Von Spinnenaugen inspiriert: Harvard-Forscher entwickeln neuartigen Tiefensensor

Von Spinnenaugen inspiriert: Harvard-Forscher entwickeln neuartigen Tiefensensor

Harvard-Wissenschaftler haben sich von Spinnenaugen inspirieren lassen und einen Sensor entwickelt, der nach einem ähnlichen Prinzip räumliche Tiefe ermittelt. Die Technik könnte besonders kleine und energieffiziente Sensoren für VR- und AR-Brillen ermöglichen.

Spinnen sind trotz winzigem Gehirn sehr gut darin, Entfernungen abzuschätzen. Jedes ihrer Augen besteht aus mehreren, halbdurchsichtigen Netzhäuten, die die Umgebung in verschiedenen Schärfestufen wahrnehmen, abhängig von der Entfernung.

Das Gehirn der Spinnen vergleicht die Abweichungen in der Schärfe und gewinnt daraus eine genaue Vorstellung räumlicher Tiefe. So weiß die Spinne, wie weit sie springen muss, um eine Fruchtfliege zu erwischen. Die stereoskopische Tiefenwahrnehmung des Menschen ist im Vergleich sehr viel aufwendiger.

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Metalinse folgt dem Spinnenprinzip

Harvard-Wissenschaftler haben sich die Funktionsweise des Spinnenauges abgeschaut und eine Metalinse entwickelt, die nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert: Sie ermöglicht zwei Bilder mit unterschiedlichen Schärfegraden, aus denen ein Algorithmus räumliche Tiefe errechnet.

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Das optische System der Spinnen und die Harvard-Metalinse im Vergleich. BILD: Capasso et al.

„Die Evolution brachte eine Bandbreite optischer Konfigurationen und Sichtsysteme hervor, die für verschiedene Zwecke optimiert sind. Optisches Design und Nanotechnologie ermöglichen es uns endlich, künstliche Tiefensensoren und andere Sichtsysteme zu entwickeln, die ebenso vielfältig und effektiv sind“, sagt Doktorand Zhujun Shi, der die Metalinse mitwentwickelt hat.

Der große Vorteil der Technik: Sie verbraucht wenig Energie und ist sehr kompakt. Die für das Experiment verwendete Linse hat einen Durchmesser von drei Millimetern. Den Forscher zufolge könnte sie in ausentwickelter Form in Mikrorobotern oder VR- und AR-Brillen zum Einsatz kommen.

Die wissenschaftliche Arbeit kann hier kostenlos heruntergeladen werden.

Quelle: Harvard News

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