Optik : Kamera mit Insektenblick

Forscher konstruieren ein künstliches Facettenauge, das mit einem Blickfeld von 160 Grad in fast alle Richtungen zugleich schauen kann.

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Der Natur abgeschaut. Das künstliche Insektenauge besteht aus 180 optischen Elementen, die miteinander verknüpft sind.
Der Natur abgeschaut. Das künstliche Insektenauge besteht aus 180 optischen Elementen, die miteinander verknüpft sind.Foto: University of Illinois and Beckman Institute

Insektenaugen mit ihren hunderten oder gar tausenden Facetten haben einen großen Vorteil: Sie können die Umgebung in einem extrem großen Winkel überblicken und zugleich mehrere Objekte verfolgen. Amerikanischen Forschern ist es nun gelungen, dieses Prinzip für den Prototyp einer Kamera anzuwenden. Im Fachmagazin „Nature“ stellen sie ihre Entwicklung vor.
John Rogers und seine Kollegen setzen dafür auf flexible Elektronik. Im Gegensatz zu starren Chips können diese Bauteile verformt werden, ohne dabei kaputtzugehen. Das erleichtert die Fertigung. Zunächst brachten die Forscher nämlich auf ein ebenes Stück Kunststoff zahlreiche kleine optische Einheiten, die aus einem Elastomer und dünnen, flexiblen Fotodetektoren aus Silizium bestehen. Auch die Verbindungsdrähte sind aus einem weichen Material gefertigt. Anschließend brachten die Wissenschaftler das flache Gebilde in eine halbrunde Form. Fertig war das künstliche Insektenauge.
Es besteht aus 180 Mikrolinsen. Diese Menge entspricht etwa der Anzahl an Facetten, die echte Ameisenaugen aufweisen. Andere Tiere haben freilich wesentlich mehr, bei Libellen sind es bis zu 28.000. Die Ingenieure haben also noch einiges vor sich, wenn sie sich mit der Natur messen wollen. Immerhin kann ihre Kamera dank einer Software auf verschiedene Lichtstärken reagieren. Und mit einem Blickfeld von 160 Grad überschaut sie fast eine Hemisphäre.

Während die meisten Kamerasysteme nur eine Linse haben, kann eine Facettenkamera zeitgleich mehrere Objekte im Blick behalten. Zudem sei das Facettenprinzip besser geeignet, um die Eigenbewegung im Raum zu erfassen, schreiben Alexander Borst und Johannes Plett vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried in einem Kommentar. Als mögliche Anwendung für die neue Kamera sehen sie unter anderem winzige Fluggeräte, microaerial vehicles (MAV) genannt. Diese könnten dank der von Rogers’ Team entwickelten Technik selbstständig navigieren. Solche Techniken seien etwa in eingestürzten Gebäuden für die Suche nach Überlebenden hilfreich, schreiben Borst und Plett.

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