Von Katzen inspirierte Kamera macht Tarnung wirkungslos

Die Augen von Hauskatzen sind optimiert, um die Tarnung ihre Beute zu durchschauen. Koreanische Forscher haben auf dieser Basis eine Kamera gebaut, die friedlich und militärisch eingesetzt werden könnte.

Dazu wurden 2 Besonderheiten des Katzenauges nachgebaut. Die eine ist Tapetum lucidum. Diese reflektierende Schicht lässt einfallendes Licht 2-mal die Netzhaut passieren – nachtaktive Tiere sehen dadurch im Dunklen besser. Das Tapetum ist auch dafür verantwortlich, dass Katzenaugen im Dunklen zu leuchten scheinen.

Die zweite Besonderheit ist die vertikale Pupille. Damit wird die Tiefenwahrnehmung verbessert. Das Objekt der Begierde, wie eine Maus oder ein Vogel, werden besser vom Hintergrund getrennt. Dadurch kann natürliche Tarnung durchschaut werden. Wenn das Fell des Beutetiers wie der Hintergrund aussieht, aber die Katze den Hintergrund ausblenden kann, ist die Tarnung nutzlos.

Kamera mit Katzen-Linse

Um diese beiden Eigenschaften nachzubauen, haben die Forscher eine Kamera mit einer vertikalen Blende und Silizium-basierten Lichtdetektoren gebaut. Diese haben Silber-Reflektoren, um das Tapetum lucidum nachzustellen. Die Linse der Kamera kann zwischen der vertikalen und einer kleinen runden Öffnung umgeschaltet werden, ähnlich wie eine Katze ihre vertikalen Pupillen breiter machen kann, sodass diese fast rund aussehen.

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Um ihre Kamera zu testen, haben sie ein Maus-förmiges Objekt vor einem horizontalen gestreiften Hintergrund platziert. Dabei hat sich gezeigt, dass mit der vertikalen Linse die Maus deutlich besser zu sehen war – sowohl beim Rohdaten-Bild als auch in der Graustufendarstellung. Das Experiment wurde mit den Buchstaben FOCUS wiederholt, die vor einem gemusterten Hintergrund standen, der Bildrauschen ähnelt. Auch hier waren mit der vertikalen Linse die Buchstaben besser zu erkennen als mit der runden Linse.

Für Roboter-Autos und Kampf-Drohnen

Damit so eine Katzenaugen-Kamera serienreif wird, muss laut den Forschern die Auflösung erhöht und das Sichtfeld vergrößert werden. Das ist, aufgrund der vertikalen Linse, deutlich kleiner als bei einer üblichen Kamera. Um dieses Problem zu lösen, schlagen die Forscher eine Mechanik vor, die die Kamera wie einen Augapfel bewegt. So soll sie durch schnelle Richtungsänderungen das geringe Sichtfeld kompensieren.

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Laut den Forschern bietet sich die Technologie vor allem für robotische Anwendungen an, wie selbstfahrende Autos, Überwachungsroboter und militärische Drohnen. Im Zivilbereich könnte es autonomen Fahrzeugen damit leichter fallen, Straßenschilder zu lesen und Hindernisse auf der Fahrbahn zu erkennen.

Im militärischen Bereich sollen damit Tarnungen ausgehebelt werden, die eine normale optische Kamera täuschen würden. Bisher werden zu diesem Zweck Wärmebildkameras eingesetzt. Aber auch diese können ausgetrickst werden, durch spezielle IR-Tarnung. Die wäre bei der Katzenaugen-Kamera theoretisch auch wirkungslos, getestet wurde das von den Forschern aber nicht.