Lenti innovative con sensori di profondità compatti ispirate dai ragni

Per risolvere il problema di dimensione e velocità di calcolo ci si è rivolti alla natura e questa volta sono state realizzate delle lenti che riprendono la struttura degli occhi e la capacità di elaborazione delle immagini dei ragni.

I ricercatori di Harvard guidati dal professore di ingegneria elettrica Federico Capasso ispirandosi ai ragni hanno creato delle lenti ad alta tecnologia con sensori di profondità costituite da un hardware e da una potenza di elaborazione molto ridotti.

I ragni saltatori, quelli che hanno ispirato la ricerca, sono efficaci predatori e devono vedere dove stanno andando e cosa stanno afferrando: ciascun occhio è di per sé un sistema di rilevamento della profondità.

 

Ogni occhio è multistrato, con retine trasparenti che vedono l’immagine con diverse livelli di sfocatura a seconda della distanza. Le diverse sfocature e gli strati vengono confrontati nel piccolo sistema nervoso del ragno e producono una misurazione accurata della distanza.

Il dispositivo combina metalenses multifunzionali, componenti nona-ottici ultrasottili che controllano la luce, e calcoli efficienti per misurare la profondità dalla sfocatura  dell’immagine.

Le lenti di nuova generazione leggono un’immagine in arrivo come due immagini simili con diversi livelli di sfocatura. Queste immagini vengono confrontate usando un algoritmo simile a quello del ragno ottenendo un calcolo della profondità dell’intera immagine in tempo reale.

 

 

Rispetto ai precedenti sensori di profondità passivi, il sensore di profondità così realizzato è compatto e richiede brevi tempi di calcolo: potrebbe essere installato facilmente su microrobot e microsensori.

 

• Compact depth sensor inspired by spiders (seas.harvard.edu)
• Compact single-shot metalens depth sensors inspired by eyes of jumping spiders(pnas.org)
• Photo Credit Virvoreanu-Laurentiu
• Image Credit PNAS