Investigadores de la Universidad de Tianjin en China han desarrollado un ojo compuesto de inspiración biológica recién creado. Se utilizará para ayudar a los científicos a obtener una mejor comprensión de cómo los insectos usan sus ojos compuestos para detectar objetos y trayectorias extremadamente rápidos. Los investigadores también están estudiando cómo usarlo con una cámara para crear sistemas de ubicación en 3D para robots, automóviles autónomos y vehículos aéreos no tripulados.
El nuevo ojo compuesto bioinspirado se informó en la revista Optics Letters de la Sociedad Óptica (OSA). Parece un insecto y funciona como tal. Los ojos compuestos de los insectos constan de cientos a miles de omatidios o unidades repetitivas. Cada uno de ellos actúa como un receptor visual separado.
Le Song, miembro del equipo de investigación, habló sobre el nuevo proyecto.
“Imitar el sistema de visión de los insectos nos ha llevado a creer que podrían detectar la trayectoria de un objeto en función de la intensidad de la luz que proviene de ese objeto en lugar de usar imágenes precisas como la visión humana”, dijo Le Song. “Este método de detección de movimiento requiere menos información, lo que permite que el insecto reaccione rápidamente ante una amenaza”.
Los investigadores crearon 169 microlentes en la superficie del ojo compuesto a través de un método llamado torneado de diamante de un solo punto. La microlente tenía un radio de alrededor de 1 mm, y esto creó un componente de alrededor de 20 mm. Fue capaz de detectar objetos desde un campo de visión de 90 grados.
Uno de los problemas con los que se encuentran los investigadores al crear un ojo compuesto es que los detectores de imágenes permanecen planos mientras que la superficie del ojo compuesto es curva. Lo solucionaron colocando una guía de luz entre la lente curva y un detector de imagen. Al hacer esto, el equipo pudo permitir que el componente recibiera luz desde diferentes ángulos de manera uniforme.
“Esta capacidad uniforme de recepción de luz de nuestro ojo compuesto bioinspirado es más similar a los ojos compuestos biológicos e imita mejor el mecanismo biológico que los intentos anteriores de replicar un ojo compuesto”, dijo Song.
Cuando se trata de medir la trayectoria 3D, los investigadores colocaron rejillas en cada ojal del ojo compuesto para ayudar a detectar la ubicación. Las fuentes de luz LED se colocaron a diferentes distancias y direcciones. El ojo compuesto usó un algoritmo para calcular la ubicación 3D de los LED utilizando la ubicación y la intensidad de la luz.
El ojo compuesto fue capaz de detectar la ubicación 3D de un objeto muy rápidamente. El único problema era que cuando las fuentes de luz estaban muy lejos, la precisión de la ubicación se reducía. Esta podría ser la razón por la que la mayoría de los insectos son miopes.
“Este diseño nos permitió probar que el ojo compuesto podía identificar la ubicación de un objeto en función de su brillo en lugar de un proceso de imagen complejo”, dijo Song. “Este mecanismo altamente sensible se adapta muy bien a la capacidad de procesamiento cerebral de los insectos y les ayuda a evitar a los depredadores”.
Los investigadores creen que debido a que este nuevo ojo compuesto puede detectar la ubicación 3D de un objeto, podría usarse para pequeños robots que requieren una detección rápida de sistemas livianos. Esta nueva tecnología también puede ayudar a los científicos a comprender mejor a los insectos.
El próximo paso para los científicos es colocar el algoritmo de localización en diferentes plataformas, como circuitos integrados, para que el sistema pueda usarse en otros dispositivos. También quieren poder producir en masa los ojos compuestos para reducir el costo.