يتجاوز عدد حالات جدري القرود الي 1000 حالة في مركز السيطرة على الأمراض

يطور المهندسون الحيويون كاميرات ثلاثية الأبعاد ذات عيون حشرات وسونار الخفافيش

يمكن للكاميرا الجديدة أن ترى مثل عيون الحشرات تمامًا.

يمكن لهذه الكاميرا ثلاثية الأبعاد اكتشاف الأشياء المخفية.

• يمكن للكاميرا الجديدة فك رموز حجم وشكل الأشياء المخفية حول الزوايا أو خلف عناصر أخرى.
• يقوم بذلك باستخدام تحديد الموقع بالصدى وعيون الحشرات.
• لها العديد من التطبيقات في القيادة الذاتية.

صمم المهندسون الحيويون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس فئة جديدة من أنظمة الكاميرا ثلاثية الأبعاد الإلكترونية التي يمكنها بنجاح تقليد رؤية الذباب متعددة الرؤية واستشعار السونار الطبيعي للخفافيش ، وفقًا لبيان صادر عن المؤسسة.

يمكن للكاميرا اكتشاف الأشياء المخفية

يتم تشغيل الكاميرا الجديدة عن طريق المعالجة الحسابية للصور ويمكنها فك تشفير حجم وشكل الأشياء المخفية حول الزوايا أو خلف العناصر الأخرى.

يستخدم الجهاز الجديد شكلاً من أشكال تحديد الموقع بالصدى ، أو السونار ، الموجود في الخفافيش. تنتج الخفافيش صريرًا عالي التردد يرتد عن محيطه ويلتقطه آذانه مرة أخرى. ثم يقومون بتقييم الاختلافات في المدة التي يستغرقها الصدى للوصول إليهم وشدة الصوت لتحديد مكان الأشياء ، وما الذي يعترض الطريق ، وقرب الفريسة المحتملة.

وفي الوقت نفسه ، تمتلك الحشرات عيونًا مركبة على شكل هندسي ، حيث تتكون كل عين من مئات إلى عشرات الآلاف من الوحدات الفردية للبصر. هذا يعني أنه يمكنهم رؤية الشيء نفسه من خطوط نظر متعددة.

صمم الباحثون نظام كاميرا ثلاثي الأبعاد عالي الأداء يستفيد من هذه المزايا الموجودة في الخفافيش والحشرات بينما يعالج في نفس الوقت أي أوجه قصور متأصلة.

تصوير ثلاثي الأبعاد مستوحى من الخفافيش والحشرات.

قال قائد الدراسة ليانج جاو ، الأستاذ المشارك في الهندسة الحيوية في كلية سامويلي للهندسة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: على الرغم من تجربة الفكرة نفسها ، إلا أن الرؤية عبر مجموعة من المسافات وحول الانسدادات كانت عقبة رئيسية.

لمعالجة ذلك ، طورنا إطارًا جديدًا للتصوير الحسابي ، والذي يتيح لأول مرة الحصول على رؤية بانورامية واسعة وعميقة باستخدام بصريات بسيطة ومجموعة صغيرة من المستشعرات.

يُطلق على الإطار الجديد اسم Compact Light-field Photography أو CLIP ، وقد أثبتت الدراسات أنه يمكن استخدامه لرؤية الأشياء المخفية. يتم دعم هذا التأثير بواسطة نوع من أنواع LiDAR ، أو اكتشاف الضوء وتحديد المدى ، حيث يقوم الليزر بمسح المناطق المحيطة لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للمنطقة.

سبع كاميرات LIDAR و CLIP

يستخدم الجهاز الجديد سبع كاميرات LiDAR جنبًا إلى جنب مع CLIP لالتقاط صورة منخفضة الدقة للمشهد ، ومعالجة ما تراه الكاميرات الفردية ، وإعادة بناء المشهد المدمج في تصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة.

أوضح جاو ، وهو أيضًا عضو في كاليفورنيا معهد NanoSystems.

ولكن إذا استخدمت كلتا العينين ، ستلاحظ أنك ستحصل على رؤية أفضل للكائن. هذا نوع من ما يحدث هنا ، لكن تخيل الآن رؤية الكوب بالعين المركبة للحشرة. الآن أصبح من الممكن مشاهدة العديد من الآراء .

يمكن الآن استخدام هذه التقنية في المركبات ذاتية القيادة أو أدوات التصوير الطبي. نُشر البحث في مجلة Nature Communications .

الملخص:

مستوحاة من أنظمة الحياة الطبيعية ، يمكن للكاميرات الحديثة تحقيق رؤية ثلاثية الأبعاد عبر هندسة الرؤية المتعددة مثل العيون المركبة في الذباب ، أو استشعار وقت الطيران مثل تحديد الموقع بالصدى في الخفافيش. ومع ذلك ، فإن الاستشعار ثلاثي الأبعاد عالي السرعة والدقيق والقادر على التوسع في نطاق مسافة واسع والتعامل بشكل جيد مع الانسدادات الشديدة لا يزال يمثل تحديًا. هنا ، نقدم تقريرًا عن التصوير الفوتوغرافي لميدان الضوء المضغوط للحصول على مجالات إضاءة واسعة النطاق مع بصريات بسيطة وعدد صغير من المستشعرات بتنسيقات عشوائية تتراوح من منطقة ثنائية الأبعاد إلى أجهزة كشف أحادية النقطة ، وبلغت ذروتها في قياس كثيف متعدد العرض بأوامر من حجم بيانات أقل. لقد أظهرنا تصوير مجال ضوئي مضغوط لاكتساب فعال متعدد الرؤية لإشارات وقت الرحلة لتمكين التصوير ثلاثي الأبعاد للقطة بنطاق عمق ممتد ومن خلال انسدادات شديدة في المشهد. علاوة على ذلك ، نعرض كيف يمكن للتصوير الفوتوغرافي في مجال الضوء المضغوط أن يستغل الأسطح المنحنية وغير المتصلة للحصول على رؤية ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي بخلاف خط البصر. سوف يفيد التصوير الفوتوغرافي المدمج في مجال الضوء على نطاق واسع التصوير ثلاثي الأبعاد عالي السرعة ويفتح طرقًا جديدة في مختلف التخصصات.