在研究昆虫视觉的虚拟现实样投影系统的开发最终可以通过新型导航系统提供美国空军。
在亨茨维尔阿拉巴马大学(UAH)是领导机构与北极星传感器技术公司三年的亨茨维尔,100万美元第二阶段中小企业技术转移(STTR)授予测试各种屏幕材料,然后设计和建造一个昆虫实验场景投影系统的空军。UAH和Polaris成功完成了第一阶段资助研究,并被鼓励提交一份建议书,以竞争性地授予第二阶段计划。该团队最近收到通知,他们的提案获得了通过。北极星传感器技术公司将负责设计工作,UAH负责组件材料和系统的研究。该会议厅将建在UAH光学大楼。
空军有兴趣了解昆虫博士的物理学博士诺格雷戈里博士说如何使用极化愿景。偏振涉及光波振荡的几何取向,昆虫检测和使用以某种方式引导自己的属性。
“许多昆虫可以看到并利用光偏振。例如,一些昆虫可以看到天空中的部分偏振模式,而这是我们没有仪器无法看到的。所以想想GPS无法使用的情况,比如在“城市峡谷”的底部。“你怎么航行?”格雷戈里博士问道。“一些昆虫,包括蜜蜂、蚂蚁和蝗虫,通过感知天体极化模式来导航,如果能了解它们是如何做到这一点的,并利用这种机制来处理gps无法实现的情况,那将是非常酷的。”
为了弄清楚昆虫是如何利用偏振和色觉的,空军科学家首先需要一个实验环境,为昆虫提供真实的视觉刺激。
“我们希望昆虫认为它在外面,”格雷戈里博士说。发生这种挑战是这样的挑战。首先,用于创建环境的屏幕必须准确地表示在实验期间输入的光谱和极化。其次,屏幕刷新率必须高于昆虫正在测试的昆虫经历平滑运动的速率,而不是仅仅是一系列刷新,称为其闪烁的融合频率。
将试验到昆虫的实验图像有两种可能的屏幕类型。一种使用反射屏幕材料,它像电影屏幕一样反弹回来的图像。第二种使用透射屏幕,显示从后面投影的图像,类似于投影电视屏幕。
寻找两种类型的屏幕的最佳材料是比尔沃克的工作,他是一个具有光学集中的物理研究生。
沃克说:“我们正在开发一种类似imax的昆虫屏幕。”“我所做的就是测试候选素材。”昆虫的视野范围比人类更广,这也增加了挑战。“它必须是人类可见范围内的紫外线,我知道紫外线范围是一个棘手的问题。”
在实验室里,沃克使用单色仪来选择光的波长,他将注意力集中在一块预期屏幕材料上,然后测量通过180度弧线反射或透射的光的数量,同时监测复制的波长和偏振输入的可靠性。
“我测量的主要是根据角度通过或从屏幕反射的光量,”Walker说。
他的作品通过Citle Auda alehmed的散射来通过散射来增强,这是一名光学科学和工程博士生的散射,他们也是研究人员在他们使用的Zemax光学设计软件上的主要角色。“ZEMAX是光学软件的行业标准,我会说大学没有人比艾哈迈德更好地理解它,”格雷戈里博士说。
昆虫虚拟现实的第二个障碍是屏幕刷新率,格雷戈里博士的女儿、物理学研究生萨曼莎·格雷戈里(Samantha Gregory)正在解决这个问题。
她说:“要让它们相信屏幕显示的是真实的,一半的挑战是让屏幕闪得比昆虫察觉到的还要快。”这是一项相当了不起的成就,因为昆虫看到独立刷新的连续运动图像的频率可高达400赫兹,远高于人类在屏幕上看到移动物体的连续运动的大约60赫兹的显示频率。“要想成功,我们必须在400hz以上运行,”Samantha Gregory说。
UAH/Polaris设计采用了最新一代电影放映机使用的数字微镜设备(DMD)技术,格雷戈里博士说。
他将刷新率与许多扑克牌上的绘图数字的行为进行了比较,然后翻转它们以使数字移动。“如果它足够快地翻转,它看起来像一个连续的运动。”
提交:产品设计那虚拟现实




