Curvace: Künstliches Insektenauge mit 180-Grad-Sicht

Forscher haben ein künstliches Insektenauge entwickelt, das aus vielen kleinen Kameras besteht. Damit wird ein Sichtfeld von 180 Grad abgedeckt. Da es nur 1 mm dick ist, lässt es sich leicht biegen.

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Insektenauge im Größenvergleich mit einer Libelle
Insektenauge im Größenvergleich mit einer Libelle (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben ein künstliches Facettenauge entwickelt, das dem eines Insekts nicht unähnlich ist. Es ist halbkreisförmig und das sorgt dafür, dass jedes der Ommatidien in eine leicht andere Richtung gelenkt ist. Das ermöglicht nicht nur einen Aufnahmewinkel von 180 Grad, sondern nach Angaben der Forscher auch eine gute Lichtempfindlichkeit und durch die geringe Materialstärke von 1 mm eine große mechanische Flexibilität.

  • Herstellung des Insektenauges (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
  • Künstliches Insektenauge (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
  • Künstliches Insektenauge (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
  • Künstliches Insektenauge (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
  • Künstliches Insektenauge (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
Künstliches Insektenauge (Bild: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne)
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Mit diesem Kameraauge lassen sich allerdings keine schönen Fotos aufnehmen, es lassen sich damit jedoch Bewegungen in Form von Helligkeitsveränderungen sehr gut erkennen, da gleich eine Vielzahl von Kameras das Licht aufnimmt und so Richtung und Geschwindigkeit von lichtreflektierenden Objekten erkannt werden können.

Das prädestiniert die künstlichen Insektenaugen für viele zivile und auch militärische Zwecke der Robotik, bei denen sie als Sensor eingesetzt werden könnten, um Hindernisse zu erkennen, um sich zu orientieren. Werden zwei dieser halbkreisförmigen Kameras eingesetzt, wird eine Rundumsicht von 360 Grad erzielt.

Die Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne haben auf der Website des Projekts Curvace weitere Informationen zu dem Insektenauge veröffentlicht.

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In den USA wurde ebenfalls eine Insektenaugen-Kamera entwickelt. Sie bietet ein etwas kleineres Sichtfeld von 160 Grad und ist wie eine Halbkugel geformt. Die Kamera besteht aus 180 Mikrolinsen, die jeweils mit einer Fotodiode gekoppelt sind. Um die Halbkugelform zu erreichen, wird die Konstruktion pneumatisch verformt. Einen Nachteil haben beide Kameras: Ihre Auflösung ist extrem niedrig. Bei der US-Kamera sind es zum Beispiel 180 Pixel.

Eine ganz andere, hochauflösende Variante haben Fraunhofer-Forscher entwickelt, die 2011 eine Mikroskop-Kamera mit Facettenauge präsentierten. Auf Glasplatten sind dabei zahlreiche winzige Linsen auf beiden Seiten aufgebracht. Das System besteht aus drei Glasplatten mit Linsenkörpern. Die Platten liegen übereinander. Insgesamt muss das Licht durch acht Linsen der Objektivkonstruktion hindurch, bis es auf einen Sensor trifft. Dabei wird der Ausschnitt stark vergrößert. Der Aufnahmebereich ist ungefähr 36 x 24 mm groß. Die Kamera wird 5,3 mm über dem Scanobjekt gehalten und digitalisiert die gesamte Fläche in einem Rutsch.

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