Sadece bir pikselin parlaklığı değiştiğinde verileri kaydeden nöromorfik kameralar, aynı görüntüde son derece parlak ve loş nesneleri yakalamak ve hızlı hareket eden nesneleri izlemek için avantajlı olabilir.
Bir nöromorfik kamera ile fotoğraflanan Sirius ikili yıldız sistemi
İnsan görüşünü taklit eden kameralar, gökbilimciler için temel avantajlara sahip olabilir ve aynı görüntüde son derece parlak ve loş nesneleri yakalamalarına ve hareket bulanıklığı olmadan hızlı hareket eden nesneleri izlemelerine izin verir.
Geleneksel dijital kameralar saniyede bir piksel ızgarasını örnekleyerek çalışarak her pikselden veri kaydederek her seferinde çalışır. Olay kameraları olarak da bilinen nöromorfik kameralar çok farklı çalışır. Her piksel sadece bu noktadaki parlaklık değiştiyse örneklenir; Sensördeki bir nokta, önceki okumada olduğu gibi aynı parlaklığı görürse, yeni veri depolanmaz. Bu, insan gözü tarafından duyusal bilgilerin nasıl toplandığına benzer.
Bu yaklaşımın birkaç faydası vardır: yalnızca pikselleri değiştirdiğinden ve çok daha yüksek kare hızlarında çalışabileceğinden aynı video için daha az veri saklar. Bunun üzerine, geleneksel bir kamerada alınan çerçeveleri doyuracak çok parlak nesnelerin yanında olsalar bile, son derece loş nesneler yakalayabilirler, çünkü pikseller fotonları doğrusal bir ölçekte logaritmik bir ölçekte algılar.
Astronomi için bu teknolojinin potansiyelini keşfetmek için Chetan Singh Thakur, Hindistan Bilim Enstitüsü Bengaluru ve meslektaşları, Hindistan’daki aryabhatta araştırma enstitüsünde 1.3 metre-mirror teleskop ve 20-centrer-mirror teleskop üzerine bir nöromorfik kamera kurdular.
Yeryüzü ve ay arasında geçen meteoritleri ve Sirius A – gece gökyüzünün en parlak yıldız – ve Sirius B’den oluşan Sirius ikili sisteminin bir görüntüsünü açıkça yakalayabildiler.
Sirius A, Sirius B’den yaklaşık 10.000 kat daha parlak– Bu, işe dahil olmayan Central Lancashire Üniversitesi’ndeki Mark Norris, bu, geleneksel sensörlerle asla tek bir görüntüde net bir şekilde yakalanamayacakları anlamına geliyor.
Singh Thakur, nöromorfik kameraların daha yüksek kare hızları nedeniyle hızlı hareket eden nesneleri tespit etmede son derece iyi olduğunu söylüyor. “Birkaç Kilohertz gibi gerçekten yüksek hıza gidebilirsiniz ve avantaj, bir şey gerçekten hızlı hareket ediyorsa, onu yakalayabilirsiniz. Normal kamera size sadece hareket bulanıklığı verir.”
Norris, teleskopların genellikle gerektiği gibi içeri ve dışarı değiştirilebilen birden fazla sensöre sahip olduğunu söylüyor. Nöromorfik kameralar, aynı anda çok parlak bir nesneye ve çok zayıf bir nesneye bakmak istediğiniz durumlar için gökbilimcilerin cephaneliğinde başka bir araç olabilir veya güneş sistemimizden yarışan yakın zamanda keşfedilen Interstellar Nesne 3i/Atlas gibi hızlı hareket eden nesneleri izlemek için.
Hızlı hareket eden nesneleri izlemek genellikle ya teleskopun onu takip etmesini gerektirir, bu da arka planı bulanıklaştırır ve hesaplanmasını zorlaştırır veya nesnenin teleskopun zaman içinde görüş alanına izin verir, bu da nesneyi bulanıklaştırır. Ancak bir nöromorfik kamera, bir nesnenin hareketini hassas noktalarda doğru bir şekilde izleyebilir ve ayrıca yerinin çözülmesine izin vermek için arka planı koruyabilir.
Norris, “Ne kadar parlak olduğunu bilmek ister miyim? Yoksa nerede olduğunu bilmek ister miyim? Bu kuantum mekanik şey gibi: ikisini de aynı anda bilemezsiniz” diyor Norris. “Şey, bu, potansiyel olarak, ikisini de aynı anda nasıl bildiğimiz.”
Ancak nöromorfik kameralar bazı benzersiz avantajlar sunarken, her uygulama için kullanılması muhtemel değildir. Çözünürlükleri, dijital kameralarda yaygın olarak kullanılan bir sensör olan şarj bağlı cihazlardan (CCD) daha düşük olma eğilimindedir ve CCD’ler için yüzde 95’e kıyasla yüzde 78’e kadar verimliliğe sahip fotonları yakalarlar. Bu, geleneksel sensörlerin algılama sınırlarında son derece loş bir nesne yakalama olasılığı daha yüksektir.
