Бифокальные глаза трилобитов помогли изобрести камеру с рекордной глубиной резкости

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США разработали миниатюрную камеру с бифокальным объективом и рекордной глубиной резкости. Камера может одновременно снимать объекты на расстоянии 3 см и 1,7 км. Такое удивительное устройство специалистам удалось создать, вдохновившись глазами трилобитов, обитавших в океанах 500 миллионов лет назад. Материал с описанием исследования опубликован в научном журнале Nature Communications.

Ученые изготовили набор крошечных металинз, которые они покрыли миллионами крошечных прямоугольных колонн наноразмера. Сформированная таким образом метаповерхность одновременно выполняла функции макролинзы (для близких объектов) и телеобъектива (для удаленных объектов).

По словам исследователей, самая большая проблема возникла с объектами, расположенными на среднем расстоянии. С помощью нейронной сети, прошедшей обучение, система научилась распознавать и исправлять дефекты (размытость или цветовые аберрации) на объектах, которые находились посередине между ближним и дальним фокусом металинзы.

Созданные металинзы увеличивают светосилу без ущерба для разрешения изображения. Поскольку система автоматически корректирует аберрации, она позволяет избежать ошибок.

Трилобиты, послужившие прототипом для новых камер, имели бифокальные глаза, каждый из которых крепился на стебельке и состоял из двух линз, преломляющих свет под разными углами. Такие глаза позволяли им видеть добычу вблизи и врагов, приближающихся к ним с расстояния более километра.

Источник: FBM