Dall'Università di Stoccarda lenti microscopiche che imitano la fovea

Dall'Università di Stoccarda lenti microscopiche che imitano la fovea

I ricercatori realizzano particolari lenti in materiale plastico che imitano i meccanismi di visione dell'occhio biologico, preparando il terreno a nuove tecnologie di digital vision

di Andrea Bai pubblicata il , alle 17:11 nel canale Scienza e tecnologia
 

L'occhio umano, per molti punti di vista (perdonate il gioco di parole), è molto diverso da un sistema di acquisizione di immagine digitale. I nostri occhi non hanno un "framerate" fisso o una risoluzione, non sono in grado di riprodurre i colori con accuratezza e coerenza e sono caratterizzati da veri e propri punti ciechi.

Queste particolarità ottiche, presenti in qualsiasi tipo di occhio biologico, sono il prodotto di un processo di selezione naturale che permettono di offrire una serie di benefici e vantaggi. E si tratta di particolarità studiate dagli scienziati attualmente all'opera nel campo delle tecniche e tecnologie di digital vision, allo scopo di individuare una possibile implementazione nei moderni dispositivi tecnologici.

Un esempio è rappresentato da un nuovo tipo di lente creata dai ricercatori dell'Università di Stoccarda: costituita da materiale plastico e stampata in 3D, le sue dimensioni non sono superiori a quelle di un granello di sale. Ma la loro dimensione è solamente uno degli aspetti interessanti: il vero punto di forza è la capacità di imitare l'azione della fovea, una caratteristica fisiologica chiave presente nell'occhio di molti esseri viventi, tra i quali l'uomo.

La fovea è la parte centrale della retina dove si concentra un'alta densità di coni, un tipo di fotorecettori sensibili alle forme ed ai colori. La fovea è l'area di maggior acutezza visiva e copre circa due gradi dell'intero campo visivo, permettendo di focalizzare il potere ottico dove è necessario. E' con la fovea che vediamo gli elementi e gli oggetti sui quali ci stiamo concentrando, ad esempio, durante un lavoro di precisione o durante la lettura: il punto che stiamo osservando appare perfettamente nitido, mentre tutto il resto risulta più sfocato.

I ricercatori sono riusciti a ricreare questa struttura nelle piccole lenti, che permettono di offrire una maggior risoluzione nella zona centrale rispetto alla zona periferica, con la speranza di poter produrre fotocamere in grado di processare le immagini più velocemente e con maggior efficienza. La ridottissima dimensione delle singole lenti suggerisce inoltre la possibilità di sfruttare queste tecnologie per la realizzazione di piccoli droni volanti o strumenti chirurgici che devono operare all'interno del corpo.

Attualmente vi è ancora qualche piccolo problema nella realizzazione di queste lenti, in particolare il tempo necessario per stamparle in 3D. Problemi che dovrebbero poter essere risolti nel momento in cui si cercherà di passare alla produzione in volumi commerciali.

3 Commenti
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CrapaDiLegno20 Febbraio 2017, 19:47 #1
con la speranza di poter produrre fotocamere in grado di processare le immagini più velocemente e con maggior efficienza

Eh? Da quando le aree sfuocate sono più facili da elaborare rispetto a quelle con maggiore definizione?
L'occhio biologico non può "croppare" e sarebbe anche controproducente negli esseri viventi dove la visione periferica è molto importante, ma una immagine digitale la si può croppare a volontà per aumentare il tempo di elaborazione concentrando la visuale (e quindi i calcoli) solo dove è utile.
rockroll21 Febbraio 2017, 07:19 #2
Originariamente inviato da: CrapaDiLegno
Eh? Da quando le aree sfuocate sono più facili da elaborare rispetto a quelle con maggiore definizione?
L'occhio biologico non può "croppare" e sarebbe anche controproducente negli esseri viventi dove la visione periferica è molto importante, ma una immagine digitale la si può croppare a volontà per aumentare il tempo di elaborazione concentrando la visuale (e quindi i calcoli) solo dove è utile.


Sono daccordo, la "scrematura", ammesso che sia un vantaggio, andrebbe fatta a livello di elaborazione anzichè di cattura. E non capisco perchè miniaturizzare tanto, visto che la quantità di luce catturata è proporzionale alla superficie della lente stessa. Allora tanto vale un forellino di diametro minimo, come appaiono nei testi di fisica le prime scatole fotografiche con forellino anteriore e retro traslucido, col vantaggio di avere profondità si campo totale senza necessità di messa a fuoco.

Ma chi l'ha detto che bisogna imitare i comportamento dell'occhio umano, [U]compresi i suoi difetti[/U] (corrispondente nello specifico a pixel diradati verso l'esterno del fotosensore CMOS)? A proposito, vi siete mai accorti della zona morta mica piccola che hanno i vostri occhietti nell'intorno in cui il nervo ottico si innesta sulla retina (per ciascun occhio una ventina di gradi orizzontalmente verso l'esterno, estesa almeno 3 gradi) che il nostro cervello maschera riempiendola con i colori di contorno e fonde con l'immagine della zona fornita dall'altro occhio? Ma sicuramente avrete notato la persistenza dell'immagine sulla retina osservando la scia luminosa di una sigaretta accesa agitandola al buio, ovvero la scia apparente di una "stella cadente" (la coda di una cometa, sempre opposta al sole, è un'altra cosa); e mi viene da ridere sguaiatamente pensando ai fissati di apparati per games che si vantano di tempi di risposta di pochi microsecondi dei loro favolosi monitors considerati come condizione fondamentale...
SharkOver22 Febbraio 2017, 13:30 #3
Originariamente inviato da: rockroll
.. e mi viene da ridere sguaiatamente pensando ai fissati di apparati per games che si vantano di tempi di risposta di pochi microsecondi dei loro favolosi monitors considerati come condizione fondamentale...


Humm forse sbaglio ma avere un monitor con tempi di risposta istantanei è meglio: se un punto appare o si sposta nello schermo con un ritardo di (esempio) 20 millisecondi, il mio occhio lo vedrà comunque 20 millisecondi dopo un altro giocatore che ha un monitor con ipotetico tempo risposta 0 (a parità di altri fattori). Indipendentemente dal fatto che il mio occhio, poi, aggiunga altro ritardo o problemi vari di persistenza etc.

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