Bioinspirirani senzor za bolji računalni vid

Sposobnost otkrivanja objekata u postavkama s nepovoljnim osvjetljenjem, primjerice noću, na mjestima u sjeni ili u uvjetima magle, mogla bi uvelike poboljšati pouzdanost autonomnih vozila i mobilnih robotskih sustava. Međutim, utvrđeno je da većina široko korištenih metoda računalnog vida ne djeluje dobro pri slabom osvjetljenju.

Istraživači s Politehničkog sveučilišta u Hong Kongu predstavili se novi bioinspirirani senzor vida koji se može prilagoditi spektralnim značajkama okruženja koje snima, a temelji se na nizu fotodioda postavljenih jedna uz drugu.

Primarni cilj ovog istraživanja bio je dizajnirati senzor vida koji je bolji od drugih u prepoznavanju objekata u okruženju obilježenom jakim svjetlosnim smetnjama i kada u zraku ima dima ili magle.

Senzor vida koji su dizajnirali temelji se na fotodiodama koje se nalaze u nizu, a koje se sastoje od promjenjivih spojeva s različitim spektralnim osjetljivostima.

Konkretno, plitki spoj se sastoji od TiO 2 /Sb 2 Se 3, dok je duboki spoj sastavljen od Sb 2 Se 3 /Si. Odabir ova dva spoja može se kontrolirati preko vanjskog prednapona.

Odabir plitkog spoja u senzoru povećava osjetljivost senzora na svjetlo kratke valne duljine, dok odabir dubokog spoja povećava njegovu osjetljivost na svjetlo dugih valnih duljina. Jedinstveni dizajn stoga omogućuje podešavanje njegovih fotodioda kako bi odgovarale ili širokopojasnom vidljivom spektru ili uskopojasnom bliskom infracrvenom spektru.

Proces prilagodbe spektra traje desetke mikrosekundi, što je usporedivo s brzinom kadrova u najsuvremenijim kamerama velike brzine.

Kada se primijeni na vizualni sustav autonomnog vozila, utvrđeno je da pristup omogućuje mogućnosti zaštite od odsjaja s malom vremenskom latencijom i niskom potrošnjom energije, bez potrebe za dodatnim optičkim dodacima ili složenim računalnim algoritmima.

Praktične implikacije ovog pristupa spektralne prilagodbe unutar senzora su značajne, jer eliminira potrebu za optičkim dodacima ili složenim algoritamskim resursima.

Novi senzor koji je razvio tim istraživača mogao bi unaprijediti mogućnosti robotskih sustava, posebno poboljšavajući njihovu sposobnost prepoznavanja objekata u različitim uvjetima osvjetljenja bez povećanja potrošnje energije. Senzor se može integrirati u širok raspon tehnologija, uključujući autonomna vozila, medicinske uređaje, industrijske ili proizvodne robote i sustave nadzora.

Studiju objavljenu u časopisu Nature Electronics možete pronaći na ovoj poveznici.