Spesso i ricercatori utilizzano dei robot dotati di sistemi di imaging per indagare e studiare diversi ambienti della Terra, dalle profondità oceaniche alle grotte. Nel tentativo di rendere sempre migliori le prestazioni dei robot, gli ingegneri hanno cercato di sviluppare nuove generazioni di telecamere, sensori e sistemi di visione artificiale che possano restituire maggiori informazioni e immagini sempre più dettagliate e definite. Tra questi vi è un nuovo sistema per un visore anfibio la cui tecnologia si ispira ai granchi.
Un visore anfibio ispirato agli occhi dei granchi
Questo nuovo sistema bio-ispirato sarà infatti in grado di operare sia in ambiente terrestre che acquatico. È stato progettato dai ricercatori dell’Institute for Basic Science (IBS), della Seoul National University, del Gwangju Institute of Science, del Massachussets Institute of Technology (MIT) e dell’Università del Texas ad Austin.
Questo sistema anfibio consente ai robot di ottenere una vista panoramica a 360° dell’ambiente circostante, in modo che possano rilevare ostacoli e navigare negli ambienti in modo più efficace. Si tratta davvero di una grande innovazione, dato che tutti i sistemi sino ad ora progettati potevano spingersi al massimo attorno ai 180°, un angolo insufficiente per una visione panoramica ‘completa’.
Questo sistema di visione artificiale anfibio a 360°, in grado di acquisire immagini sia nell’aria che nell’acqua, trae ispirazione dagli occhi dei granchi violinisti. Questa specie unica riesce infatti ad avere una visione panoramica completa dell’ambiente circostante senza dover muovere gli occhi e il corpo. Per riprodurre artificialmente gli occhi del granchio violinista, il team di ricerca ha utilizzato un obiettivo per fotocamera piatto.
Come spiega infatti uno degli autori dell’articolo, Young Min Song, della School of Electrical Engineering and Computer Science del Gwangju Institute of Science and Technolog, “se si utilizza un obiettivo convenzionale con curvatura per l’imaging, il suo punto focale cambia quando si immerge l’obiettivo nell’acqua. D’altra parte, se si usa un obiettivo con una superficie piatta, si può osservare un’immagine nitida indipendentemente dalle condizioni ambientali. Il granchio violinista che vive nella regione intertidale ha questo tipo di lente piatta e abbiamo quindi imitato questo tipo di lente dell’occhio del granchio.”
Il futuro dell’esplorazione robotica
Il sofisticato visore anfibio è composto da una serie di microlenti piatte con un indice di rifrazione graduato e una serie di fotodiodi al silicio flessibili a forma di pettine su una struttura sferica. Le microlenti utilizzate possono mantenere la loro lunghezza focale indipendentemente dalle variazioni dell’indice di rifrazione esterno tra aria e acqua.
Song e i suoi colleghi hanno testato il loro sistema in una serie di simulazioni ottiche e dimostrazioni di imaging, considerando le caratteristiche degli ambienti sia terrestri che acquatici. Finora, hanno ottenuto buoni risultati ed il visore anfibio potrebbe presto essere testato e implementato su diversi robot ibridi e anfibi.
Ph. Credit: Lee et al.
