دانشمندان یک دوربین میکروسکوپی با الهام از ساختار چشم حشرات ساخته‌اند که قادر به ضبط تصاویر با سرعت سرسام‌آور 9120 فریم در هر ثانیه (FPS) است و حتی در شرایط نوری نامناسب نیز تصاویری واضح ثبت می‌کند.
بسیاری از حشرات به دلیل ساختار خاص چشمانشان، توانایی دیدن خوب در محیط‌های تاریک را دارند. این چشمان مرکب از واحدهای بسیار ریزی به نام Ommatidia تشکیل شده‌اند که هر کدام دارای یک عدسی کوچک مخصوص به خود هستند. هر Ommatidia، نور را از زاویه‌ای متفاوت دریافت کرده و به این ترتیب، حشرات قادر می‌شوند تا اطلاعات گوناگون را به طور همزمان از جهات مختلف به دست آورند. علاوه بر این، آن‌ها از فرآیندی تحت عنوان «تجمیع زمانی» بهره می‌برند. به این معنا که نور را در یک بازه زمانی کوتاه جمع‌آوری می‌کنند تا در نور کم، تصویری با وضوح بیشتری ایجاد کنند. این ویژگی، دیدی سریع و فوق‌العاده حساسی به آن‌ها می‌بخشد.
این حشرات به دلیل عملکرد همزمان چشمانشان می‌توانند به سرعت اجسام متحرک (مانند شکار یا خطر) راحتی در تاریکی تشخیص داده و آن‌ها را تعقیب کنند. چشمان آن‌ها با جمع‌آوری نور در طول زمان، حساسیت بیشتری نسبت به محیط‌های کم‌نور پیدا می‌کنند. بر اساس پژوهشی که در مجله معتبر Science Advances به چاپ رسیده، پژوهشگران مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری کره (KAIST) با الگوبرداری از ساختار بینایی چشمان حشرات، یک دوربین ابداع کرده‌اند که عملکردی مشابه دارد.
این دوربین با وجود ضخامت بسیار کم (کمتر از یک میلی‌متر) و ابعاد جمع‌وجورش، قادر است با سرعت شگفت‌انگیز 9120 فریم در ثانیه فیلمبرداری کرده و در عین حال، تصاویری واضح و شفاف در محیط‌های تاریک تولید کند. این دوربین میکروسکوپی که با نام «دوربین آرایه میکرولنز پرسرعت و با حساسیت بالا» (HS-MAC) شناخته می‌شود، از طراحی چشمان حشرات تقلید می‌کند. برخلاف دوربین‌های معمولی که از یک عدسی واحد برای ثبت هر عکس در یک لحظه استفاده می‌کنند، این دوربین از تعداد زیادی عدسی کوچک بهره می‌برد تا بخش‌های مختلف یک صحنه را در زمان‌های متفاوت ثبت کند. سپس این تصاویر با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا فیلم‌هایی واضح حتی در نور بسیار کم ایجاد کنند.
دریافت همزمان فریم‌ها به دوربین کمک می‌کند تا نور بیشتری را جمع‌آوری کرده و حساسیت آن را حتی در هنگام ضبط اجسام متحرک سریع، بهبود بخشد. این دوربین به جای ثبت جداگانه هر فریم، فریم‌ها را با یک همپوشانی زمانی جزئی ضبط می‌کند. این روش به نور اجازه می‌دهد تا در طول زمان جمع شود و نسبت سیگنال به نویز را افزایش دهد.
نسبت سیگنال به نویز قوی‌تر به معنای تصاویری واضح‌تر و دقیق‌تر است که این امر به ویژه در نور کم از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهشگران نشان داده‌اند که دوربین آن‌ها می‌تواند اجسامی را تا 40 برابر کم‌نورتر از آنچه دوربین‌های پرسرعت معمولی قادر به دیدن هستند، تشخیص دهد.
گروه تحقیقاتی برای حفظ وضوح تصویر، از یک الگوریتم بازیابی تصویر فشرده استفاده کرد که به طور موثر تاری ناشی از حرکت را کاهش می‌دهد.
source
کلاس یوس