Künstliche Insektenaugen für Roboter

Wissenschaftler in der Schweiz, in Deutschland und in Frankreich haben erforscht, wie die Augen von Insekten funktionieren, und künstliche konvexe Facettenaugen entwickelt. [...]

Das Projekt mit dem Titel „CURVACE“ wurde von der EU mit rund 2 Mio. Euro unterstützt. Den künstlichen Insektenaugen wird großes Potenzial in der mobilen Robotik, bei der „intelligenten“ Bekleidung und bei der Anwendung in der Medizin nachgesagt. In Zukunft könnte das künstliche Facettenauge in Bereichen eingesetzt werden, in denen die weiträumige Bewegungserkennung von entscheidender Bedeutung ist. So könnte an der Karosserie von Autos und LKW ein flexibles künstliches Facettenauge angebracht werden, um Hindernisse besser zu erkennen (etwa beim Einparken, bei der automatischen Fahrzeuglenkung oder bei zu geringen Abständen von Fußgängern oder anderen Fahrzeugen), oder die Augen könnten in Drohnen eingebaut werden, damit sie sichtgestützt und kollisionsfrei (z. B. bei der Landung oder bei der Vermeidung von Hindernissen etwa bei Rettungseinsätzen) gelenkt werden können.

Wegen ihrer geringen Dicke und ihrer Flexibilität könnten die künstlichen Facettenaugen auch in Gewebe für intelligente Bekleidung eingearbeitet werden, so z. B. in intelligente Kopfbedeckungen für Menschen mit Sehbehinderungen, die hiermit vor Zusammenstößen geschützt werden. Außerdem könnten flexible Facettenaugen (etwa für ältere Menschen oder zur Verhinderung von Unfällen bei Kindern) in intelligenten Wohnungen als Bewegungsdetektoren an Wänden und Möbeln angebracht werden.

Das Facettenauge verfügt über Merkmale und eine Funktionsweise, die dem Auge der Fruchtfliege (Drosophila) und anderer Gliederfüßer ähneln. Das kleine (Durchmesser: 12,8 mm, Gewicht: 1,75 g), zylindrische Auge besteht aus 630 sogenannten Ommatiden (Einzelaugen), die in 42 Reihen mit jeweils 15 Sensoren angeordnet sind. Jedes dieser Einzelaugen besteht aus einer Linse, die mit einem elektronischen Pixel verbunden ist. Es handelt sich um optisch sehr anspruchsvolle Sensoren mit einem verzerrungsfreien Panoramasichtfeld von 180 mal 60 Grad und einer großen Bildtiefe, die sich an eine Vielzahl von Lichtbedingungen anpassen können.

Das CURVACE-Projekt wurde aus dem offenen FET (Future and Emerging Technologies)-Programm der Europäischen Kommission finanziert. Dieses Programm ist Teil der Maßnahme „Wissenschaftsexzellenz“ des Programms „Horizont 2020“ des EU-Rahmenprogramms für Forschung und Innovation und dient der Förderung neuer Ideen – hochriskanter, visionärer wissenschaftlich-technologischer Forschungsprojekte in einem sehr frühen Stadium.

Teilnehmer an dem Projekt sind fünf Einrichtungen: die École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) (Schweiz), die Aix-Marseille Université und das Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) (Frankreich), das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (Deutschland) und die Universität Tübingen (Deutschland), die 45 Monate zusammengearbeitet haben. Der Mittelbedarf für das gesamte Projekt beläuft sich auf 2,73 Mio. Euro, davon wurden 2,09 Mio. Euro von der EU bereitgestellt. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) veröffentlicht. (pi)