התקן חדש מחקה את יכולת הראייה המדהימה של חסילוני גמל שלמה ויכול ליצור תמונות טובות יותר בתנאי שטח ותאורה קשים
חסילוני גמל שלמה (Mantis shrimp) מחזיקים בתואר האגרופנים המהירים ביותר בממלכת בעלי החיים – המהלומה שלהם חזקה מספיק לנפץ קונכיות או דפנות אקווריום. כמו כן הם מתהדרים בעיניים מורכבות ומדהימות במיוחד. לעיניים האנושיות יש שלושה סוגים של תאים קולטי אור, אבל לחסילונים האלה יש תריסר סוגים שונים, שמאפשרים להם לחוש מאפיינים של האור שנסתרים מעיניהם של בעלי חיים אחרים.
מהנדסים מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין יצרו לאחרונה מצלמה שמעתיקה מאפיינים רבים של מערכת הראייה המרשימה של הסרטנאים הללו. ההתקן, שתואר באוקטובר האחרון בכתב העת Optica, הוא קובייה שאורך צלעה שני סנטימטרים וחצי, והחוקרים טוענים שניתן יהיה לייצר אותה בכעשרה דולרים ליחידה. הם סבורים שבסופו של דבר נוכל לנצל אותה כדי לעזור למכוניות לזהות סכנות בדרך, לאפשר לרחפנים צבאיים לראות מטרות מוצללות או מוסוות, ולסייע למנתחים לבצע ניתוחים ברמת דיוק כמה שיותר גבוהה.
איורים: Brown Borf Design
עיניהם של חסילוני גמל שלמה ניחנות בשני כוחות-על. ראשית, החסילונים הללו מסוגלים לחוש אור "מקוטב", כלומר אור שכל הגלים בו רוטטים באותו מישור (אור לא מקוטב מתנודד בכל הכיוונים). אור שמוחזר מעצמים מכיל תמיד רכיב מקוטב, והתכונה הזאת שלו יכולה לחשוף עצמים שאלמלא כן היו נטמעים ברקע. החסילונים משתמשים בתכונה הזאת כדי למצוא טרף בין גוני התכלת המאפיינים את סביבת המחיה שלהם באוקיינוס. כמו כן, עוצמות האור שהם מסוגלים לזהות משתרעות על מנעד רחב, המכונה "טווח דינמי", שמאפשר להם לראות בעת ובעונה אחת שטחים בוהקים מאוד וכהים מאוד.
המצלמה החדשה מסוגלת לחקות את שתי היכולות הללו. מהנדס החשמל והמחשבים ויקטור גרויב (Gruev) ועמיתיו בנו מערך של גלאי אור זעירים מבוססי צורן (סיליקון) הדומים לגלאים של מצלמות מקטבות מסחריות. אולם בניגוד לגלאים הרגילים, שמייצרים זרם חשמלי הגדל בקצב דומה לעוצמת האור, הגלאים החדשים מגיבים בקצב מעריכי. הטווח הדינמי שנוצר בזכות זה גדול פי 10,000 מזה של המצלמות המסחריות הקיימות כיום. כמו כן, החוקרים כיסו את הגלאים בתילי אלומיניום מיקרוסקופיים, המחקים את הסיסונים (Microvilli) – המבנים הצינוריים בעיני החסילון שמסננים אור מקוטב וחשים אותו.
לצורך מבחן שטח הסתובב הצוות במכונית שעליה התקינו את המצלמה החדשה שלהם ומצלמה רגילה לידה. לדברי גרויב, התמונות שצילמה מצלמת עין החסילון התאפיינו בניגודיות (קונטרסט) הרבה יותר גבוהה, במיוחד בתנאי ערפל וגשם ובמקומות שכללו הרבה אור וצללים.
חסילון הגמל שלמה הוא היצור היחיד שמסוגל לחוש ספקטרום מלא של אורות וקיטוב, אומר תומס קרונין (Cronin), פרופסור למדעי החיים באוניברסיטת מרילנד, שלא היה שותף למחקר הזה. לדבריו, המאפיין הזה הופך את עיני החסילון ליעד שכל מצלמה תרצה לחתור אליו: "נוכל לקבל כך תמונות ברורות של עצמים המצויים ברקע מורכב. אלה תמונות שיהיה קשה לחלץ בטכניקות אחרות".
תרגום: דוד מדר
פורסם במקור בגיליון פברואר 2019 של Scientific American
