detectar de manera fiable los movimientos.




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