أخي القارئ..
إنّ ما ستقرأه في هذا الموضوع هو عبارة عن ترجمة تقرير نهائي لأحد المشاريع التي نفذها طالبين من جامعة CORNELL الأمريكية ويمكن الإطلاع على الموضوع الأصلي عبر الرابط التالي
http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/s2007/sjj26_sb363/sjj26_sb363/Final%20Report.htmنأمل أن تجد في هذا الموضوع ما يساعدك على توسيع آفاق معرفتك..
مقدمة:
تقع الشبكية في الجزء الخلفي من العين، وتتألف من نوعين من الخلايا الحساسة للضوء وهي العصي والمخاريط، تكون المخاريط مسؤولة عن عن اكتشاف الألوان في الضوء المرئي، وهناك ثلاثة أنواع منها:
النوع الأول يستجيب للألوان التي التي تصل أطوال موجاتها إلى 564 نانومتر.
النوع الثاني يستجيب للألوان التي تصل أطوال أمواجها إلى 534 نانومتر.
أما النوع الثالث فهو حساس للأضواء التي تصل أطوال موجاتها إلى 430 نانومتر.
www.4electron.comعندما تتعرض هذه الخلايا لإثارة بمنبه ضوئي فإنها ترسل إشارات كهربائية ذات جهود مميزة إلى الدماغ من أجل تفسير الصورة المرئية.
تمثيل الضوء وفق نظام RGB:
من المعروف في الطبيعة أنه من الممكن أن نشكل أي لون نريده بمزج ثلاثة ألوان رئيسية ألا وهي الأحمر (R) والأخضر(G) والأزرق (B)، وهذه الآلية تستخدم بشكل كبير في معظم نواحي الاتصالات المرئية كالتلفاز وبرامج تحرير الرسوميات، وفي هذا المشروع سوف يتم تشكيل شبكية اصطناعية باستخدام ثنائيات ضوئية بسيطة (Photo Diodes) وسوف يتم استغلال قدرتها على اكتشاف الألوان من أجل تشكيل شبكية اصطناعية قادرة على اكتشاف لون معين يحدده المستخدم، والتحرك بين نقطتين ثابتتين (كما في العين الطبيعية) أو تتبع جسم متحرك ذي لون معين.
High-Level Design::
لقد تم تنفيذ هذا المشروع من أجل خدمة الأبحاث البيولوجية المتعلقة بنمذجة البنى العصبية، حيث إنه يوجد العديد من الفوائد التي يمكن الحصول عليها من هذه النمذجة، وأهم هذه الفوائد هي تصنيع بنىً قادرة على محاكاة سلوك بعض الأنظمة العصبية عند الإنسان. حيث إن السبب الرئيسي لتنفيذ هذا المشروع هو محاكاة النظام البصري عند الإنسان و فهم كيفية معالجته للصور المتحركة.
يوجد في الطبيعة بنيتان (أو نوعان) أساسيتان للعيون، الأولى تستخدم موجه أمواج لتوجيه الضوء إلى نقطة معينة، والأخرى تستخدم العدسات. بشكل عام فإن عيون الحشرات تنتمي إلى النوع الأول أما عيون الإنسان فهي تنتمي إلى النوع الثاني. من أجل سهولة البناء تم تقسيم الشبكية المراد بناؤها إلى أربع مناطق كل منها تحتوي على مجموعتها الخاصة من كاشفات الضوء (PhotoDetectors) وبهذه الطريقة يمكن تحسس الموضع لجسم ما وذلك بسبب اختلاف شدة الضوء الهابطة على كل مقطع من المقاطع، وبالتالي اختلاف الجهود الكهربائية التي تولدها، وبتحليل هذا الاختلاف يمكن تحديد موضع جسم ما أو تتبع جسم متحرك.
البناء المنطقي:
بما أن الميزانية الموضوعة لتنفيذ هذا المشروع كانت محدودة فقد اضطر القائمون عليه إلى استخدام ثنائيات ضوئية (LEDs) عادية وذلك لمحاكاة المخاريط التي تستقبل الألوان الأحمر والأخضر و الأزرق وبما أنه لا يمكن اكتشاف الألوان بدقة باستخدام هذه الثنائيات الضوئية (وذلك بسبب حساسيتها الضعيفة) لذلك تم تخفيض مدى الألوان التي يمكن اكتشافها، حيث إنه في بادئ الأمر تم العمل على أساس تمثيل أربعة مستويات لكل لون ينتج من إعطاء الRGB قيماً مختلفة أي تمثيل 4^3 =64 لوناً ولكن الدقة الضعيفة لجهود الثنائيات الضوئية حالت دون ذلك لتسمح لنا بتمثيل 9 ألوان فقط، وهي: الأبيض ,الأحمر, الأخضر, الأزرق, الأحمر الداكن,الأخضر الداكن ,الأزرق المائل إلى الخضرة, الأصفر والوردي.
www.4electron.comبالنسبة للبرنامج فقد صمم ليعمل بالشكل التالي: بعد الإقلاع تظهر قائمة رئيسية على شاشة LCD تعمل باللمس وتسمح هذه القائمة للمستخدم بالاختيار بين نمطي عمل:إما البحث أو التعقب (tracking).
www.4electron.comأما نمط البحث فهو يسمح للمستخدم بتحريك الشبكية الصناعية بشكل حر وذلك عن طريق تحريك إصبعه على شاشة اللمس وعندما يقع أحد الألوان المذكورة مسبقاً في مدى رؤية الشبكية يظهر اسم هذا اللون على شاشة الLCD .
www.4electron.comأما بالنسبة لنمط التعقب فإنه يتيح للمستخدم اختياراً واحداً من الألوان التسعة، ثم تبدأ الشبكية بالحركة وفق مسار على شكل مربع باحثةً عن اللون المحدد من قبل المستخدم، فإذا التقطت هذا اللون فإنها ستتوقف فوراً عن حركتها الاعتيادية لتبدأ بتعقب ذلك اللون حيث لا تتحرك إلا إذا وقع ذلك اللون أمامها.
