Robotların yusufçuklar kadar zahmetsizce görebildiği, bakışlarının tek bir bakışta uçsuz bucaksız manzaraları süpürebildiği bir dünya olabilir mi?. Neredeyse 360 derecelik bir görüş alanına sahip sürücüsüz arabaların, kalabalık şehir sokaklarında bir sinek kuşunun çevikliğiyle gezindiğini hayal edin. Bu bilim kurgu değil! Böcek gözü kameralar son teknoloji ürünü gerçekliği ve oyunu mümkün olduğunu hiç düşünmediğimiz şekillerde değiştirmek üzere.
Doğanın dahiyane tasarımlarının yeni nesil teknolojik mucizelere ilham verdiği biyomimikrinin büyüleyici dünyasına doğru bir yolculuğa çıkalım. Hikayemiz, bilim insanlarını ve mühendisleri uzun zamandır büyüleyen bir evrim harikası olan mütevazı böcek gözüyle başlıyor.
Bir yusufçuğun avını neredeyse her açıdan nasıl tespit edebildiğini hiç merak ettiniz mi? Ya da bir arının karmaşık 3D ortamlarda nasıl bu kadar hassas bir şekilde gezinebildiğini? İşin sırrı, ommatidia adı verilen binlerce küçük görsel birimden oluşan bileşik gözlerinde yatıyor. Her bir ommatidium minyatür bir teleskop gibidir ve belirli bir yönden gelen ışığı yakalar. Bu birimler birleştirildiğinde, böceklere inanılmaz derecede geniş bir görüş alanı sağlayan mozaik benzeri bir görüntü oluşturur.
İşte şimdi işler gerçekten heyecan verici bir hal alıyor. Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki parlak beyinlerden oluşan bir ekip, bu konsepti ele aldı ve robotik görüşte devrim yaratabilecek yapay bileşik gözler yarattı.
Yenilikçi Bir Yaklaşım
Bu yenilikçi araştırmacılar, böcek gözlerinde bulunan karmaşık lens yapılarını kopyalamaya çalışmak yerine farklı bir yaklaşım benimsediler. Yaklaşık bir golf topu büyüklüğünde, 121 küçük açıklığa sahip 3D baskılı bir yarım küre yarattılar. Bu açıklıkların her biri, fotoğrafın kendisi kadar eski bir kavram olan iğne deliği kamerası gibi davranıyor. Ama asıl önemli olan şu: her deliğin içine perovskit adı verilen kristal bir malzemeden yapılmış bir nanotel yerleştirmişler.
Şimdi, “Perovskit’i bu kadar özel kılan nedir?” diye merak ediyor olabilirsiniz. Meraklı dostlarım, perovskit optoelektronik dünyasında biraz harika bir malzemedir. Işığa karşı son derece hassastır ve nispeten ucuza üretilebilir. Ekip, perovskit nanotelleri kullanarak, bir böceğin ommatidyumunun işlevini taklit ederek ışığı çok özel açılardan algılayabilen bir sistem yarattı.
Ayrıca Pek çok sevdiğiniz blog sitemizde perovskit hakkında birkaç yayınımız bulunmakta aşağıya bırakıyorum. 👇
Perovskit Güneş Pili Teknolojisini Anlamak için Eksiksiz Kılavuz
Femtosecond Lazerler Güneş Paneli Geri Dönüşümü ‘nde Nasıl Devrim Yaratıyor
Ama durun, dahası da var! Bu yapay bileşik göz 140 derecelik bir görüş alanına sahip görüntüler oluşturabilir. Bu zaten etkileyici, ancak bu gözlerden ikisini bir araya getirdiğinizde, bu görüş alanını tam 220 dereceye kadar genişletebilirsiniz! Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, insan gözleri tipik olarak yaklaşık 120 derecelik bir görüş alanına sahiptir. İnsan gözünün görebildiğini neredeyse ikiye katlamaktan bahsediyoruz!
Şimdi, “Her şey iyi güzel de, bunun gerçek dünyadaki uygulaması nedir?” diye düşünüyor olabilirsiniz. Sorduğunuza sevindim! Bu teknolojinin potansiyel uygulamaları, bu kameraların yakalayabileceği görüntüler kadar geniş.
Her biri böceklerden ilham alan bu gözlerle donatılmış bir dron sürüsünün yakın düzende uçtuğunu hayal edin. Birbirlerinden kesin mesafeleri koruyabilir, göreceli hızları ve konumları inanılmaz bir doğrulukla takip edebilirler. Bu, arama ve kurtarma operasyonlarından çevresel izlemeye kadar her şeyde devrim yaratabilir.
Ama bununla da bitmiyor. Ekip, bir quadcopter drone’a her biri 37 ışık sensörü içeren bir çift daha küçük yapay bileşik göz takarak bu teknolojinin potansiyelini zaten gösterdi. Gökyüzündeki bu göz, yerdeki robotik bir köpeği takip edebildi ve gözetim ve izleme uygulamaları için potansiyelini gösterdi.
Otonom araçlar dünyasını da unutmayalım. Bu geniş açılı, harekete duyarlı böcek gözü kameralarla donatılmış sürücüsüz araçlar çevreleri hakkında çok daha iyi bir farkındalığa sahip olabilir. Geleneksel kameraların kaçırabileceği açılardan engelleri, yayaları ve diğer araçları tespit edebilirler.
Bu teknolojinin en heyecan verici yönlerinden biri de basitliği ve ekonomikliği. Pahalı ve hassas bir şekilde üretilmiş lensler gerektiren geleneksel geniş açılı kamera sistemlerinin aksine, böceklerden esinlenen bu kameralar nispeten ucuz ve üretimi kolaydır. Bu da gelişmiş görüş sistemlerini tüketici elektroniğinden endüstriyel robot teknolojisine kadar çok daha geniş bir uygulama yelpazesi için erişilebilir hale getirebilir
Elbette, her yeni teknolojide olduğu gibi, aşılması gereken zorluklar var. Bu böcek gözü kameraların çözünürlüğü henüz geleneksel üst düzey dijital kameralarla aynı seviyede değil. Ancak, özellikle hareket algılama ve navigasyon içeren birçok uygulama için, ultra geniş görüş alanı bu sınırlamayı fazlasıyla telafi ediyor.
Görmenin geleceği her zamankinden daha geniş, daha akıllı ve daha böceğe benzer görünüyor. Ve kim bilir? Bir dahaki sefere bir robot veya sürücüsüz bir araba gördüğünüzde, size bir yusufçuktan esinlenen gözlerle bakıyor olabilir. Böcek gözü kameralar şimdilik gelişe dursun biz önümüze bakmaya devam edelim!
Siz en iyisi bizi takip etmeye devam edin!! Sağlıklı günler. 😉
Araştırmacılar tarafından geliştirilen yapay bileşik böcek gözü kameralar hakkında sık sorulan sorular
Nasıl çalışıyor?
- Böcek gözü Kameralar, yusufçuk gibi böceklerin gözlerinden esinlenmiştir. İğne deliği lensi olarak işlev gören 121 küçük açıklığa sahip 3D baskılı yarım küre şeklinde bir yapıya sahiptir. Her açıklığın arkasında ışığı bir görüntü sensörüne yönlendiren bir perovskit nanotel bulunuyor. Tüm sensörlerden gelen girdiler birleştirilerek 140 derecelik geniş bir görüş alanı sağlanıyor.
Ne gibi avantajlar sağlıyor?
- Bileşik göz tasarımı(böcek gözü kameralar), karmaşık ve pahalı geleneksel lenslere ihtiyaç duymadan son derece geniş bir görüş alanı sağlar. Bu da onu ucuz, hafif ve basit hale getirir. Robot sürüleri veya sürücüsüz arabalar gibi uzamsal farkındalık gerektiren uygulamalar için çok uygundur.
Ne tür uygulamalar için kullanılabilir?
- Potansiyel uygulamalar arasında hareketi koordine eden robot sürüleri, çevrenin geniş bir görüntüsüne ihtiyaç duyan sürücüsüz arabalar, yakın düzende uçan dronlar ve ek görüş verileri gerektiren diğer makineler yer alıyor. Geniş açılı görüş, navigasyon, nesneleri izleme ve çarpışmadan kaçınma gibi görevlerde yardımcı olabilir.
Herhangi bir sınırlama var mı?
- Tek bir yüksek çözünürlüklü sensör yerine çok sayıda basit fotoreseptör kullandığından çözünürlük geleneksel kameralardan daha düşüktür. Görüntü kalitesi de lens tabanlı böcek gözü kameralara kıyasla daha düşük olabilir. Birincil görüntüleme görevlerinden ziyade tamamlayıcı görüş için en uygun olanıdır.
Henüz ticari olarak mevcut mu?
- Hayır, bu bir kavram kanıtlama araştırma projesiydi. Ticarileştirmeyi düşünmeden önce tasarımı optimize etmek, görüntü kalitesini artırmak, maliyetleri düşürmek ve güvenilirliği sağlamak için daha fazla geliştirme yapılması gerekecektir. Araştırmacılar bunu geleneksel kameraların yerini almaktan ziyade umut verici bir tamamlayıcı sensör olarak görüyor.
