Съвместен китайско-американски изследователски екип е направил пробив в разработването на бионични системи за зрение. Прототипът с размер 0,8 cm³ възпроизвежда принципите на фасетните очи на насекомите, като осигурява панорамно зрително поле (360°×165°) с мегапикселова резолюция. За разлика от предишни разработки, системата не само улавя изображението, но и го анализира с помощта на модел на многостепенна невронна мрежа, който изпълнява задачата за разпознаване, проследяване и 3D реконструкция в реално време.

Учените и преди са се вдъхновявали от природата, особено от сложните фасетни очи на насекомите, като са разработвали различни системи за визуализация от масиви от микролещи и сензори. При изграждането на традиционните бионични системи обаче изобретателите често трябва да се съобразяват с ограниченията на сложните триизмерни структури и недостатъчната пространствена разделителна способност. Всичко това води до размазани изображения.

„Искаме бионичните системи за машинно зрение не само да “виждат„ света, но и да го „виждат“ ясно и да го “разбират“ – казва Джан Давей от Шанхайския университет за наука и технологии, ръководител на изследователския екип.

Пробивът на неговия екип е резултат от задълбочено проучване на структурните характеристики и механизмите за обработка на информацията в сложните очи на членестоногите. За да могат да реагират мигновено на промените в околната среда, насекомите са развили специални очи, съставени от стотици и хиляди малки визуални компоненти, които работят заедно. Вземайки ги за модел, учените са разработили компактна бионична зрителна система с обем 0,8 cm³, способна да създава пълноцветни, широкоъгълни (165 × 360 градуса) изображения с висока разделителна способност на мегапикселово ниво.

Използвайки технологията за дълбоко обучение, екипът е създал модел за обработка на изображенията на няколко нива, който изпълнява задачи като реконструкция на панорамните изображения с висока разделителна способност, широкоъгълно позициониране на множество цели, разпознаване на обекти, проследяване на множество цели и 3D проследяване, пише China Daily.

Сега екипът усъвършенства структурата на бионичното око, като търси начини да приложи разработката в микроскопични безпилотни платформи, ендоскопски инспекционни инструменти и друго високотехнологично оборудване.

Разработката открива нови възможности за създаване на компактни интелигентни системи за зрение с широк спектър от индустриални и медицински приложения