La visión robótica pronto podría mejorar gracias al desarrollo de un ojo bioinspirado que puede ajustar automáticamente el tamaño de su pupila en respuesta a los cambios en los niveles de luz. Los robots, los coches autónomos y los drones suelen tener dificultades con la iluminación dinámica. Si un coche entra en un túnel oscuro, la apertura de su cámara debe permanecer completamente abierta para captar suficiente luz para ver, al igual que nuestras pupilas cuando se apagan las luces. Pero al salir a la luz del día, el resplandor puede cegarlo instantáneamente.
En un estudio publicado en la revista Science Robotics, investigadores detallan cómo crearon un sistema de visión bioinspirado que no solo imita la visión ocular, sino que también se adapta a las condiciones de luz. Esta tecnología está diseñada para acortar la distancia entre la visión de una cámara estándar y la de los seres vivos. Las cámaras pueden ser excelentes para capturar imágenes de alta resolución, pero en entornos dinámicos carecen de la flexibilidad para adaptarse.
Ojos de robot que pueden adaptarse
Para resolver este problema, los investigadores crearon primero una matriz de imágenes curva que imita la forma de un globo ocular biológico. Esto es muy diferente de las cámaras estándar, que suelen tener sensores planos. Esta “retina” hemisférica posee un campo de visión ultra amplio que reduce las distorsiones espaciales, permitiendo al sistema ver más de su entorno a la vez. También está hecho de un material sensible a la luz que puede detectar longitudes de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo.
El equipo también imitó el sistema de comunicación del ojo humano. Cuando un ojo humano ve algo, envía impulsos nerviosos al cerebro. Para recrearlo, los investigadores utilizaron un metal líquido llamado EGaIn dentro de un pequeño canal lleno de una solución similar al agua salada.
Cuando la luz incide en los sensores, genera una corriente que mueve el metal líquido. Cada vez que incide en un electrodo, completa un circuito y envía una corriente eléctrica a la pupila artificial (un segundo componente independiente de metal líquido), indicándole que ajuste su tamaño en respuesta a la luz.
Cuanto más brillante es la luz, más frecuentes se vuelven estos picos, lo que provoca que el metal líquido se extienda y cubra una mayor parte de la apertura. Con poca luz, los picos se ralentizan y el metal se retrae para dejar entrar más luz. Y como el metal es un líquido, la pupila puede adoptar diferentes formas, como ranuras verticales para los ojos de un gato.
“Este sistema exhibe una fuerte plasticidad y tiene un potencial sustancial para imitar los reflejos pupilares de luz de múltiples especies”, comentó el equipo en su artículo.
Ojos más inteligentes
En las pruebas, el ojo de metal líquido mostró una gran mejora en cómo las máquinas “ven” con luz intensa. Cuando la pupila artificial se fijó en un tamaño fijo, logró una precisión de reconocimiento de imágenes del 68,38% en condiciones de iluminación sobreexpuesta. Pero cuando se activó la pupila adaptativa, esa cifra subió al 83,56%
“Nuestra investigación no sólo mejora el rendimiento visual de los sistemas de visión artificial, sino que también fortalece su adaptabilidad en entornos dinámicos”, añadió el equipo.
El ojo actual es una prueba de concepto. Entre los próximos pasos de la investigación se encuentran reducir el tamaño del sistema y hacerlo más integrado, así como explorar diseños de pupilas más complejos.
Fuente: Tech Xplore.
