Menschliches Auge als Vorbild: Diese Kamera bricht Foto-Rekorde
Die neu entwickelte Kamera ahmt Bewegungen des menschlichen Auges nach. Mit Erfolg: Statt auf 30 bis 1000 Bilder pro Sekunde bringt sie es auf Zehntausende.
In der Welt der Robotik und Bildgebung hat ein Team aus Computerwissenschaftlern der University of Maryland einen Durchbruch erzielt.
Und zwar: eine innovative Kameratechnologie, die das menschliche Auge nachahmt, um so schärfere und präzisere Bilder zu erstellen.
Vorbild: Die Bewegungen des menschlichen Auges
Die neuartige Kamera namens «Artificial Microsaccade-Enhanced Event Camera» (AMI-EV) ahmt die winzigen unfreiwilligen Bewegungen des menschlichen Auges nach. Dank dieser Bewegungen können wir Menschen über längere Zeiträume einen klaren, stabilen Blick und Fokus halten.
Die AMI-EV könnte sich insbesondere in Bereichen wie Robotertechnik oder autonomen Fahrzeugen als äusserst nützlich erweisen. Hier sind genaue und zeitnahe Bilder entscheidend, um beispielsweise auf Veränderungen in der Umgebung schnell und richtig reagieren zu können.
Visionäre Lösung gegen Unschärfe
Ausgangspunkt für das Forschungsteam war die Erkenntnis, dass sogenannte Mikrosakkaden – kleine, schnelle Bewegungen des Auges – dazu beitragen können, den Fokus auch dann zu halten, wenn ein Objekt in Bewegung ist.
Dank dieser Mikrosakkaden kann das menschliche Auge Farben, Tiefeninformationen oder Schattierungsunterschiede eines Objekts präzise erfassen.
Diese Mikrosakkaden haben die Wissenschaftler nun erfolgreich nachgebildet, indem sie ein rotierendes Prisma in die AMI-EV integrierten. Dieses lenkt die von der Linse eingefangenen Lichtstrahlen um und simuliert so die natürlichen Bewegungen des menschlichen Auges.
Von Robotern bis zu Smart Wearables
Diese Entwicklung könnte weitreichende Auswirkungen auf verschiedene Industrien haben, nicht nur im Bereich der Robotik oder beim Militär. Überall dort, wo präzise Bildaufnahmen und Formerkennung erforderlich sind, könnte die AMI-EV als Schlüssellösung fungieren.
Beispielsweise könnten Event-Sensoren und AMI-EV bei smarten Wearables zum Einsatz kommen. Sie bieten gegenüber herkömmlichen Kameras zahlreiche Vorteile, so eine überlegene Leistung unter extremen Lichtverhältnissen.
Aber auch mit geringen Latenzzeiten sowie einem niedrigen Energieverbrauch kann die AMI-EV aufwerten. Sie eignet sich deshalb ebenfalls gut für Virtual-Reality-Anwendungen (VR), bei denen schnelle Kopf- und Körperbewegungen auftreten.
Beeindruckende Testergebnisse
In ersten Tests konnte die AMI-EV Bewegungen in verschiedenen Kontexten genau erfassen und darstellen. Darunter zum Beispiel den Puls eines Menschen oder schnell bewegte Formen.
Zudem kann sie Bewegungsabläufe mit Zehntausenden von Bildern pro Sekunde aufnehmen. Das ist deutlich mehr als handelsübliche Kameras leisten, die es durchschnittlich auf 30 bis 1000 Bilder pro Sekunde bringen.
