Chế tạo mắt robot góc nhìn 220 độ

Mắt robot được lấy cảm hứng từ mắt côn trùng, nhóm nghiên cứu đã kết hợp cấu trúc quang học tổ ong lỗ kim (PHCE) với đầu dò perovskite nano mật độ cao (PNA). Khi được lắp lên một máy bay không người lái, mắt theo dõi một robot 4 chân di chuyển trên mặt đất vô cùng hiệu quả.

Cấu trúc mắt robot góc nhìn rộng - Ảnhl: Interesting Engineering

Mắt côn trùng theo dõi chuyển động rất nhanh và sở hữu góc nhìn rộng. Loạt tính năng này rất hữu ích nếu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là hệ thống robot.

Nhiều nghiên cứu trước thường tạo ra mắt nhân tạo bằng cách đặt thấu kính siêu nhỏ vào một cấu trúc cong rồi kết hợp chúng với cảm biến hình ảnh bán ngoài thị trường. Những chế tạo này còn tồn tại nhiều hạn chế vì quá trình truyền phức tạp, dẫn đến hình ảnh không khớp.

Vấn đề trên có cách giải quyết. Tuy nhiên một số vấn đề khác như biến dạng hình ảnh hay phân bổ pixel không đều vẫn còn là thách thức lớn.

Trong nghiên cứu của mình, nhóm Đại học Khoa học - Công nghệ Hồng Kông phát triển PHCE. Loạt lỗ kim với bố cục có thể tùy thể cho phép điều chỉnh ánh sáng nhận cũng như loại bỏ điểm mù giữa các phần tử mắt. Mỗi phần tử trong mắt côn trùng chứa nhiều tế bào cảm quang được bao quanh bởi tế bào hỗ trợ và sắc tố. Còn PNA với mật độ điểm ảnh cao sẽ phóng to trường ảnh. Như vậy biến dạng hình ảnh và phân bổ pixel không đều có thể được giải quyết.

PHCE giúp nhóm chụp được ảnh toàn cảnh góc nhìn 140 độ, hệ thống tiên tiến hơn đạt góc nhìn 220 độ đem lại tầm nhìn lập thể và tạo điều kiện định vị 3D thành công. Góc nhìn mắt người là từ 120 độ đến 200 độ.

Nhóm dự định cải tiến mắt robot hơn nữa theo hướng tăng mật độ điểm ảnh thông qua kết nối tiếp xúc ngược tự động, triển khai phương thức quét để tăng độ phân giải, tối ưu hóa kỹ thuật perovskite để nâng cao tính năng phát hiện chuyển động. Nguyên mẫu hiện tại có thể dùng cả trên cạn lẫn dưới nước.

Cẩm Bình