Grazie all’Additive Manufacturing è stata sviluppata una nuova lente che, imitando la vista dei rapaci, permetterà di ottenere in pochi micrometri una risoluzione potenziata che potrà essere utilizzata in vari settori

Una vista particolarmente acuta

“Hai proprio una vista d’aquila”. Finora si è trattato di un modo di dire, un complimento rivolto a chi non è costretto a indossare occhiali o lenti pena il rischio di sbattere contro qualunque oggetto, grande o piccolo. Da oggi invece sarà realtà. Harald Giessen (Università di Stoccarda, Germania) ha infatti realizzato un nuovo tipo di lente che prende spunto proprio dal più nobile degli uccelli. Servendosi delle enormi potenzialità offerte dall’Additive Manufacturing Giessen ha realizzato una “superlente”  che assembla 4 lenti di plastica di diverse lunghezze focali su un singolo sensore di immagine. Le lenti con lunghezza focale più lunga si concentrano su un campo visivo ristretto catturandone i dettagli mentre quelle a lunghezza focale corta agiscono su un campo più ampio offrendo in compenso meno dettagli.  A questo punto entra in gioco una componente software che, assemblando il tutto, restituisce una foto circolare le cui caratteristiche sono veramente notevoli.

Photo credit AM machine: Creative Tools via Foter.com / CC BY

Il risultato finale infatti è un sistema con un FOV (Field of view ) di 70°e una risoluzione angolare di >2 cicli/deg nel centro dell’immagine.  La si può pensare insomma proprio come una versione in miniatura dell’occhio di un’aquila, capace di mantenere a fuoco l’immagine della preda durante la picchiata senza perdere la visione d’insieme dell’ambiente circostante in cui si muove. Quello che sorprende in tutto questo però non sono tanto le potenzialità straordinarie quanto la grandezza dell’insieme. L’intero sistema infatti misura 300 micrometri quadrati (quanto tre capelli umani per intenderci). Un simile apparato, complesso e al tempo stesso microscopico, con le tecnologie tradizionali sarebbe stato semplicemente impensabile. Usare l’Additive Manufacturing in sostituzione dei metodi di fabbricazione tradizionali infatti offre notevoli vantaggi, da una libertà di design quasi totale al poter costruire in un sol colpo l’intero pezzo senza dover assemblare un gran numero di componenti. L’Additive Manufacturing lo ha reso possibile, sebbene con tempi di realizzazione piuttosto lunghi.  Al momento infatti i tempi di realizzazione oscillano tra l’una e le due ore rendendo la produzione su larga scala piuttosto ardua. Il problema, tipico della tecnologia in sé, non ha scoraggiato però Giessen e il suo team e varie soluzioni sono state pensate per accelerare le tempistiche. Si è pensato, per esempio, di stampare solo il guscio e il telaio lamellare di supporto e di trattare il sistema con raggi ultravioletti. Anche parallelizzare il processo produttivo potrebbe incrementare notevolmente la velocità di realizzazione di questo sistema. A dispetto di queste problematiche il risultato di Giessen resta eccezionale e conferma ancora una volta come l’Additive Manufacturing sia la tecnologia del momento,  capace, almeno in linea teorica, di “trasformare i sogni in realtà”.

Una lente, molti usi

Un sistema ottico come quello appena descritto può tornare utile in svariati ambiti. I suoi sviluppatori, come primo campo di applicazione, hanno pensato alla sorveglianza aerea. La vigilanza e il controllo dall’alto per mezzo di UAV è un mercato infatti in rapida ascesa e poter disporre di un mezzo così potente non può che portare enormi vantaggi. Le sue ridotte dimensioni, oltretutto, vanno a nozze con la continua ricerca, da parte del mondo aeronautico, di ridurre i pesi.

Photo credit uav_surveillance: -mtnoxx- via Foter.com / CC BY

A detta di Giessen nei prossimi anni sarà possibile installare questo apparato su mini-UAV delle dimensioni di un insetto capaci di trasmettere al contempo un’immagine di ampio raggio e dettagli ultra-definiti delle zone di interesse. Pensare a UAV di quelle dimensioni capaci di prestazioni simili non può che far sognare gli amanti dell’aeronautica e rabbrividire coloro che tengono alla loro privacy. Come in tutti i settori infatti l’abuso delle nuove tecnologie è dietro l’angolo e può portare a pericoli tali da far passare in secondo piano i vantaggi che si ottengono. Sarà compito degli organi competenti vigilare sul corretto utilizzo di questi sistemi e fare in modo che gli abusi vengano limitati.

Non c’è solo l’aviazione però nel futuro di questo sistema ottico. Prossimamente infatti si pensa di realizzare versioni della microcamera ancor più avanzate, con lenti  più precise e in plastiche più performanti. Questo permetterebbe  applicazioni nel campo della diagnostica, con la realizzazione di sistemi di monitoraggio all’interno del corpo umano più precisi di quelli attualmente utilizzati. Visto il boom dei velivoli a guida automatica  è auspicabile anche un utilizzo in quel settore in qualità di sensori al fine di aumentarne la sicurezza. Avere a disposizione la vista di un’aquila in pochi micrometri insomma può davvero far comodo a molti.

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Marco Borghetto

Marco Borghetto

Classe 1991, sono laureato in Ingegneria Aerospaziale al Politecnico di Torino nell'indirizzo Aeromeccanica e Sistemi.