Команда ученых из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона Полсона (SEAS) долгое время наблюдала за способностью пауков-скакунов рассчитывать рельеф при прыжках. Исследовав устройство их зрения, она разработала компактный датчик глубины.
Датчики глубины используются в смартфонах — например, для разблокировки устройств с помощью распознавания лиц. Они работают, используя тысячи лазерных точек для определения деталей лица, что требует быстрого процессора и батареи для выполнения большого количества вычислений. Исследователи же искали способ выполнять аналогичные действия, но в небольших устройствах с ограниченным временем автономной работы, таких как смарт-часы или микророботы.
Чтобы найти более эффективный способ измерения глубины, они обратили внимание на поведение пауков. В отличие от людей, пауки-скакуны нуждаются в очень точном восприятии поверхностей. Для этого в каждом глазу насекомых есть слои сетчатки, которые захватывают изображения с разной степенью размытости. Объект будет выглядеть размытым в одном глазу и четким в другом, что позволяет эффективно рассчитать глубину.
Для воспроизведения способностей пауков ученые использовали новый тип линз, который может создавать два изображения с разной степенью размытости одновременно. «Вместо использования многослойной сетчатки для получения нескольких изображений, как это делают прыгающие пауки, наши линзы расщепляют свет и формируют на фотодатчике два изображения с разной фокусировкой», — объясняют исследователи.
Заключительной частью задачи исследователей является высокоэффективный алгоритм, который анализирует два изображения, полученные линзами, и использует их для создания общей картины. Исследователи теперь сосредоточились на работе над такой системой.