Les caméras neuromorphes, qui n'enregistrent les données que lorsque la luminosité d'un pixel change, peut être avantageuse pour capturer des objets extrêmement brillants et sombres dans la même image et le suivi des objets en mouvement rapide
Le système d'étoiles binaires Sirius photographié avec une caméra neuromorphique
Des caméras qui imitent la vue humaine pourraient avoir des avantages clés pour les astronomes, leur permettant de capturer des objets extrêmement brillants et sombres dans la même image et de suivre les objets en mouvement rapide sans flou de mouvement.
Les caméras numériques traditionnelles fonctionnent en échantillonnant une grille de pixels plusieurs fois par seconde, enregistrant des données de chaque pixel à chaque fois. Les caméras neuromorphes, également connues sous le nom de caméras d'événements, fonctionnent très différemment. Chaque pixel n'est échantillonné que si la luminosité à cet endroit a changé; Si un point sur le capteur voit la même luminosité que dans la lecture précédente, aucune nouvelle donnée n'est stockée. Ceci est similaire à la façon dont les informations sensorielles sont collectées par l'œil humain.
Cette approche présente plusieurs avantages: il stocke moins de données pour la même vidéo car seuls les pixels changeants sont enregistrés, et il peut fonctionner à des fréquences d'images beaucoup plus élevées. En plus de cela, ils peuvent capturer des objets extrêmement sombres même s'ils sont à côté d'objets très brillants qui satureraient des cadres pris sur un appareil photo traditionnel, car les pixels détectent des photons à l'échelle logarithmique plutôt que linéaire.
Pour explorer le potentiel de cette technologie pour l'astronomie, Chetan Singh Thakur à l'Institut indien des sciences, Bengaluru, et ses collègues ont installé une caméra neuromorphique sur un télescope de 1,3 mètre de miroir et un Télescope de 20 centimètres de miroir à l'Inde, en Inde.
Ils ont pu capturer clairement des météorites passant entre la Terre et la Lune, ainsi qu'une image du système binaire Sirius, qui se compose de Sirius A – l'étoile la plus brillante du ciel nocturne – et Sirius B.
Sirius A est environ 10 000 fois plus brillant que Sirius B, Ce qui signifie qu'ils ne pourraient jamais être capturés clairement sur une seule image avec des capteurs traditionnels, explique Mark Norris à l'Université du Central Lancashire, au Royaume-Uni, qui n'était pas impliqué dans l'œuvre.
Les caméras neuromorphes sont également extrêmement bonnes pour détecter les objets à évolution rapide en raison de leur fréquence d'images plus élevée, explique Singh Thakur. « Vous pouvez vraiment aller à grande vitesse, comme quelques kilohertz, et l'avantage est que si quelque chose se déplace très rapidement, vous pourrez le capturer. La caméra normale vous donnerait simplement un flou de mouvement. »
Les télescopes ont souvent plusieurs capteurs qui peuvent être interrogés et à l'extérieur, explique Norris. Les caméras neuromorphes pourraient être un autre outil dans l'arsenal des astronomes pour les situations où vous voulez regarder un objet très brillant et un objet très faible en même temps, ou pour regarder des objets à évolution rapide comme l'objet interstellaire récemment découvert 3i / Atlas, qui traverse notre système solaire.
Le suivi des objets à déplacement rapide nécessite généralement de panoramiser le télescope pour le suivre, ce qui brouille l'arrière-plan et rend les emplacements précis difficiles à calculer, soit laisser l'objet suivre le champ de vision du télescope au fil du temps, ce qui brouille l'objet lui-même. Mais une caméra neuromorphique pourrait suivre avec précision le mouvement d'un objet à des points précis et également conserver l'arrière-plan pour permettre à son emplacement d'être élaboré.
«Est-ce que je veux savoir à quel point il est brillant avec précision? Ou est-ce que je veux savoir où il se trouve? C'est un peu comme la chose mécanique quantique: vous ne pouvez pas savoir les deux en même temps», explique Norris. « Eh bien, c'est, potentiellement, comment nous pourrions savoir à la fois en même temps. »
Mais alors que les caméras neuromorphes offrent des avantages uniques, ils ne sont pas susceptibles d'être utilisés pour chaque application. Leur résolution a tendance à être inférieure à celle des dispositifs à couplage de charge (CCD), un type de capteur couramment utilisé dans les appareils photo numériques, et ils capturent des photons avec jusqu'à 78% d'efficacité, contre 95% pour les CCD. Cela signifie que les capteurs traditionnels sont plus susceptibles de capturer un objet extrêmement faible aux limites de la détection.
