Messa a punto sperimentale della fotocellula bR utilizzando maschere con diversi motivi. Credito:University of Electro-Communications
La tecnologia di rilevamento del movimento ad alte prestazioni è fondamentale in quanto "occhi" di sistemi robotici avanzati per applicazioni che includono la gestione della fabbrica e le macchine autonome negli ambienti domestici. I tradizionali dispositivi di visione robotica come le telecamere CCD integrate con circuiti microelettronici si basano su algoritmi sofisticati per l'imaging ad alta velocità e l'elaborazione per la navigazione robotica. Però, questi sistemi sono costosi da implementare e richiedono specialisti per la manutenzione in caso di malfunzionamento delle apparecchiature.
Al fine di produrre sistemi a basso costo e più semplici, gli scienziati stanno prendendo in considerazione approcci bio-ispirati sotto forma di batteri sensibili alla luce. Appositamente, batteriorodopsina (bR), un pigmento presente nella membrana degli alobatteri, che quando esposto alla luce rilascia protoni generando correnti elettriche transitorie.
Ora, Yoshiko Okada-Shudo all'Università di Elettrocomunicazioni, Tokio, e colleghi, hanno sviluppato una singola fotocellula utilizzando il pigmento bR. I ricercatori hanno rivestito una lastra di vetro all'ossido di indio e stagno con una soluzione di bR che è stata ricoperta da una soluzione elettrolitica per migliorare le correnti elettriche e tenuta in posizione da una piastra distanziatrice. Le correnti generate quando questa fotocellula è stata irradiata con la luce sono state misurate con un oscilloscopio.
In particolare, la direzione e la velocità della luce scansionata sulla fotocellula potrebbero essere determinate utilizzando questo semplice dispositivo. Per di più, quando sono stati introdotti diversi tipi di "maschere" modellate tra il sensore bR e la luce scansionata, ogni bordo del pattern ha causato un'asimmetria nella corrente generata. Questa asimmetria era indicativa della direzione del moto della luce. I modelli triangolari potrebbero essere utilizzati per il movimento bidirezionale, mentre una combinazione di due rettangoli mostrava quattro direzioni (su, fuori uso, destra e sinistra).
In altri esperimenti il ricercatore ha studiato se le fotocellule bR fossero sensibili alla manipolazione gestuale controllando il movimento della luce che passa attraverso una maschera stenopeica, usando il movimento delle dita. interessante, la fotocellula non era solo sensibile al movimento delle dita, ma anche il numero di dita utilizzate.
Questo semplice dispositivo bR è promettente per lo sviluppo di semplici sensori di movimento senza richiedere algoritmi complessi. Questa ricerca ha anche il potenziale per la manipolazione gestuale come mezzo per controllare tali dispositivi, dando così un'alternativa per i sensori tattili.