Scienziati sviluppano un sistema di visione ispirato agli insetti con capacità di intelligenza artificiale

I ricercatori hanno recentemente compiuto un'importante scoperta nel campo della visione bionica, aprendo una nuova strada all'osservazione microscopica e allo sviluppo di strumenti di fascia alta.

Lo studio, frutto di una collaborazione tra l'Università di Shanghai per la Scienza e la Tecnologia e la Duke University negli Stati Uniti, è stato pubblicato giovedì 22 maggio sulla rivista Science Advances.

Ispirati dagli occhi composti degli insetti, gli scienziati hanno precedentemente sviluppato diversi sistemi di imaging utilizzando array di microlenti e sensori, ottenendo applicazioni iniziali.

Tuttavia, i tradizionali sistemi di occhi composti bionici hanno da tempo incontrato limitazioni dovute alle loro complesse strutture 3D e alla limitata risoluzione spaziale, che si traducono in immagini sfocate.

"Il nostro obiettivo non è solo quello di far sì che i sistemi di visione bionica 'vedano' il mondo, ma anche di 'vederlo chiaramente' e 'capirlo'", ha affermato Zhang Dawei, professore presso l'Università di Shanghai per la Scienza e la Tecnologia e capo del team di ricerca.

Questa innovativa scoperta deriva da uno studio bionico approfondito delle caratteristiche strutturali e dei meccanismi di elaborazione delle informazioni degli occhi composti degli artropodi.

Gli insetti si affidano a centinaia o migliaia di piccole unità visive che lavorano insieme per rispondere istantaneamente ad ambienti complessi. Imitando questo approccio, il team ha sviluppato un sistema di visione bionica compatto da 0,8 centimetri cubi, in grado di produrre immagini ad alta risoluzione a livello di megapixel, a colori e a campo ultra-ampio (165°×360°).

Utilizzando il deep learning, il team ha costruito un modello di elaborazione visiva multilivello che esegue attività come la ricostruzione di immagini panoramiche ad alta definizione, il posizionamento multi-target a campo ampio, il riconoscimento di oggetti, il tracciamento multi-target e il tracciamento 3D.

Questo progresso consente alla visione bionica di "vedere chiaramente e comprendere" realmente, superando i limiti tradizionali.

Zhuang Songlin, docente presso l'Accademia Cinese di Ingegneria, ha affermato che la ricerca esemplifica l'innovazione interdisciplinare fondendo la bionica con l'intelligenza artificiale.

Il team sta ora perfezionando la struttura dell'occhio composto bionico, concentrandosi su applicazioni in micropiattaforme senza pilota, strumenti di ispezione endoscopica e altre apparecchiature di fascia alta.

Questo risultato non solo fa progredire gli strumenti scientifici basati sull'intelligenza artificiale, ma supporta anche i progressi nella diagnosi medica, nel monitoraggio ambientale e nella sicurezza intelligente, dimostrando un forte potenziale dalla ricerca di base alle applicazioni industriali.