水下景觀並不像從居住在海中的動物啟發的相機鏡頭觀察到的鏡頭那樣暗淡和毫無特色。一個新的生物風格的攝像機在水下顯示極化模式,此功能可能在水下導航。
螳螂風格的相機
該相機是一個名為Mantis Cam的極化成像儀的變體,該變化儀以啟發其設計的Mantis Shrimp命名。當設備通過水錶面並從水分子中彈起時,該設備會利用光的折射。
這螳螂蝦具有16個顏色受體。人類只有三個。然而,在區分顏色之間的差異時,這種海洋動物並不那麼好。它的能力是檢測人類看不見的另一個光的特性極化。
螳螂蝦最多可以看到六種極化,它們是唯一可以看到圓形極化光的生物。研究人員說,這與戴六個不同的偏光太陽鏡相媲美。
受到螳螂眼睛的啟發,伊利諾伊大學Urbana-Champaign的工程師維克多·格魯夫(Viktor Gruev)和同事們設計了帶有微型偏光鏡頭的攝像機。
水下導航中的潛在應用
格魯夫(Gruev)的團隊使用該設備從世界各地收集水下極化數據,並註意到水的極化模式不斷變化。
研究人員最終了解到,這些模式是由太陽相對於拍攝錄音的位置而引起的。通過查看水中的兩極分化模式以及讀取的確切時間和日期,研究人員意識到他們可以估計自己在世界上的位置。
“我們發現我們可以在61公里的精度上定位在地球上的位置。”說。
這些發現發表在期刊上科學進步4月4日,該技術在水下導航中有潛在的應用。
人們和機器人可以使用偏光光中的視覺提示更好地導航水下。該技術還可用於查找在海上丟失並創建海底詳細地圖的飛機。
研究人員在他們的文章中寫道:“水下兩極分化模式的豐富曲目 - 光線傳輸和水中散射的結果 - 可以被用作指南學習。
“我們證明,通過使用生物啟發的極化敏感成像儀,我們可以根據徑向水下偏振模式來確定觀察者的地理位置。”