This post is also available in:
English (אנגלית)
מדענים עיצבו מצלמה המדמה את המבנה הייחודי של עיניהם של חתולים, ובכך משפרת באופן משמעותי את יכולות ההדמיה בתנאי תאורה נמוכה ורקעים מורכבים. המצלמה החדשנית הזו נועדה לשפר את הביצועים של רחפנים וכלי רכב אוטונומיים, ולהתמודד עם אתגרים שמערכות הדמיה מסורתיות מתקשות להתמודד איתם.
המצלמה משלבת שתי תכונות ייחודיות של ראייה חתולית: אישונים אנכיים ואת השכבה מחזירת האור הממוקמת מאחורי הרשתית של החתול, שמשפרת את רגישות האור. החוקר הראשי מין-סו קים הסביר ל-Interesting Engineering כי "השילוב של מחזיר אור כסוף בהשראת השכבה מחזירת האור אצל החתולים, בנוסף לאישון המורחב במלואו משפר מאוד את הרגישות לאור של המצלמה, ומאפשר לה לצלם תמונות ברורות ומפורטות יותר אפילו בתנאי תאורה מאתגרים".
באופן מסורתי, בעיות של תאורה נמוכה נפתרות באמצעות תוכנה מיוחדת. עם זאת, המצלמה החדשה מתעלה על כך כיוון שאיננה דורשת את אותו כוח עיבוד מופרז וחיי סוללה שהתוכנה דורשת. השכבה מחזירת האור פועלת כמו גביש פוטוני, ומשקפת אור שנכנס בחזרה דרך הרשתית לספיגה חוזרת, ובכך מגבירה את רגישות האור.
בנוסף, בסביבות של אור נמוך, אישוני החתול יכולים להתרחב לצורה מעגלית מלאה, מה שמאפשר ליותר אור להיכנס. על ידי העתקת תכונות אלה, ביצועי המצלמה החדשה בסביבה חשוכה משתפרים באופן דרסטי. האישונים האנכיים מאפשרים לחתולים לשלוט ביעילות על רמות האור, וכתוצאה מכך נוצר רקע מטושטש אנכית שעוזר לסנן רעש חזותי עודף.
המצלמה משתמשת בצמצם עם סדק אנכי שנוצר במיוחד וגלאי אור המיספרי מסיליקון עם מחזירי אור מכסף. קים אמר ל-Interesting Engineering כי מצלמות מסורתיות משתמשות בצמצם מעגלי קטן, אשר יכול ליצור עומק שדה עמוק, מה שגורם לו להתקשות עם להבדיל בין את האובייקטי של התמונה מהרקע העמוס שלה. לעומת זאת, עיצוב האישון האנכי מצמצם את עומק השדה, כך שהוא מתמקד על אובייקטים בחדות תוך טשטוש הרקע, ובכך משפר את זיהוי האובייקטים בסביבות עמוסות. בבדיקות שהשוו את מצלמת "האישון האנכי" החדשה למצלמות סטנדרטיות, העיצוב של קים הפגין דיוק גבוה יותר ב-10% בזיהוי אובייקטים בתוך רקעים מורכבים.
למרות ההתקדמות, החוקרים מכירים במגבלות של המערכת. מצלמת האישון האנכית היא בעלת רזולוציית פיקסלים נמוכה יותר, אם כי חיישנים באיכות גבוהה יותר זמינים בשוק. בנוסף, היא בעלת שדה ראייה צר בדומה לחתולים.
השילוב של המצלמה במכשירים קיימים מציב אתגרים בשל צורתה ההמיספרית והצמצם המתכוונן שמסובך מבחינה מכנית, אשר יכול להעלות את עלויות הייצור. כדי להתגבר על מכשולים אלה, הצוות עובד על עיצובים קומפקטיים יותר, ששומרים על היתרונות של החיישן ההמיספרי תוך הבטחת תאימות עם מכשירים שונים, כולל טלפונים חכמים, רחפנים וכלי רכב.
מחקר חדשני זה, שפורסם ב- Science Advances, סולל את הדרך לעידן חדש בטכנולוגיית ההדמיה, ומבטיח לשפר את התפיסה החזותית בסביבות מורכבות וחשוכות.
