Мозг размером с маковое зерно и многослойная сетчатка помогли создать новую камеру: пауки-скакунчики подсказали ученым, как резко снизить энергопотребление 3D-съемки.
Инженеры Северо-Западного университета (Northwestern University) в Эванстоне, штат Иллинойс, разработали энергоэффективную 3D-камеру SpiderCam, принцип работы которой подсмотрели у пауков-скакунчиков (лат. Salticidae). Новая система способна строить трехмерные карты окружающего пространства в реальном времени, потребляя менее одного ватта энергии — меньше, чем обычный ночник. Статья размещена на портале препринтов arXiv.
В отличие от большинства современных 3D-камер, которым требуются либо несколько объективов, либо проецирование света на объекты, SpiderCam определяет расстояние по разнице в размытии двух изображений одной и той же сцены. Для этого камера одновременно делает два снимка с немного разными настройками фокусировки и анализирует различия в четкости деталей.
Секрет — в глазах скакунчика
Исследователи обратили внимание на необычное устройство зрения пауков-скакунчиков. В каждом их глазу находится несколько слоев сетчатки, причем каждый воспринимает изображение с разной глубиной фокуса. Благодаря этому пауки могут очень точно оценивать расстояние перед прыжком за добычей, хотя их мозг (точнее, надглоточный ганглий) по размеру сопоставим с маковым зерном.
SpiderCam воспроизводит этот биологический механизм. Специальный алгоритм анализирует изменения резкости контуров и текстур между двумя снимками и мгновенно переводит их в данные о глубине сцены. Для экономии энергии алгоритм реализовали непосредственно на программируемой микросхеме FPGA, а не на обычном процессоре.
Источник: hi-tech.mail.ru