Forscherteam entwickelt künstliches Tintenfischauge

Schlechte Sichtverhältnisse, etwa bei Regen, Nebel oder Schnee, können Roboter, Drohnen und autonome Autos und deren Sensoren und Navigationssysteme schon einmal an ihre Grenzen bringen. Für bessere Durchsicht könnte zukünftig eine Kameratechnologie sorgen, die sich die Augen von Tintenfischen zum Vorbild nimmt.

Roboterauge: Tintenfisch als Vorbild

Ein internationales Forscherteam hat ein künstliches Auge für Roboter entwickelt, das dem Aufbau des Auges von Tintenfischen nachempfunden ist. Das Projekt wurde von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Gwangju Institute of Science and Technology der Seoul National University durchgeführt.

Die Forschenden haben sich dabei an den Augen von Tintenfischen orientiert, die auch bei schlechten und schwankenden Lichtverhältnissen eine gute visuelle Wahrnehmung ermöglichen. Tintenfische können dank ihrer W-förmigen Pupillen auch in trübem Wasser und unter wechselnden Lichtbedingungen sehen.

Das künstliche Tintenfischauge besteht aus einer kugelförmigen Linse, auf der eine W-förmige Pupille platziert wurde. Die Forschenden haben außerdem eine Blende hinzugefügt, um eine Anpassung bei variierendem Lichteinfall vornehmen zu können. Im Inneren des Auges befindet sich ein flexibles polarisierendes Material sowie zylinderförmige Silizium-Fotodioden, die in der Lage sind, auftreffende Photonen in elektrische Signale umzuwandeln.

Roboter-Auge liefert mehr Bilddetails

In verschiedenen Tests haben die Forschenden das künstliche Auge mit handelsüblichen Kameras verglichen, die üblicherweise als Roboteraugen eingesetzt werden. Dabei stellten sie fest, dass das neue Roboterauge bei schwachen und schwankenden Lichtverhältnissen eine höhere visuelle Erkennungsleistung liefert und mehr Bilddetails liefern kann.

Das Forscherteam plant nun, das System konkurrenzfähiger zu herkömmlichen Kameras zu machen, indem sie günstigere Komponenten einsetzen. Außerdem wollen sie eine Tracking-Funktion ergänzen. Sie sind optimistisch, dass ihr Ansatz ein erster Schritt zu deutlich verbesserten Roboteraugen ist.

Die höhere Erkennungsleistung der künstlichen Tintenfischaugen könnte dazu genutzt werden, um eine zuverlässigere Erkennung von Objekten im Straßenverkehr zu erreichen, was insbesondere für autonome Fahrzeuge wichtig wäre. Ein weiteres potentielles Anwendungsgebiet wäre Unterwasserroboter, die eine höhere visuelle Erkennungsleistung benötigen, um in schwierigen Bedingungen navigieren zu können.

Das Wissenschaftsteam hat in ihrer in Science Robotics veröffentlichten Studie "Cuttlefish eye–inspired artificial vision for high-quality imaging under uneven illumination conditions" den Aufbau der Tintenfischaugen unter die Lupe genommen und künstlich nachgebildet. Sie glauben, dass ihr gewählter Ansatz ein erster Schritt zu deutlich verbesserten Roboteraugen ist.

Die Verwendung von künstlichen Augen, die auf dem Modell des Auges eines Tintenfischs basieren, könnte zu einer neuen Generation von Robotern führen, die besser in der Lage sind, ihre Umgebung zu verstehen und zu interagieren. Das Forscherteam hat dabei auch weitere Anwendungsgebiete im Blick, wie etwa fahrende Roboter und damit auch autonome Autos