211service.com
Acs ābola kamera, tagad ar tālummaiņu
Plaukstošais elastīgās elektronikas lauks sola mainīt veidu, kā mēs domājam par sīkrīkiem. Silīcija šķembas, kad tās būs plakanas, stingras formas, izlauzīsies no plakanās veidnes. Viens eksperimentāls piemērs ir kamera, kas modelēta pēc acs ābola un kurā ir izliekts gaismas sensoru klāsts.
Skatītāja acs: Šajā eksperimentālajā kamerā zem šķidruma objektīva atrodas stiepjams sensoru bloks. Abos komponentos tiek iesūknēts ūdens, lai mainītu kameras uzņemtā attēla palielinājumu.
Tagad jaunais dizains piešķir šai izliektajai kamerai stimulu: objektīva un sensora formu var mainīt sinhroni, nodrošinot 3,5x tālummaiņu. Tas nodrošina galveno trūkstošo funkcionalitāti sākotnējā kameras koncepcijā, saka Džons Rodžers , Materiālzinātnes un inženierzinātņu profesors Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign. Rodžers vadīja ierīces izstrādi. Rezultāts ir pilnīga kameru sistēma ar regulējamu objektīvu un regulējamu detektoru, kas spēj uzņemt attēlus, viņš saka. Rodžers un viņa līdzautori pirmdien publicēja sīkāku informāciju par darbu Proceedings of the National Academy of Sciences .
Kamerai ar izliektiem sensoriem — līdzīgi kā izliektajai acs tīklenei — ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar kameru ar plakanu sensoru. Tā redzes lauks ir plašāks, un kopumā ierīce var būt vienkāršāka un kompaktāka. Iespējamās lietojumprogrammas ietver novērošanas kameras, tālruņus, endoskopisko attēlveidošanu vai pat nelielas videokameras, kas iestrādātas futbola ķiverēs. Yonggang Huang , Ziemeļrietumu universitātes līdzautors un inženierzinātņu profesors.
Kamera ir aptuveni tikpat plata kā niķelis, un tai ir divas galvenās daļas – objektīvs un sensoru bloks. Lēca sastāv no plānas membrānas, kas izstiepta virs caurspīdīga stikla loga. Objektīva forma, kas atbilst kameras fokusa attālumam, mainās, kad telpa starp stiklu un membrānu ir piepildīta ar ūdeni.
Lai kamera radītu kvalitatīvus attēlus, tās sensoru blokam ir jāpielāgojas, lai tas atbilstu objektīvam. Tāpēc detektors sastāv no 16 x 16 īpaši plānu silīcija diožu masīva, kas savienotas ar plāniem vadiem. Masīvs, kas sākotnēji tika izgatavots uz plakanas pamatnes, atrodas uz stiepjamas loksnes un ir savienots ar plāksni ar apļveida atveri. Kad ūdens tiek izsūknēts no kameras zem plāksnes, radot negatīvu spiedienu, stiepjamie sensori tiek novilkti uz leju, veidojot ieliektu formu. Modulējot ūdens spiedienu objektīvā un zem sensoriem, ir iespējams radīt dažādus palielinājumus.
Sensoru masīva savāktie dati tiek pārsūtīti uz datoru, kur tie tiek izmantoti attēla izveidošanai. Kamerai ir salīdzinoši mazs pikseļu skaits, tāpēc sistēma izmanto skaitļošanas viltības, lai palielinātu izšķirtspēju. Uzņemot vairākus attēlus no nedaudz atšķirīgām pozīcijām un izmantojot īpašus attēlveidošanas algoritmus, pētnieki varēja sasniegt 100 kārtīgu izšķirtspējas pieaugumu. Tāda pati pamattehnika tika izmantota, lai kompensētu bojātos pikseļus.
Pēc gadiem teorētiski modelēšana un labi - skaņošana uz ražošana un nodošana process Rodžers un viņa kolēģi ir atraduši efektīvus veidus, kā panākt, lai silīcijs izstieptos dažādās formās dažādiem lietojumiem. Šī pieeja ietver īpaši plānu silīcija salu savienošanu, izmantojot precīzi rakstainas stieples uz pielāgojamas virsmas. Kad virsma ir izstiepta, silīcija salas tiek saudzētas, jo vadi ļauj tām atdalīties un tās pašas ir tik plānas.
Organiskos un drukātos materiālus var izmantot arī elastīgas elektronikas ražošanai, taču tie nevar līdzināties silīcijam ātruma ziņā. Izstiepjamu silīcija ķēžu pielietojums ir no elektriskiem sensoriem, kas atrodas smadzeņu augšdaļā, līdz valkājamām saules baterijām. Rodžersa startēšana MC 10 nesen paziņoja par sadarbību ar Reebok, lai sporta apģērbā integrētu elastīgu elektroniku, lai uzraudzītu personas sniegumu treniņa vai rehabilitācijas laikā.
Jaunais kameras dizains ir fantastisks demonstrējums tehnoloģiju rīku komplektam, ko Džons Rodžerss un Jongangs Huangs ir bijuši pionieri gadu gaitā. Heiko Džeikobs , elektrotehnikas un datortehnikas profesors Minesotas Universitātē. Viņš saka, ka Rodžerss un Huangs spēj integrēt augstas veiktspējas ierīces uz elastīgiem un izliektiem substrātiem, vienlaikus saglabājot elektrisko aktivitāti. Tas krasi mainīs to ierīču un sistēmu izskatu, kuras var iegūt jaunas formas un formas, kuras pirms dažiem gadiem nebūtu bijis iespējams izveidot.
Tomēr tālummaināmā acs ābola kamera joprojām ir sākuma stadijā. Izmantotā hidraulika var nebūt vispraktiskākā komercializācijai, saka Huangs. Viņš saka, ka nākotnē šo mehānismu var aizstāt ar mikro izpildmehānismiem vai citām vadības stratēģijām.
Huangs piebilst, ka turpmākās versijas būs mazākas un tām būs vairāk pikseļu nekā pašreizējā. Viņi pat var pieņemt vairāku lēcu sistēmu, kas atgādina kukaiņa aci. Komercializācijai pētniekiem būs jāparāda, ka pieeju var mērogot līdz megapikseļu fotodetektoru blokiem. Mēs uzskatām, ka tas ir iespējams, saka Huangs, veicot ievērojamus inženierijas darbus.