Больше 150 лет фотографы боролись с проблемой выставки. Попытка сделать снимок, содержащий широкий спектр интенсивности света, означала жертвовать частью изображения – или смыть его или погрузить его в глубокую тень – и таким образом потерять деталь. Проблема является особенно острой в приложениях безопасности, где неспособность дифференцировать человеческие лица, скрытые в тенях, может иметь катастрофические последствия.
Теперь исследователи думают, что они, возможно, нашли способ преодолеть эту проблему и возможно создать новое поколение видеокамер, видящих ясно независимо от того что условия освещения.Бригада взяла свое вдохновение от скромной комнатной мухи.
Несмотря на то, что глаза мухи содержат многократные линзы, ее 1-миллиграммовый мозг собирает все сигналы в единственное последовательное изображение, замечательно детализированное, несмотря на то, что более мягко сосредоточено, чем, что видит человеческий глаз. Когда исследователи вставили микроэлектроды в живущие мозги мухи, они делали запись электрических импульсов от каждого нейрона, соединяющегося с глазами.
Получающиеся видео представления того, что видели насекомые, показали детали даже в самых ярких и самых темных областях. «Когда дело доходит до наблюдения даже крошечный мозг насекомого может выиграть у любой текущей искусственной системы», заявляет руководитель группы Рассел Бринкуорт, физиолог в университете Аделаиды, Австралия.На основе результатов бригада Бринкуорта развила программное обеспечение, работающее как мозг мухи. «Раствор не был, как большинство людей думает, для помещения большего количества пикселей в камеру», говорит он, «это должно было сделать пиксели более умными». Программное обеспечение быстро устанавливает легкие значения независимо для каждого пикселя, или улучшение или уменьшение сигнала сохранить деталь, затем сжимает данные, как мозг мухи делает.
Пробеги программы на компьютерной микросхеме назвали высокоскоростное аналоговое очень большое устройство интеграции масштаба или aVLSI, который может обработать такую информацию очень быстро, но требует небольшой энергии. Помещая чип между объективом фотокамеры и светочувствительной матрицей, бригада произвела прототипную систему для американских Военно-воздушных сил, интересующихся технологией для бортового наблюдения.
Результаты просто идут, чтобы показать, что, изучая насекомое визуальные системы могут произвести «умные и неожиданные идеи» о том, как улучшить цифровую технологию формирования изображений», говорит Мэндьям Сринивэсан, директор Центра Визуальных Наук в австралийском Национальном университете в Канберре. «Это исследование проложит путь к дизайну романа, биологически вдохновленным подходам для руководства миниатюрой, автономными воздушными транспортными средствами со множеством промышленного, наблюдение и приложения безопасности».