Немецкие исследователи создали автоматическую видеокамеру, которая не только догнала человеческий глаз по скорости обзора (1 000 градусов в секунду), но и перегнала его (2 500 градусов).

Во многих экспериментах в области психологии, взаимодействия человека и компьютера и в других сферах исследователям необходимо контролировать взгляд человека. Это даёт информацию не только о том, на чём сосредоточено внимание участника, но и о его душевном состоянии и намерениях. Увы, обычные видеосистемы не в состоянии угнаться за человеческим глазом.

Группе профессора Хайнца Ульбриха из Института прикладной механики Технического университета Мюнхена первой удалось сконструировать систему, преодолевшую этот барьер.

Сверхбыстрая камера устанавливается на голове и смотрит в ту же точку, что и человек. В отличие от более ранних разработок тех же конструкторов, система имеет не две, а три степени свободы.

Томас Вильграттнер, один из участников группы, отмечает, что другие камеры основаны на сервоприводе самолётов. Главный недостаток таких приводов заключается в задержке с ответом и наличии коробки передач. Поэтому пришлось искать другой подход. Дополнительная сложность связана с тем, что устройство крепится на голове, поэтому оно должно быть лёгким и незаметным.

Решением стала элегантная система с ультразвуковыми пьезоприводами. Последние передают своё движение призматическому шарниру, который в свою очередь управляет маленькими нажимными штангами, прикреплёнными к раме. Штанги снабжены сферическими сочленениями на обоих концах. Механизм такого рода называется PSS-цепью (prismatic, spherical, spherical). Преимущество системы в том, что она может достигать высоких скоростей и ускорений с малыми приводами, закреплёнными на неподвижном основании, дабы не увеличивать инертную массу движущихся частей.

Помимо экспериментов со слежением за глазами участников, система может найти применение в робототехнике. Мюнхенские учёные уже работают над этим. Нынешние глаза «железных гуманоидов» представляют собой, как правило, статичные камеры, и это понятно, учитывая все сложности таких машин.

В видеоролике камера показана без монтажного устройства. Сначала она движется в одном из трёх направлений с амплитудой около 30˚. Затем — одновременно по всем осям с амплитудой около 19˚, после чего выполняет быстрые движения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 000˚ в секунду, а также быстрые движения вокруг всех осей. В конце разработка воспроизводит естественные движения человеческих глаз на основе данных системы слежения.

Устройство было представлено на международной конференции, посвящённой разработке интеллектуальных роботов и информационных систем.

По материалам: