Forscher perfektionieren Hightech-Insektenauge

Es wurde eine Halbkugel mit 169 Mikrolinsen entwickelt, die einen Radius von jeweils einem Millimeter haben. [...]

orscher der Tianjin University haben das Facettenauge der Insekten nachgebaut. Es ist in der Lage, dreidimensional zu „sehen“ und ähnelt einer Halbkugel. Darauf befinden sich laut chinesischen Wissenschaftlern 169 Mikrolinsen, die einen Radius von jeweils einem Millimeter haben. Der Durchmesser des künstlichen Auges beträgt 20 Millimeter.

Blickwinkel von 90 Grad

Die Bildinformationen, die die Linsen sammeln, werden mit Lichtwellenleitern, die einen Durchmesser von sechs Mikrometern haben, in eine optoelektrische Zentrale geleitet und dort mit einem neu entwickelten Algorithmus ausgewertet. Weil sich die Informationen, die nebeneinander klebende Linsen aufnehmen, überlappen, entsteht ein Gesamtbild mit einem Blickwinkel von 90 Grad, genauso wie bei einem Insekt.

„Die Nachbildung des Auges eines Insekts lässt uns glauben, dass es die Bewegungsbahn eines Objekts aufgrund des Lichts registriert, das dieses reflektiert“, sagt der zum Team gehörende Experte Le Song. Es komme dabei nicht, wie beim Menschen, auf die Bildschärfe an. „Die alleinige Detektion der Bewegung benötigt weniger Informationen, sodass das Insekt blitzschnell auf eine Bedrohung reagieren kann“, so der chinesische Forscher.

Reagieren wie ein Insekt

Eine der Herausforderungen, die die Wissenschaftler zu meistern hatten, war die Befestigung der gekrümmten Linsen auf der Oberfläche der Halbkugel. Dieses Problem lösten sie, indem sie die Hohlräume mit einem Lichtleiter ausfüllten. Um das Facettenauge zur Registrierung von dreidimensionalen Bewegungsbahnen zu nutzen, haben sie die Linsen miteinander vernetzt. Dann bewegten sie vor dem künstlichen Auge eine Leuchtdiode auf einer bekannten Bahn.

Anschließend haben die Forscher die Auswerteeinheit in Versuchen trainiert, bis der Algorithmus die korrekte Bahn wiedergab. Schließlich konnte es Bewegungen ebenso schnell erfassen wie ein Insekt. Wenn das Objekt weiter entfernt wird, leidet jedoch die Präzision. Genauso ist es bei Insekten. Sie sind eher kurzsichtig. Künstliche Facettenaugen sind für Roboter geeignet, bei denen es darauf ankommt, Bewegungen blitzschnell zu erfassen. Das könnte die Sicherheit verbessern, da Kollisionen mit Hindernissen vermieden würden.