Цивилизация
Объединенная группа физиков из разных стран Европы сообщает в последнем номере журнала Proceedings of National Academy of Sciences о созданном ими искусственном аналоге многофасеточного глаза дрозофилы, имеющим панорамное зрение и способным отслеживать быстрые передвижения по многим направлениям одновременно.
По сравнению с глазами позвоночных, имеющими одну линзу, сотни линз фасеточного глаза фруктовых мушек и прочих членистоногих дают куда менее резкое изображение, однако позволяют насекомому иметь панорамный обзор с очень незначительными искажениями и аберрациями с высоким временным разрешением. По словам Дарио Флореано из Федеральной политехнической школы в Лозанне (Швейцария), главной сложностью при создании искусственной копии многофасеточного глаза было сделать полноценное изображение, объединив данные, получаемые с множества «фасеток», которые у насекомых называются омматидиями и которые расположены на изогнутой поверхности. В решении как раз этих задач Лаборатория разумных систем, возглавляемая доктором Флориано, оказалась особенно сильна, поскольку в круг ее интересов входит создание искусственных минисистем, имитирующих природные, и обеспечение взаимодействия между несколькими такими системами.
В результате был создан прототип искусственного глаза мухи, состоящий из 630 фотодетекторов, обеспечивающий обзор в 180 градусов и отслеживающий изменение «картинки» с частотой 300 герц.
Иначе говоря, этот «глаз» в два раза совершеннее глаза дрозофилы по количеству элементов (мушиный глаз состоит из трех сотен омматидий) и работает в три раза быстрее (тактовая частота у дрозофилы – 100 герц). Правда, до глаза стрекозы, имеющего несколько тысяч омматидий, этот прототип, названный CurvACE, не дотягивает.
CurvACE представляет собой согнутую прямоугольную полоску, размер каждой стороны такой полоски — порядка сантиметра.
Она представляет собой подложку, на которую нанесены 42 вертикальных полоски, содержащие по 15 омматидий каждая. Структура — трехслойная. Верхний слой состоит из полимерных линз, наклеенных на вертикальные стеклянные полоски и фокусирующих поступающий свет на нижнюю поверхность стекла, туда, где расположены матрицы фотодетекторов. В свою очередь, эти матрицы соединены с гибкой подложкой, которая одновременно является печатной платой, представляющей собой электронную схему, позволившую объединить все сигналы в одну картинку.
Угол обзора каждой линзочки — 4,3 градуса. В горизонтальной плоскости достаточно 42 линзочек для обзора в 180 градусов. В вертикальной плоскости обзор, конечно, существенно уже, однако при необходимости можно обеспечить панорамный обзор — это уж вопрос техники. Причем и 180 градусов горизонтального обзора — отнюдь не предел.
Достаточно соединить два уже созданных CurvACE в одну систему, и в результате получится глаз с обзором в 360 градусов.
По словам Флориано, применений у CurvACE может быть множество. В первую очередь, такой глаз можно применить в транспортных минисистемах, в том числе и летающих, для того, чтобы избежать столкновений с препятствиями и себе подобными системами точно так же, как избегают их мухи, роящиеся в воздухе, точно так же, как они в самый последний миг уворачиваются от мухобойки. Словом, такие глаза могут пригодиться везде, где требуется отслеживать быстрые перемещения в окружающем пространстве, и вообще везде, где нужны «гибкие» глаза.