A sci-fi rajongók számára ismerős lehet a folyékony fém gondolata, de most nem egy gyilkos androidról van szó, hanem egy új, adaptív mesterséges szemről. A University of North Carolina at Chapel Hill és a Westlake University kutatói a Science Robotics folyóiratban mutatták be azt a prototípust, amely folyékony fémből készült pupillával reagál a változó fényviszonyokra. A jelenlegi gépi látórendszerek egyik nagy problémája, hogy nehezen kezelik a hirtelen fényváltozásokat. Amikor egy önvezető autó sötét alagútból erős napsütésbe hajt, vagy egy robot gyenge megvilágításból erős reflektorfénybe kerül, a kamerák gyakran túl- vagy alulexponált képet adnak. A megoldás jellemzően szoftveres korrekció, ami lassú, energiaigényes és nem mindig megbízható.
Az új rendszer ezzel szemben hardveres úton utánozza az emberi pupillareflexet. A központi elem egy eutektikus gallium-indium ötvözetből (EGaIn) készült folyékony fém pupilla, amely rugalmas mikrocsatornákban helyezkedik el. Amikor az "mesterséges retina" erős fényt érzékel, elektromos impulzusokat generál, amelyek hatására a folyékony fém összehúzódik, csökkentve a bejutó fény mennyiségét. Gyenge fény esetén a pupilla kitágu l.A rendszer nemcsak a pupilla méretét, hanem az alakját is képes változtatni. A kutatók szerint a mesterséges szem képes olyan formákat is felvenni, amelyek az állatvilágban jelennek meg, például macskák vagy juhok pupillájára emlékeztető alakzatokat. Ez lehetővé teheti, hogy a látórendszert különböző környezetekhez optimalizálják.
A mesterséges szem három fő komponensből áll: egy félgömb alakú, fényérzékeny detektorokból felépített retina; a fényjeleket elektromos impulzusokká alakító "folyékonyfém-neuronok"; valamint az adaptív folyékony fém pupilla. Ezek együtt zárt szabályozási rendszert alkotnak, amely a biológiai szem működését modellezi.
A kezdeti tesztek ígéretesek. Egy kísérletben a képfelismerési pontosság erős, kedvezőtlen fényviszonyok között körülbelül 68 százalékról több mint 83 százalékra javult, amikor az adaptív pupillarendszer aktív volt. Ez jelentős előrelépés lehet olyan alkalmazásoknál, ahol a gyors és pontos vizuális észlelés kritikus fontosságú. A potenciális felhasználási területek túlmutatnak a robotikán és az önvezető járműveken. A technológia javíthatja biztonsági kamerák, drónok, orvosi képalkotó rendszerek és neuromorf számítástechnikai eszközök teljesítményét is. Különösen fontos lehet mobil rendszerek esetében, ahol az energiahatékonyság és a valós idejű reakció alapkövetelmény.
A fejlesztés egyelőre kísérleti fázisban van, de a kutatók már dolgoznak a miniaturizáláson, az energiafogyasztás csökkentésén és a rendszer integrálásán. A jövőben színes és multispektrális érzékeléssel is bővítenék a platformot, sőt más szenzorokkal kombinálva komplexebb, "érzékelőképesebb" gépi rendszereket hoznának létre. Ha a technológia beváltja a hozzá fűzött reményeket, a folyékony fém pupilla valóban közelebb viheti a gépeket ahhoz, hogy a világot az emberi és állati látáshoz hasonló módon érzékeljék. Ez pedig kulcsfontosságú lehet a jövő autonóm rendszereinek biztonságos és megbízható működéséhez.
