Kamera naśladująca ruchy ludzkiego oka

Niemieccy naukowcy opracowali kamerę naśladującą ruchy ludzkiego oka, a przy tym pracującą z ogromną szybkością. Kamera może zostać skierowana w dowolnym kierunku, poruszając się z szybkością dorównującą szybkości ludzkiej gałki ocznej, która wynosi ok. 500st/s. Możliwości urządzenia sięgają jednak dalej. Możliwe jest poruszanie się z prędkością 2500st/s, dzięki czemu kamera sprawdzi się we współpracy z szybkimi robotami.

Zespół z Technische Universität München pod kierownictwem prof. Heinza Ulbricha opracował rozwiązanie prowadząc badania z dziedziny psychologii, interakcji człowiek-komputer i innych, mając na celu dokładne określenie, na jakie obiekty zwraca uwagę ludzki wzrok. Do tego celu zbudowany został też specjalnie przygotowany system śledzenia oka, precyzyjnie odwzorowujący jego ruchy za pomocą superszybkich serwomechanizmów.

Prace nad systemem ustalania orientacji kamery trwały od kilku lat. Poprzednie wersje posiadały jedynie 2 stopnie swobody, obecna ma ich już 3. Jak wyjaśnia Thomas Vilgrattner, istniejące systemy orientacji kamer z 3 stopniami swobody oparte są o małe i lekkie serwomechanizmy modelarskie. Ich główną wadą jest możliwość wprowadzenia do układu opóźnień i konieczność stosowania przekładni. Dlatego też Niemcy zastosowali inne podejście. Nowe rozwiązanie posiada równoległy układ kinematyczny napędzany naddźwiękowymi siłownikami piezoelektrycznymi połączonymi z ramą, w której zamocowana jest kamera.

Zaletą tego rozwiązania są wysokie prędkości i przyspieszenia, które osiąga się dzięki małym efektorom zamocowanym do stałej podstawy, a więc nie zwiększającym masy i bezwładności części ruchomej. Siłowniki piezoelektryczne zapewniają stosunkowo dużą siłę również przy niskich prędkościach, więc nie ma potrzeby zastosowania dodatkowych przekładni.

Najnowszy prototyp waży jedynie 100g i jest zdolny odtwarzać najszybsze ruchy ludzkiego oka, a nawet wykonywać znacznie szybsze. Pytany o zastosowanie urządzenia, Vilgartner wymienił między innymi systemy śledzenia oczu, np. dla celów sterowania i „sztuczne oczy” dla robotów humanoidalnych.

Nad zaimplementowaniem nowego rozwiązania do systemów wizyjnych dla robotów trwają już prace. Obecnie stosowane w humanoidach kamery to przede wszystkim urządzenia statyczne, które mogą ograniczać możliwości tych robotów. Zastosowanie kamer naśladujących ludzkie oczy może otworzyć przed robotyką nowe perspektywy.



(bj)