Mini-Kamerasysteme sind das Ergebnis bionischer Forschung am Fraunhofer Institut IOF. Facettenaugen nach Insektenvorbild liefern das Vorbild für Kameras, die z.B. die Augen von Autofahrern scannen, um im Falle des Sekundenschlafs Alarmsignale zu starten.
Presse // 6. Mai 2013
Insektenaugen retten Menschenleben
„Insektenaugen“ retten Menschenleben. Was nach Science-Fiction klingt, wird in Jena zur Realität. Ein vom Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena geführtes bionisches Forschungsprojekt entwickelt Insekten-inspirierte optische Systeme.
Die Minikameras könnten zum Beispiel im Innenraum von Autos eingesetzt werden, um die Augenbewegungen des Fahrers zu beobachten und einen drohenden Sekundenschlaf zu erkennen. Der optische Sensor nach dem Facettenaugenprinzip von Insekten würde dann schwere Unfälle und Todesopfer im Straßenverkehr verhindern helfen.
Der geringe Abstand zwischen Linse und Fotorezeptoren sowie die geringe Größe der Optik machen Facettenaugen zu einem perfekten Vorbild für technische Kamerasysteme. Bisher realisierte künstliche Facettenaugen können aufgrund ihrer geringen Bildqualität jedoch nur als einfacher abbildender optischer Sensor eingesetzt werden.
Deshalb werden im Rahmen dieses inter-disziplinären Projektes, das Tierphysiologie, Experimentalphysik und Mikrooptik-Technologie miteinander verknüpft, aus dem Verständnis natürlicher Facettenaugenprinzipien ganz neue Wege in der Entwicklung optischer Systeme gegangen. Insbesondere werden neuartige Prinzipienkombinationen untersucht, die eine deutlich höhere Auflösung der ultrakompakten Objektive zulassen. Dies erfordert ein beträchtlich komplizierteres Optikdesign, modifizierte Technologien der Mikrooptik und komplexere Aufbau- und Verbindungstechnik.
„Die resultierenden facettierten ultraflachen Abbildungssysteme liefern Bildauflösungen, die ihren Einsatz in der Mikroskopie, im Gesundheitswesen, der Überwachungstechnik oder sogar als sehr kompakte Kamera im Mobiltelefon erlauben“, sagt Dr. Robert Leitel vom Fraunhofer-Institut IOF. Mit seiner geringen Baulänge wäre dieses Objektiv theoretisch sogar in Kreditkarten oder Folien anwendbar. Leitel: „Wir lernen von den Insekten. Das ist Bionik live.“
Bionik vereint Biologie und Technik. Im Mittelpunkt steht das Lernen von der Natur, deren Funktionsprinzipien in Milliarden Jahren evolutionärer Entwicklung optimiert wurden und Ideengeber für nachhaltige und innovative Produkte sind.
Ein wesentlicher Inhalt des Facettenaugen-Projektes besteht auch in der Entwicklung kosteneffizienter Massenfertigungsverfahren der Polymermikrooptiken auf Glas im Wafermaßstab für die neuartigen Insekten-inspirierten optischen Systeme. Das ist die Voraussetzung für die kosteneffektive Fertigung am Hochlohn-Standort Deutschland. Zudem werden durch die Mini-Kamera-Systeme nach Insekten-Vorbild Ressourcen geschont – und Leben gerettet.