Robotic vision sensorer baseret på lysfølsomme bakterielle proteiner

Højtydende bevægelsesdetekteringsteknologi er kritisk som 'øjne' for avancerede robotsystemer til applikationer, herunder fabriksstyring og autonome maskiner i hjemmemiljøer. Traditionelle robotvisionsenheder, såsom CCD -kameraer integreret med mikroelektroniske kredsløb, er afhængige af sofistikerede algoritmer til billedbehandling og behandling til høj hastighed til robotnavigation. Imidlertid, disse systemer er dyre at implementere og kræver specialister til vedligeholdelse, når udstyret fungerer.

Med henblik på at producere billige og enklere systemer, forskere overvejer bioinspirerede tilgange i form af lysfølsomme bakterier. Specielt, bacteriorhodopsin (bR) - et pigment, der findes i membranen af ​​Halobacteria - der ved udsættelse for lys frigiver protoner og derved genererer forbigående elektriske strømme.

Nu, Yoshiko Okada-Shudo ved University of Electro-Communications, Tokyo, og kolleger, har udviklet en enkelt fotocelle ved hjælp af bR -pigment. Forskerne belagte en indiumtinoxidglasplade med bR -opløsning, der var dækket af en elektrolytopløsning for at forstærke elektriske strømme og holdt på plads af en afstandsstykke. De strømme, der genereres, når denne fotocelle blev bestrålet med lys, blev målt med et oscilloskop.

Især lysets retning og hastighed, der scannes over fotocellen, kunne bestemmes ved hjælp af denne enkle enhed. Desuden, når forskellige slags mønstrede "masker" blev introduceret mellem bR -sensoren og det scannede lys, hver kant af mønsteret forårsagede en asymmetri i den genererede strøm. Denne asymmetri var et tegn på lysets bevægelsesretning. Trekantede mønstre kunne bruges til tovejs bevægelse, mens en kombination af to rektangler viste fire retninger (op, ned, højre og venstre).

I andre forsøg undersøgte forskeren, om bR -fotoceller var følsomme over for gestusmanipulation ved at kontrollere lysets bevægelse, der går gennem en hulmaske, ved hjælp af bevægelse af fingre. Interessant nok, fotocellen var ikke kun følsom over for fingrene, men også antallet af anvendte fingre.

Denne enkle bR -enhed er lovende til udvikling af simple bevægelsessensorer uden at kræve komplekse algoritmer. Denne forskning har også potentiale for gestusmanipulation som et middel til at kontrollere sådanne enheder, derved et alternativ til berøringssensorer.