ساخت یک دوربین پیشرفته با الهام از چشم انسان

ساخت یک دوربین پیشرفته با الهام از چشم انسان

گردو دانلود: یک دوربین جدید و پیشرفته که در «دانشگاه مریلند» ابداع شده است، از حرکات چشم انسان تقلید می کند تا دید ربات ها را بهبود بخشد.


به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا، یک گروه پژوهشی به سرپرستی دانشمندان علوم کامپیوتر «دانشگاه مریلند»(UMD) دوربینی را اختراع کرده اند که نحوه دیدن و واکنش ربات ها به جهان اطراف را بهبود می بخشد.
به نقل از فیز، سیستم نوآورانه دوربین با الهام از نحوه عملکرد چشم انسان، حرکات غیرارادی کوچکی را تقلید می کند که توسط چشم برای حفظ دید واضح و پایدار استفاده می شوند. این گروه پژوهشی، نمونه سازی و آزمایش دوربین موسوم به «دوربین ثبت وقایع مصنوعی مبتنی بر میکروساکاد»(AMI-EV) را در آزمایش های خود انجام دادند.
«بوتائو هی»(Botao He) دانشجوی مقطع دکتری علوم کامپیوتر دانشگاه مریلند و پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: دوربین های ثبت وقایع، فناوری نسبتا جدیدی هستند که در ردیابی اجسام متحرک بهتر از دوربین های سنتی عمل می کنند اما دوربین های ثبت وقایع امروزی برای گرفتن تصاویر واضح و بدون محوشدگی هنگام حرکت کردن، به تلاش بسیاری نیاز دارند. این یک مشکل بزرگ است برای اینکه ربات ها و خیلی از فناوری های دیگر مانند خودرو های خودران برای نشان دادن واکنش درست به یک محیط درحال تغییر، به تصاویر دقیق و بموقع متکی هستند. بنابراین، ما از خود پرسیدیم چگونه انسان ها و حیوانات مطمئن می شوند که دید آنها روی یک جسم متحرک متمرکز می شود.
پاسخ هی و گروهش، «میکروساکادها»(Microsaccades) بودند. میکروساکادها، حرکات کوچک و سریع چشم هستند که بطور غیر ارادی هنگام متمرکز کردن دید اتفاق می افتند. چشم انسان بوسیله این حرکات دقیق و مداوم می تواند در طول زمان بطور دقیق روی یک جسم و بافت های بصری آن مانند رنگ، عمق و سایه تمرکز کند. هی افزود: ما متوجه شدیم که دوربین نیز دقیقا مانند چشم های ما می تواند از یک اصل مشابه برای ثبت تصاویر واضح و دقیق بدون تار شدن ناشی از حرکت استفاده نماید.
این گروه پژوهشی با وارد کردن یک منشور چرخان در دوربین AMI-EV برای هدایت مجدد پرتوهای نوری ثبت شده توسط لنز، میکروساکادها را با موفقیت تکرار کردند. حرکت چرخشی پیوسته منشور، حرکاتی را که بطور طبیعی در چشم انسان رخ می دهند، شبیه سازی می کند و به دوربین امکان می دهد تا بافت های جسم ثبت شده را درست مانند یک انسان تثبیت کند. سپس پژوهشگران، یک نرم افزار را برای جبران حرکت منشور در AMI-EV توسعه دادند تا تصاویر پایدار را یکپارچه سازی کند.


«یانیس آلویمونوس»(Yiannis Aloimonos) استاد علوم کامپیوتر دانشگاه مریلند و از پژوهشگران این پروژه، اختراع این گروه پژوهشی را یک گام بزرگ در پیشرفت قلمرو بینایی رباتیک می داند. آلویمونوس توضیح داد: چشم های ما از دنیای اطراف عکس می گیرند و آن عکس ها به مغز ما فرستاده می شوند تا مورد تحلیل و بررسی قرار بگیرند. ادراک بوسیله این پروسه اتفاق می افتد و ما جهان را اینگونه می فهمیم. وقتی با ربات ها کار می کنید، چشم ها با دوربین و مغز با کامپیوتر جایگزین می گردد. داشتن دوربین های بهتر به مفهوم درک و واکنش بهتر ربات هاست.
پژوهشگران معتقدند که نوآوری آنها می تواند نتایج مهمی را فراتر از حوزه رباتیک داشته باشد. دانشمندان شاغل در صنایعی که به ثبت دقیق تصویر و تشخیص شکل متکی هستند، دائما بدنبال راه هایی برای بهبود دوربین های خود می گردند و AMI-EV می تواند یک راهکار کلیدی برای خیلی از مشکلات آنها باشد.
«کورنلیا فرمولر»(Cornelia Fermüller) از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: سنسورهای ثبت وقایع و دوربین AMI-EV با خاصیت های منحصربه فرد خود آماده هستند تا در مرکز حوزه پوشیدنی های هوشمند قرار بگیرند. آنها مزایای متمایزی را مانند عملکرد برتر در وضعیت نوری شدید، تأخیر کمتر و مصرف انرژی کمتر نسبت به دوربین های کلاسیک دارند. این خاصیت ها برای برنامه های واقعیت مجازی ایده آل هستند. به عنوان مثال، برای بخشهایی مناسب هستند که در آنها تجربه یکپارچه سازی و محاسبات سریع حرکات سر و بدن لازم است.
در آزمایش های اولیه، AMI-EV توانست حرکت را در حوزه های مختلف ثبت کند و نمایش دهد. همچنین، پژوهشگران دریافتند که AMI-EV می تواند حرکت را در ده ها هزار فریم در ثانیه ثبت کند و از بیشتر دوربین های تجاری معمولی که به طور متوسط ​​بین ۳۰ تا ۱۰۰۰ فریم در ثانیه ثبت می کنند، عملکرد بهتری دارد.
آلویمونوس اظهار داشت: سیستم دوربین جدید ما می تواند خیلی از مشکلات مهم را حل کند؛ مانند کمک کردن به یک خودروی خودران تا بفهمد مانع در جاده یک انسان است یا یک جسم. در نتیجه، این دوربین می تواند کاربرد زیادی داشته باشد که خیلی از مردم با آنها تعامل دارند؛ همچون سیستم های رانندگی خودران یا حتی دوربین تلفن های هوشمند. ما معتقدیم که سیستم دوربین جدید ما راه را برای سیستم های پیشرفته و توانمندتر آینده هموار می کند.
این پژوهش در مجله «Science Robotics» به چاپ رسید.



1403/04/13
10:03:50
5.0 / 5
112
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۱ بعلاوه ۳
لینک دوستان گردو دانلود