nanoscribe0117rapport de recherche

Les yeux de l'aigle sont extrêmement tranchants et ont une belle apparence à l'avant et sur le côté - qualités que l'on aimerait également avoir en conduite autonome. Des physiciens de l’Université de Stuttgart ont mis au point des capteurs 3D qui simulent l’œil de l’aigle dans une zone restreinte et avec les dernières technologies. La technologie d'impression 3D de Nanoscribe.


Les aigles sont capables de détecter une souris dans un pré à 3 km d'altitude. Dans le même temps, les aigles ont un champ de vision très large leur permettant de percevoir des oiseaux hostiles et d'autres animaux s'approchant de côté. La raison de la vue proverbiale de l'aigle sont extrêmement nombreuses cellules visuelles dans la fovéa centrale, une dépression au centre de la tache jaune, la zone de la vision la plus nette. De plus, les aigles ont une deuxième fovéa sur le bord de l’œil, ce qui leur donne une vue nette des côtés.

Le conducteur voudrait avoir quelque chose de similaire pour son véhicule autonome: sa caméra devrait être particulièrement nette à l'avant, détecter les obstacles et estimer la distance du véhicule qui précède, mais le champ de vision devrait également être maintenu de côté. Jusqu'à présent, toute une série de caméras et de capteurs étaient nécessaires autour du véhicule ou d'une caméra rotative sur le toit.

Simon Thiele de l'Institut d'optique technique et ses collègues autour de Harald Giessen de 4. L’Institut de physique de l’Université de Stuttgart a mis au point un capteur qui reproduit cet œil d’aigle dans une petite zone. La recherche s'inscrivait dans le périmètre du centre de recherche de l'université de Stuttgart et a été réalisée grâce à la dernière technologie d'impression 3D de la société Nanoscribe basée à Karlsruhe.

De la télé au grand angle

Les chercheurs de Stuttgart ont imprimé directement sur une puce CMOS à haute résolution tout un ensemble d'objectifs à micro-objectifs ayant différentes focales et différents champs de vision. Le plus petit objectif a une distance focale qui correspond à un objectif grand angle, suivi de deux objectifs avec un champ de vision plutôt moyen, et le plus grand a une très longue focale et un petit champ de vision, comme un téléobjectif classique.

L’imprimante 3D fabrique avec précision les lentilles directement sur la puce CMOS en utilisant une polymérisation dite à deux photons. Dans ce processus, deux photons d'une impulsion laser femtoseconde rouge sont absorbés dans le photorésist et agissent comme un photon bleu, initiant le processus de réticulation dans le photorésist liquide. Un scanner est utilisé pour écrire couche par couche de la structure de lentille à forme libre.

Les quatre images qui produisent les lentilles sur la puce sont simultanément lues et traitées électroniquement. Un petit programme informatique assemble l'image de manière à ce que l'image haute résolution du téléobjectif soit affichée au centre et que l'image de l'objectif grand angle soit affichée à l'extérieur. Les chercheurs ont testé leur nouvelle caméra sur différents objets de test et ont pu démontrer clairement l'amélioration de la résolution au centre de ce système appelé "imagerie fovéée".

Convient pour 4.0 industriel

Étant donné que le système de capteurs complet ne mesure que quelques mm² - les lentilles ont des diamètres allant de 100 à quelques 100 μm - en plus de l'industrie automobile, de nouveaux mini-drones pourraient également bénéficier de cette technologie. Les capteurs sont déjà connectés à un petit mini-ordinateur disposant de sa propre adresse IP et pouvant être adressé et lu directement via le smartphone. Ainsi, le système convient déjà aux applications de l'industrie 4.0.
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