Thay vì rang me, các nhà khoa học tạo ra camera lấy cảm hứng từ cấu trúc đặc biệt của loài cua

Một nhóm nghiên cứu đã phát triển camera là con mắt nhân tạo dựa trên cấu trúc mắt của loài cua, cho góc nhìn đến 360 độ và nhiều hướng nhìn cùng một lúc.

Động vật nói riêng và tự nhiên nói chung từ lâu đã được các nhà khoa học sử dụng như nguồn cảm hứng vô tận trong khám phá và sáng tạo. Những bộ óc tiên phong của loài người luôn theo đuổi việc khám phá những khía cạnh, những phương pháp mới để cải thiện chất lượng cuộc sống của nhân loại. Và việc mô phỏng lại những thiết kế của tự nhiên đôi khi mang lại những kết quả đáng kinh ngạc.

Như chúng ta đã biết, cua là một loài động vật thủy sinh sống ở cả nước ngọt và nước mặn. Thịt của chúng có rất nhiều dưỡng chất tốt cho sức khỏe cùng các loại vitamin khác nhau. Ở Việt Nam chúng ta, cua là một loại thực phẩm có giá trị kinh tế cao, thường chế biến được rất nhiều món ngon và đủ chất.

Tuy nhiên lần này, cua không được nghiên cứu cho vấn đề thực phẩm mà các nhà khoa học quyết định phát triển một con mắt nhân tạo dựa trên nguyên mẫu của loài còng (cua fiddler) với một chiếc càng khổng lồ. Chiếc Camera này sẽ giúp họ giới thiệu công nghệ mới có thể dễ dàng nhìn xuyên qua đất cũng như hoạt động hiệu quả dưới nước. Sản phẩm được kỳ vọng sẽ có nhiều ứng dụng thực tế đa dạng trong ô tô tự lái, máy bay không người lái,…trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc khi có rất ít, thậm chí không có tầm nhìn.

Trọng tâm của sự nâng cấp là cấu trúc camera giống như mắt ghép của con cua. Mắt người chỉ có thể nhìn theo một hướng tại một thời điểm và khả năng thay đổi góc nhìn tối đa chỉ có thể đạt 180 độ. Trong khi đó, những con cua không chỉ có khả năng thay đổi góc nhìn đến 360 độ mà còn có thể nhìn thấy nhiều hướng khác nhau cùng một lúc.

Do đó, nếu mô phỏng thành công cấu trúc mắt của một con cua, chúng ta có thể tạo ra những chiếc camera có góc nhìn đến 360 độ, có khả năng quan sát trên nhiều hướng tại một thời điểm và có khả năng linh hoạt cao. Một trong những tác giả của nhóm nghiên cứu, ông Gil Lu Jee, nói rằng ý tưởng này được lấy từ loài còng (cua fiddler) do tính độc đáo về tầm nhìn của chúng cả trên cạn và dưới nước khi so với các loài động vật khác.

Nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí “Nature Electronics” và nhóm nghiên cứu đứng sau công trình đáng kinh ngạc này đến từ Phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Trí tuệ Nhân tạo của MIT, Viện Khoa học và Công nghệ Gwangju và Đại học Quốc gia Seoul, Hàn Quốc.

Con mắt nhân tạo này có hình dạng trông như một quả bóng đen thu nhỏ, sử dụng thấu kính phẳng nhằm mục đích khúc xạ ánh sáng tự nhiên ở trên và dưới mặt nước. Các camera cũng có thể được chế tạo dựa trên nguyên tắc khúc xạ tương tự.

Hạn chế lớn nhất vào thời điểm hiện tại của con mắt nhân tạo là chất lượng độ phân giải của nó. Nó có độ phân giải tương đối thấp, khoảng 256 pixels khiến chất lượng hình ảnh không được cao. Ngoài ra, con mắt nhân tạo mất đến 30 phút để cho ra một bức ảnh. Rõ ràng những thông số kỹ thuật tại thời điểm hiện tại chưa cho thấy sự khả quan trong việc ứng dụng các sản phẩm này vào thực tế cho lắm. Những khuyết điểm này cần được khắc phục càng sớm càng tốt.

Nếu so sánh con mắt nhân tạo này với dòng camera tốt nhất hiện nay như iPhone 13 thì chắc chắn nó sẽ kém cạnh và lép vế hơn nhiều so với một máy ảnh có độ phân giải lên tới 12 triệu pixels. Nói tóm lại, các nhà khoa học cần cải thiện chất lượng hình ảnh cho các triển vọng trong tương lai để con mắt nhân tạo này có thể chụp được những chi tiết nhỏ nhất. Cấu trúc mới này nếu được cải thiện hứa hẹn sẽ có nhiều ứng dụng trong thực tế ở nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào sự ưu việt của mình.

Các sinh vật sống trên Trái Đất đã trải qua 4 tỷ năm tiến hóa để thích nghi với điều kiện sống khắc nghiệt. Do đó, những cấu trúc hợp lý, đã qua thử thách, hiệu quả cao có đầy rẫy trong tự nhiên. Điều quan trọng là chúng ta cần tinh tế quan sát và có khả năng mô phỏng để chúng giúp ích cho con người. Mặc dù còn nhiều hạn chế trong tính năng, nhưng nghiên cứu một lần nữa đã khẳng định lại sự ưu việt và tính hiệu quả trong việc tìm kiếm những ý tưởng sáng tạo từ tự nhiên.

• Xem thêm các bài viết chuyên mục Khám phá