仿生视觉:科学家让机器人相机超越人类眼睛

曦照认知 2024-07-25 08:30:49

马里兰大学的研究人员开发了一种名为人工微眼跳增强事件相机(AMI-EV)的新型相机,这种相机模仿人类眼睛的微小不自主运动,以提高机器人在动态环境中的视觉清晰度和准确性。

事件相机是一种相对较新的技术,比传统相机更擅长追踪移动物体。然而,当涉及大量运动时,现有的事件相机在捕捉清晰、无模糊图像方面存在挑战。为了解决这个问题,研究人员从人类和动物如何确保在移动物体上保持聚焦的问题中获得灵感。

研究人员发现,微眼跳——人们试图集中视线时发生的微小而迅速的不自主眼动——是保持视觉清晰度的关键。通过这些微小但持续的运动,人类眼睛可以长时间准确地保持对物体及其视觉纹理的聚焦。

研究团队通过在AMI-EV内部插入一个旋转棱镜来模拟微眼跳,棱镜的连续旋转运动模拟了人眼自然发生的运动,使相机能够像人类一样稳定记录物体的纹理。然后,团队开发了一种软件,以补偿棱镜在AMI-EV中的运动,从而整合出稳定的图像。

这项创新不仅对机器人技术有重大影响,还可能对依赖精确图像捕捉和形状检测的行业产生深远影响。AMI-EV的独特功能使其在智能可穿戴设备领域具有潜在的应用前景,例如在虚拟现实应用中,无缝体验和快速计算头部及身体运动是必要的。

在早期测试中,AMI-EV能够准确捕捉和显示各种情境中的运动,包括人类脉搏检测和快速移动物体识别。研究人员还发现,AMI-EV能够以每秒数万帧的速度捕捉动作,超过了大多数商业相机的平均帧率(每秒30至1000帧)。这种更平滑、更真实的动作描绘可能对从创造更身临其境的增强现实体验、更好的安全监控到改善天文学家在太空中捕获图像等方面都至关重要。

这项突破性的研究为机器人视觉技术带来了革命性的进展,通过模仿人类眼睛的微眼跳运动,提高了机器人相机在动态环境中捕捉清晰图像的能力。随着这项技术的进一步发展和应用,我们期待未来在自动驾驶、智能手机相机、虚拟现实和许多其他领域实现更高级和更强大的系统。如果您对这项研究感兴趣,或者想要了解更多关于机器人技术和视觉系统的信息,欢迎在评论区分享您的想法和见解。

参考资料:DOI: 10.1126/scirobotics.adj8124

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曦照认知

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