غالبًا ما تصاب الروبوتات والسيارات ذاتية القيادة والطائرات بدون طيار بالعمى عند حدوث تغيير مفاجئ في الإضاءة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك سيارة تغادر نفقًا مظلمًا في ضوء الشمس الساطعة: تستغرق الكاميرا وقتًا لضبط فتحة العدسة، وخلال هذه الثواني تتحرك السيارة بشكل أعمى تقريبًا. دراسة جديدة نشرت في المجلة الروبوتات العلميةيقدم حلاً لهذه المشكلة – عين اصطناعية تغير حجم حدقة العين تلقائيًا بسرعة البرق كما تفعل على قيد الحياة تقارير جهاز الرؤية ТechХplore. شبكية العين نصف الكروية والمعادن السائلة

تستخدم الكاميرات التقليدية أجهزة استشعار مسطحة، مما يحد من مجال رؤيتها ويخلق تشويهًا مكانيًا. اتخذ فريق الباحثين طريقًا مختلفًا، حيث قاموا بإنشاء مصفوفة منحنية حساسة للضوء تحاكي شكل مقلة العين. هي يتمتع بزاوية رؤية واسعة للغاية وقادر على اكتشاف الموجات في النطاق من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء.

ومع ذلك، كان الابتكار الرئيسي هو نظام التحكم في الضوء. وبدلاً من شفرات الفتحة الميكانيكية، استخدم العلماء معدنًا سائلًا – وهو عبارة عن سبيكة EGaIn (سهلة الانصهار من الغاليوم والإنديوم). يتم وضعها في قنوات دقيقة مملوءة بمحلول يحاكي البيئة المالحة للكائن الحي.

محاكاة النبضات العصبية

تعمل الآلية على مبدأ الارتجاع البيولوجي. عندما يضرب الضوء أجهزة الاستشعار، يتولد تيار يؤدي إلى تحرك قطرات المعدن السائل. عند ملامسة الأقطاب الكهربائية، تحدث انفجارات كهربائية، مما ينقل إشارة إلى التلميذ الاصطناعي.

كلما كان الضوء أكثر سطوعًا، زاد تردد هذه النبضات. وتحت تأثيرها، ينتشر المعدن السائل، مما يسد جزءًا من الثقب ويقلل تدفق الضوء. تردد الشفق رشقات نارية يسقط، وينقبض المعدن، وتتوسع “البؤبؤة”. علاوة على ذلك، وبفضل خصائص السائل، يمكن إعطاء العين الاصطناعية أشكالا مختلفة – على سبيل المثال، يمكن جعلها عمودية، كما هو الحال في القطط.

دقة أعلى بنسبة 15%

وأكدت الاختبارات تفوق النظام على الكاميرات القياسية. وفي ظل ظروف الإضاءة المفرطة، كانت دقة التعرف على الأنماط باستخدام حدقة ثابتة 68.38% فقط. وبعد تنشيط حدقة المعدن السائل المتكيفة، ارتفع هذا الرقم إلى 83.56%.

ويشير المؤلفون إلى أن “هذا النظام يتمتع بمرونة هائلة وإمكانية تقليد ردود الفعل الحدقية للعديد من الأنواع”.

في هذه اللحظة التطوير هو نموذج أولي. وستكون الخطوة التالية هي تصغير النظام ودمج جميع المكونات في وحدة مدمجة واحدة.

إن إدخال مثل هذه “العيون” في الإنتاج الضخم للطائرات بدون طيار يمكن أن يحسن بشكل جذري السلامة على الطرق وفعالية روبوتات البحث والإنقاذ في الظروف الصعبة.

إقرأ المزيد