Un team di ricercatori internazionali ha recentemente raggiunto un significativo traguardo nel campo della visione bionica, aprendo nuove prospettive per l'osservazione microscopica e lo sviluppo di strumenti di alta gamma.
Lo studio, frutto di una collaborazione tra la University of Shanghai for Science and Technology e la Duke University negli Stati Uniti, è stato pubblicato sulla rivista "Science Advances".
Ispirati agli occhi composti degli insetti, gli scienziati avevano già sviluppato in passato diversi sistemi di imaging basati su array di microlenti e sensori, con applicazioni iniziali promettenti. Tuttavia, i tradizionali sistemi di visione bionica con occhi composti hanno sempre dovuto affrontare limitazioni dovute alla loro complessa struttura 3D e alla risoluzione spaziale limitata, che spesso portava a immagini sfocate.
"Il nostro obiettivo non è solo permettere ai sistemi di visione bionica di 'vedere' il mondo, ma anche di 'vedere chiaramente' e 'comprenderlo'," ha affermato Zhang Dawei, professore alla University of Shanghai for Science and Technology e leader del team di ricerca.
L'innovativo avanzamento scaturisce da uno studio bionico approfondito delle caratteristiche strutturali e dei meccanismi di elaborazione delle informazioni degli occhi composti degli artropodi. Gli insetti, infatti, si affidano a centinaia o migliaia di piccole unità visive che lavorano in sinergia per rispondere istantaneamente ad ambienti complessi.
Imitando questo principio, il team ha sviluppato un sistema di visione bionica compatto di 0.8 centimetri cubi, capace di acquisire immagini ad alta risoluzione, a colori e con un campo ultra-ampio (165°×360°), raggiungendo un livello di megapixel.
Un elemento chiave di questa innovazione è l'applicazione del deep learning. Il team ha costruito un modello di elaborazione visiva multilivello che esegue compiti complessi come la ricostruzione di immagini panoramiche ad alta definizione, il posizionamento multi-target su campo ampio, il riconoscimento degli oggetti, il tracciamento multi-target e il tracciamento 3D. Questa evoluzione permette alla visione bionica di "vedere chiaramente e comprendere" veramente, superando le limitazioni tradizionali.
Zhuang Songlin, accademico della Chinese Academy of Engineering, ha sottolineato come questa ricerca sia un esempio eccellente di innovazione interdisciplinare, fondendo la bionica con l'Intelligenza Artificiale.
Attualmente, il team è impegnato nel perfezionamento della struttura dell'occhio composto bionico, concentrandosi sulle applicazioni in piattaforme micro-senza pilota (micro-UAV), strumenti di ispezione endoscopica e altre apparecchiature di alta gamma.
Immagine realizzata con il supporto di Gemini
