機器人可模擬昆蟲的眼睛來捕捉世界
2015-06-28 22:44:54 譯言網在未來，機器人將可通過昆蟲的眼睛來捕捉世界。根據英國皇家學會界面雜志本周發表的一篇報告，科學家已經開發了一款能夠讓機器以媲美蝴蝶眼睛的精度來動態跟蹤的軟件。
盡管蝴蝶的大腦很小，視覺成像的分辨率低，但它們仍然可以在像蜂群這種復雜背景下以高于95%的精確度捕捉到食物。甚至在60邁的飛行速度下，也可以做到。
該報告的作者Zahra Bagheri說：“研究人員制造的這種機器人看起來更像一輛黃色的巴豆卡車而不像飛蟲。但更重要的是，在未來，它的視覺系統將在智能汽車，仿生學和監控等領域上發揮作用。”
“世界上有許許多多的實驗室正在研究仿生機器人，”她說，“它們的算法是我們研究的關鍵。”
為了獲得推出算法所需的數據，Bagheri的團隊首先在蝴蝶的大腦中挑選出一些負責追蹤動態物體，使蝴蝶具有捕食能力的神經元。實驗時，研究人員去除蝴蝶的翅膀，然后在蝴蝶的頭部鉆一個小洞，在相應的神經元處安上一個電極。和發條橘子實驗類似，研究者將蝴蝶放置在監視器前，加以不同的刺激，并記錄下神經元的數據。
研究人員發現，蝴蝶過濾干擾的能力有助于它們追蹤動態物體的軌跡， Bagheri說。她還將這種過濾刺激的方法和人的深度睡眠做了比較。
“有的人的睡眠可能很深，也有人的睡眠很淺”，Bagheri說。“深度睡眠者除了鬧鐘，沒有人能將他吵醒，而淺睡眠者只要有外來的刺激即可被喚醒。”
蝴蝶還能主動控制眼睛，保持眼睛固定不動，僅轉動頭部。這可以讓目標保持在視覺中心5度以內的范圍內。這就是Bagheri和她的團隊發明的跟蹤算法的主要部分。
“我們的系統沒有選擇盡力讓目標完美地保持在視野中央的方法，而是鎖定背景，讓目標參照背景移動，”她說
研究人員讓該系統在虛擬仿真的世界里分析移動的物體來測試他們算法。他們從澳洲澳德萊德島拍攝了一組自然風光，并將它們拼成了一個圓柱形的全景畫。然后，他們用他們的算法模擬蝴蝶眼睛在一個3D空間里捕捉動態目標。結果非常令人鼓舞：他們的算法在復雜環境中定位目標的速度比其他相同的程序快了20倍。搭載這種視覺系統的機器人將會在接下來的幾個月里問世，Bagheri說。
