Los coches autónomos causan menos accidentes que los coches con una persona al volante. Excepto durante el crepúsculo de la mañana o de la tarde. Por tanto, un coche autónomo tiene cinco veces más probabilidades de provocar un accidente que un coche conducido por un humano. Las cámaras utilizadas probablemente tienen dificultades para reconocer obstáculos, peatones y otros vehículos en la escasa luz del crepúsculo.
Estas cámaras pueden aprender algo de los gatos de esta zona, pensó un grupo de investigación de Corea del Sur. Los gatos pueden reconocer infaliblemente un ratón gris sentado muy quieto al borde del bosque en la escasa luz del atardecer. Por ello, los investigadores se inspiraron en los agudos ojos de los gatos al diseñar una cámara que puede distinguir objetos del fondo tanto a plena luz del día como al atardecer. Ella presentó el diseño de la cámara Miércoles en la revista especializada. Avances científicos.
Existe un software inteligente que garantiza que las cámaras puedan distinguir los obstáculos del fondo en condiciones de poca luz. Pero requiere mucha potencia informática, lo que requiere tiempo y energía, afirma Min Seok Kim, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, Corea del Sur.
Pupilas en forma de hendidura
En su cámara ojo de gato inteligentemente diseñada y de bajo consumo, Kim y sus colegas simularon dos partes del ojo de un gato: las pupilas estrechas en forma de rendija y la tapetum lucidumse trata de una capa reflectante de tejido detrás de la retina que garantiza que llegue más luz a la retina. Esta capa también les da a los gatos sus característicos ojos iluminados.
Gracias a sus pupilas hendidas, los gatos pueden distinguir incluso a los ratones camuflados del fondo. Esto tiene que ver con la profundidad de campo: las distancias entre las cuales se puede ver un objeto con claridad. Con pupilas grandes, esta área es pequeña. Esto significa que si enfoca un objeto en particular (por ejemplo, un mouse), lo verá nítidamente, mientras que el fondo (los árboles y la hierba circundantes) aparecerá borroso o desenfocado. Pero las pupilas grandes tienen una desventaja durante el día: los ojos quedan sobreexpuestos. Por eso los gatos tienen pupilas estrechas, alargadas y verticales. Como resultado, su profundidad de campo en dirección vertical es pequeña y pueden distinguir a sus presas, mientras que la estrechez de la pupila evita la sobreexposición.
En la oscuridad, las pupilas de los gatos se vuelven más grandes y redondas, como las nuestras, para que llegue más luz a la retina. Luego, los gatos ven un fondo borroso y un objeto enfocado nítidamente tanto en dirección vertical como horizontal. Eso está bien, pero hay menos luz, lo que hace que todo sea menos claro. Los gatos tienen pocos problemas con esto gracias a ello. tapetum lucidumque proporciona luz extra a la retina. Como resultado, los gatos pueden encontrar fácilmente un ratón en el césped por la noche y nosotros no.
Trucos útiles
Los investigadores imitaron estos ingeniosos trucos de la naturaleza diseñando una cámara con una apertura vertical que, como la pupila de un gato, puede variar desde una rendija estrecha hasta una apertura grande y redonda. Detrás de esto colocaron una superficie semicircular con detectores de luz -que capturan la imagen- y detrás espejos plateados que reflejan la luz, como el tapetum lucidum.
El grupo de investigación comparó la cámara de ojo de gato con una apertura circular regular. La cámara de ojo de gato resultó ser un 10 por ciento más precisa a la hora de reconocer los objetos en una prueba estándar. «El sistema de cámara funcionó excepcionalmente bien, especialmente para distinguir objetos del fondo en diferentes condiciones de iluminación», envía Kim por correo electrónico. «Y no necesitábamos un software de procesamiento de imágenes pesado, lo que significa que el consumo de energía es bajo».
«Es un claro ejemplo de biomimetismo, en el que los investigadores mejoran la tecnología imitando un sistema biológico», afirma el físico Sander Mann de la Universidad de Amsterdam, que no participó en la investigación.
«Colocar los detectores de luz en una superficie semicircular ayuda a lograr una visión clara en un campo de visión amplio, pero la desventaja es que se necesitan detectores delgados y flexibles que dejen pasar mucha luz», continúa Mann. “Los espejos que colocan detrás aseguran que se capture un poco más de luz, pero la mayor parte de la luz aún pasa sin ser detectada. Hay otros grupos de investigación, incluso en Ámsterdam, que están trabajando en métodos para capturar completamente la luz en detectores tan delgados. Por lo tanto, todavía hay margen de mejora en términos de eficiencia, pero es un paso prometedor y un diseño inspirador”.