Новая сверхбыстрая камера толщиной менее миллиметра копирует устройство глаз насекомых и снимает 9120 кадров в секунду

Исследователи из Корейского института передовых технологий (KAIST) разработали камеру, принцип работы которой основан на строении глаз насекомых. Новое устройство способно вести высокоскоростную съёмку даже при слабом освещении.

Сложные фасеточные глаза насекомых позволяют им одновременно отслеживать быстродвижущиеся объекты, а в условиях низкой освещённости — усиливать чувствительность за счёт интеграции сигналов.

Именно эти биологические механизмы легли в основу новой разработки.

Вращающаяся пластина и пламя, запечатлённые с помощью высокоскоростной и высокочувствительной биомиметической камеры. Вращающаяся пластина со скоростью 1950 об/мин была точно запечатлена на скорости 9120 кадров в секунду. А отсечка пламени со слабой интенсивностью 880 мклк была точно запечатлена на скорости 1020 кадров в секунду. Источник: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads3389

Команда учёных под руководством профессоров Ки-Хун Чжона и Мин Х. Кима создала камеру толщиной менее миллиметра, способную делать 9120 кадров в секунду. В отличие от традиционных высокоскоростных камер, чувствительность которых падает с увеличением частоты кадров, новое устройство использует несколько оптических каналов и временное суммирование сигналов — подобно тому, как это происходит в глазах насекомых.

Благодаря разработанной технологии «разделения каналов» скорость съёмки увеличилась в тысячи раз по сравнению с обычными матрицами. Специальный алгоритм восстановления сжатых изображений устраняет размытие, вызванное интеграцией кадров, и обеспечивает чёткость снимков.

«Мы экспериментально подтвердили, что камера, вдохновлённая строением глаз насекомых, демонстрирует выдающиеся результаты при высокоскоростной съёмке в условиях низкой освещённости, несмотря на свои миниатюрные размеры», — отметила Хён-Кён Ким, аспирантка факультета био- и нейроинженерии KAIST и первый автор исследования.

Новая камера способна фиксировать объекты, которые в 40 раз темнее минимального порога чувствительности традиционных высокоскоростных камер. Исследователи планируют развивать эту технологию для создания алгоритмов 3D-съёмки и получения изображений сверхвысокого разрешения. Устройство может найти применение в биомедицинской визуализации, мобильных устройствах и системах видеонаблюдения.