Новая бионическая камера снимает 9120 кадров в секунду17.01.2025 18:01

Портрет бабочки-прыгуна из Доминиканы, на подобие зрения которой была сделана новая биокамера HS-MACИсточник: istockphoto

Исследователи из Корейского института науки и технологий (KAIST) разработали уникальную камеру, позволяющую снимать видео с частотой 9120 кадров в секунду, даже в условиях слабого освещения. Камера, получившая название HS-MAC (High-Speed Microarray Camera), базируется на биомиметическом подходе, который воспроизводит структуру сложного глаза насекомых.

Глаза насекомых способны обнаруживать быстро движущиеся объекты, интегрируя сигналы с течением времени. Это позволяет повышать чувствительность в условиях низкой освещенности. Такой принцип и применили ученые, используя массив микролинз, разделяющий свет на несколько оптических каналов. Каждый канал обрабатывает сигналы параллельно, что обеспечивает высокую скорость съемки.

Ключевая особенность HS-MAC — это способность временного суммирования. В отличие от традиционных камер, где один кадр фиксируется за короткий промежуток времени, биокамера накапливает свет в перекрывающихся временных интервалах. Это позволяет увеличивать соотношение сигнал/шум и фиксировать объекты, которые в 40 раз тусклее тех, что видны обычным высокоскоростным камерам.

Еще одним важным элементом технологии стало «разделение каналов», позволяющее одновременную съемку нескольких кадров. Эта функция значительно повышает частоту кадров, а алгоритмы компрессионного восстановления изображения устраняют размытость, вызванную интеграцией данных. Итоговые изображения получаются четкими и детализированными.

Высокоскоростная, высокочувствительная биомиметическая камера, упакованная в датчик изображения: помещается на пальце, толщина менее 1 мм.Источник: techxplore

Камера имеет толщину менее одного миллиметра, что делает ее удобной для использования в портативных устройствах. В перспективе ученые планируют адаптировать технологию для 3D-визуализации, съемки с ультравысоким разрешением и применения в биомедицине, мобильных устройствах и системах видеонаблюдения.

Мы экспериментально подтвердили, что камера, вдохновленная глазами насекомых, демонстрирует выдающуюся производительность при слабом освещении. Эта технология открывает новые горизонты в портативных камерах и медицинской визуализации.
Хен-Кен Ким
автор исследования, аспирант кафедры биоинженерии KAIST

Работы по усовершенствованию устройства продолжаются, однако уже сейчас, оно вызвало интерес у экспертов в области оптики и высокоскоростной съемки.

Читайте также нашу статью о том, как в России научились считывать пульс и давление через камеру.