New-Tech Military Magazine | Q1-2020

עכבישים, עדשות ומהשביניהם

אמיר בר-שלום

מבין כלהפיתוחיםשלנו והיתרונות הטכנולוגים שאנחנו מייצרים עם השנים, שום דבר לא מביס את הטבע והאבולוציה", כך נפתח אחד המאמרים המרתקים של אוניברסיטת הארווארד. המאמר של לאה בורווס מחודש אוקטובר האחרון, סוקר את אחד המחקרים פורצי הדרך של בית הספר להנדסה ומעבדות המחלקה לפיסיקה בהארוורד. בעקבות המחקר פותח חיישן מיוחד למדידת מרחק ועומק המבוסס על.... העכביש המזנק . החוקרים עקבו JUMPING SPIDER – במהלך המחקר אחרי פעולת העכביש וכיצד הוא מצליח לעבד תמונה לכדי חישוביות מרחק מדויקת, עד לרמה של מילימטרים בודדים. מתברר שלעכביש המזנק יש שמונה עיניים ובעזרתן הוא יוצר לעצמו את בסיס הנתונים. בניגוד לבני האדם שמצליחים לחשב מרחק על ידי שתי עיניים המרוחקות זו מזו (יכולת ראיה סטריאו),לעכביש המזנק אין מוח מפותח דיו, כדי לייצר חישוביות מהירה, המקבילה לזו האנושית. "

המחקר שבמימונו השתתפו מעבדותהניסוי של חיל האוויר האמריקני והקרן הלאומית למדע, זכה לתהודה גדולה בארצות הברית, כולל להכרה של האקדמיה הלאומית למדעים. על פי הלקט הבטחוני של משרד הבטחון ), החוקרים מהארווארד 2019 (דצמבר הסתמכו על מודל שוני הבהירות עבור החיישן החדש שלהם, שיכול לחשב מרחקים בלי להסתמך על אלמנטים אופטיים רגילים. "בניגוד לעיניהם של העכבישים, החיישן אינו מכיל שכבות, אבל הוא מפצל את האור הנכנס כדי להפיק שתי תמונות שונות ולא ממוקדות על חיישן אור. הטכניקה הזו מוכרת כ "עומק depth from באמצעות יציאה ממיקוד" ( - metalens ). החיישן שבניסוי - defocus מגיע בקוטר של שלושה מילימטרים בלבד, ומשולב במערכת גדולה יותר שמבצעת את פענוח המידע שהוא קולט. לצורך כך, פיתחו החוקרים מנוע בינה מלאכותית ), המחקה גם הוא, את פעולת מערכת AI ( העצבים של העכביש המזנק. המידע המגיע

החוקרים הצליחו לפצח כיצד הוא מפצה על כך. התברר שכל אחת מהעיניים של העכביש מצוידת ברשתית רב שכבתיות היוצרת תמונה ברמת בהירות משתנה images בהתאם למרחק מהאובייקט (" .)" with different degrees of blur העכביש מבצע חישוביות בהתאם לרמת אי הבהירות, וכך הוא אומד את המרחק מהטרף. לדוגמא, עכביש שעוקב אחרי זבוב פירות. בעין הקרובה לזבוב הוא יקבל תמונה חדה, ובכל אחת מהאחרות חדות התמונה תהיה שונה. חישוביות כל התמונות יחד, יוצרת עבורו את מימד המרחק. "הטבע יצר לעצמו קשתשלמהשל פתרונות יצירתיים. ראיית העכביש המזנק היא אחת מהן", מספר ד"ר ז'ו ג'ון שי, פיסיקאי שהשתתף במחקר. "כיום, הטכנולוגיה מאפשרת לנו להתחקות אחרי היכולות הללו. יכולת מתקדמת של תכנון אופטי ,) nanotechnology יחד עם יכולת מיזעור ( מביאות אותנו לפתרונות חדשים ואפקטיביים מאד".

New-Tech Military Magazine l 64