Vorbild Bienenauge - Kamera mit Rundumblick

Optisches System erkennt Umgebung mit extremen Weitwinkel von 280 Grad - Anwendung für Flugroboter

Kamera mit Bienenoptik
Kamera mit Bienenoptik

Bielefeld - Erste Flugroboter können bereits mit künstlichen Flügeln wie Insekten durch die Lüfte schwirren. Aber auch das extrem weite Blickfeld der Facettenaugen von Fliege oder Biene inspiriert Wissenschaftler: etwa zu neuen Kameraoptiken mit extremem Weitwinkel. Bielefelder Forscher konstruierten nun eine "Bienenauge"-Kamera, mit der sich ein Blickfeld von 280 Grad beobachten lässt. Der Mensch kann mit seinen beiden Augen maximal einen Winkelbereich von 180 Grad erkennen. Einen Prototyp der umsichtigen Kamera präsentieren die Forscher im Fachblatt "Bioinspiration & Biomimetics".

"Wir wollten ein leichtes System bauen, mit dem intuitiv die Wahrnehmung aus Bienenperspektive untersucht werden kann", schreibt das Team um Wolfgang Stürzl vom Exzellenzzentrum "Cognitive Interaction Technology" an der Universität Bielefeld. Kernstück des leistungsfähigen Objektivs ist eine durchsichtige, nur 23 Millimeter große Kugel aus Acrylglas. Von der Seite einfallende Lichtstrahlen werden durch einen integrierten gewölbten Minispiegel fokussiert und auf den Bildchip einer handelsüblichen USB-Videokamera gelenkt. Den Blick nach vorne eröffnet ein System aus zwei Linsen. Die geschickte Kombination aus Linsen und gewölbten Oberflächen ermöglicht den extrem weiten Blickwinkel von 280 Grad.

Erste "Bienenblick"-Videos konnten Stürzl und Kollegen mit einer Wiederholungsrate von 80 Bildern pro Sekunde und einer vertikalen Auflösung von 480 Bildpunkten aufnehmen. Mit der nur 40 Gramm leichten Kamera verfolgt das Team zwei Ziele: Zum einen können Insektenforscher mit diesem System die Umgebung wie Bienen betrachten und darauf das Verhalten der Insekten genauer analysieren. Zum anderen kann die Kamera in Roboter eingebaut werden, um deren Wahrnehmung zu verbessern. So ausgestattet könnten die Roboter sowohl im zivilen als auch militärischen Einsatz leichter den Überblick behalten.