Ученые Самарского университета создали более простые и дешевые «глаза» для беспилотников и наноспутников

Линзы можно будет применять и в медицине. Фото: Самарский университет

В Самарском университете имени Королева испытали новую разработку – миниатюрные линзы нового поколения. Эти линзы позволят удешевить и упростить оптические системы беспилотников и наноспутников, которые используют для экологического мониторинга и умного земледелия.

- Благодаря этим линзам можно будет ускорить обработку данных, получаемых «с неба» или из космоса, и при этом обойтись без сложной компьютерной обработки информации, - рассказали в пресс-службе Самарского университета.

Дешево и практично

Сейчас для наблюдения за сельскохозяйственными посевами или экологического мониторинга используют гиперспектральную аппаратуру. Она позволяет заглянуть туда, куда заглянуть почти невозможно. Например, с орбиты или с воздуха определить влажность почвы или, например, наличие удобрений. Такая аппаратура выявляет даже вредителей, болезни и стресс растений. С помощью такой техники можно прогнозировать урожайность, находить выбросы парниковых газов, загрязнение почвы и воды, месторождения нефти, газа и минералов и т.д.

Впрочем, у гиперспектрального зрения есть и свои минусы. Например, огромное количество данных, которое надо прогнать через специальные алгоритмы и компьютерные программы. Рядовому фермеру такое количество информации просто не нужно, ему достаточно пары-тройки цифр из всего массива.

Эту проблему и планируют решить самарские ученые.

- Главная идея спектральной дифракционной линзы - обойтись без гиперспектрометра, без построения сложного гиперспектрального изображения, вычленяя лишь самое главное - например, содержание влаги в наблюдаемом растительном покрове, - объясняет заведующий научно-исследовательской лабораторией «Фотоника для умного дома и умного города», доцент кафедры технической кибернетики Никита Головастиков. - Такая узкая задача решается гораздо дешевле и быстрее. Например, вычисление одного вегетационного индекса в умном земледелии с такой линзой включает в себя проведение всего лишь нескольких арифметических операций над спектральными данными из двух-трех диапазонов, что несоизмеримо проще и быстрее обработки гиперспектрального изображения.

Другими словами, вместо огромного ящика инструментов у вас под рукой будет пара-тройка таких, которыми вы пользуетесь чаще всего. Это будет заметно дешевле, чем покупать то, что вам не нужно, и быстрее, чем перебирать все каждый раз.

Самарские ученые значительно удешевили и упростили «глаза» беспилотников и спутников.

Линзы пригодятся не только фермерам

Размер линзы, которую разработали в Самарском университете, - 4 мм. На поверхности каждой линзы лазером формируют дифракционный микрорельеф. Он нужен, чтобы выделить несколько заданных длин волн.

В своей самой высокой части рельеф тоньше человеческого волоса примерно в 20 раз.

Разработка самарских ученых пригодится не только фермерам, ее можно использовать и в других областях.

- Линзы подходят для выявления в воздухе каких-то определенных вредных веществ, использовать их можно в датчиках систем умного дома или умного города. Еще одним перспективным направлением являются биомедицинские исследования. Например, с помощью сканера на основе такой линзы можно во время операции или процедуры определять точное расположение кровеносных сосудов в человеческом теле. Это является актуальной задачей, например, при лечении детей, - объяснил Никита Головастиков.

Все три опытных образца линз прошли испытания и прошли их успешно.