Il team di ricerca della School of Engineering della Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) ha recentemente sviluppato un sistema innovativo di occhio composto artificiale. Questo sistema, più economico rispetto ai prodotti attualmente sul mercato, dimostra una sensibilità almeno doppia nelle piccole aree, promettendo di rivoluzionare la visione robotica, migliorando la navigazione, la percezione e la capacità decisionale dei robot. Inoltre, il sistema potrebbe promuovere applicazioni commerciali e ulteriori sviluppi nella collaborazione tra uomo e robot.
Il sistema imita le capacità visive degli occhi composti, e può essere applicato in una vasta gamma di scenari, come l’installazione su droni per migliorare la precisione e l’efficienza in compiti come l’irrigazione o il soccorso in caso di emergenza in siti di disastro. Con la sua alta sensibilità, il sistema può anche consentire una collaborazione più stretta tra robot e altri dispositivi connessi. A lungo termine, l’occhio composto artificiale migliorerà la sicurezza nella guida autonoma e accelererà l’adozione di sistemi di trasporto intelligenti, favorendo lo sviluppo delle smart cities.
Occhio composto artificiale: rivoluzione nella visione Robotica
Il sistema, sviluppato dal team guidato dal Prof. Fan Zhiyong, Chair Professor presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica e Informatica e il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica della HKUST, rappresenta un significativo passo avanti nel campo dei sistemi di visione biomimetici. Tradizionalmente, i roboticisti hanno cercato di replicare le capacità visive degli insetti, che offrono un ampio campo visivo e avanzate capacità di tracciamento del movimento. Tuttavia, l’integrazione di sistemi di occhi composti in piattaforme autonome come robot o droni è stata una sfida, a causa di problemi legati alla complessità, alla stabilità durante la deformazione, ai vincoli geometrici e alle potenziali discrepanze tra componenti ottici e rilevatori.
Per superare queste sfide, il team del Prof. Fan ha sviluppato un sistema di visione composto a foro stenopeico adottando nuovi materiali e strutture. Questo sistema presenta diverse caratteristiche chiave, tra cui un imager a matrice di nanofili di perovskite emisferici ad alta densità di pixel per ampliare il campo visivo; e una matrice di fori stenopeici senza lenti, stampata in 3D, con un layout personalizzabile per regolare la luce incidente ed eliminare l’area cieca tra gli ommatidi (le unità individuali all’interno dell’occhio composto di un insetto). Grazie alla sua buona selettività angolare, ampio campo visivo, risposta a spettro ampio in configurazioni monoculari e binocolari, nonché alla sua capacità di tracciamento dinamico del movimento, l’occhio composto a foro stenopeico non solo può localizzare con precisione i bersagli, ma può anche tracciare un robot quadrupede in movimento quando viene incorporato su un drone.
Futuro promettente per l’Intelligenza Artificiale e la Robotica
Questo progetto rappresenta un’altra importante svolta nel campo dei sistemi di visione e della robotica, dopo lo sviluppo del primo occhio artificiale sferico al mondo con retina 3D nel 2020 da parte dello stesso team. Prof. Fan, noto per la sua ricerca innovativa nel campo dell’optoelettronica biomimetica, combina approcci pratici con immaginazioni audaci per guidare la ricerca innovativa. Sebbene questo nuovo occhio composto non sostituirà completamente le telecamere tradizionali, potrebbe rappresentare un enorme vantaggio in specifiche applicazioni robotiche, come in uno sciame di droni che volano in formazione ravvicinata. Con ulteriori miniaturizzazioni e miglioramenti nella risoluzione e nella velocità di risposta, questo tipo di dispositivo può trovare ampie applicazioni in optoelettronica e robotica.
