机器人的眼睛将受益于昆虫视觉

昆虫看到和追踪猎物的方式正在应用于阿德莱德大学正在开发的新机器人,以期改进机器人视觉系统。

 

该项目跨越了神经科学,机械工程和计算机科学的界限,建立在大学对昆虫视觉的多年研究之上。

 

在今天发表在“皇家学会界面杂志”上的一篇新论文中,研究人员描述了昆虫和人类的学习如何应用于模拟虚拟现实模拟,使人工智能系统能够“追求”一个物体。

 

“检测和跟踪复杂背景下的小物体是一项极具挑战性的任务,”该论文的主要作者,机械工程博士生Zahra Bagheri说。

 

“考虑一名板球运动员或棒球运动员试图在外场进行比赛获胜。他们有几秒或更短的时间来发现球,跟踪它并预测它的路径,因为它落在人群中激动的球迷的鲜艳背景下 - 一直跑步甚至潜水,他们预测它会下降!

 

“机器人技术工程师仍然梦想着为机器人提供敏锐的眼睛,快速的反应和灵活的肌肉,让崭露头角的冠军能够掌握这项技能,”她说。

 

在阿德莱德大学神经科学家Steven Wiederman博士(医学科学院)实验室进行的研究表明,蜻蜓等飞虫表现出非凡的视觉引导行为。这包括追逐配偶或猎物,即使存在分心,如成群的昆虫。

 

“他们执行这项任务,尽管他们的视力很低,脑子很小,大约是一粒米。蜻蜓以高达60公里/小时的速度追逐猎物,成功率超过97%,”Bagheri女士说。说。

 

工程师和神经科学家团队开发了一种不同寻常的算法来帮助模拟这种视觉跟踪。Bagheri女士说:“我们的系统不仅仅是试图让目标完全集中在它的视野上,而是锁定背景并让目标靠近它。” “这减少了背景的干扰,并为潜在的类似大脑的运动处理提供了时间。然后它会使其凝视的小幅移动并向目标旋转,以使目标大致保持正面。”

 

这种生物启发的“主动视觉”系统已经在由各种自然场景组成的虚拟现实世界中进行了测试。阿德莱德团队发现它的性能与最先进的工程目标跟踪算法一样强劲,运行速度提高了20倍。

 

“这种类型的性能可以允许使用非常简单的处理器进行实时应用,”负责该项目的Wiederman博士说道,他在记录了蜻蜓大脑中神经元的反应后开发了原始的运动传感机制。

 

“我们目前正在将算法转移到硬件平台,这是一种生物启发的自主机器人。”

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发布日期:2019年03月03日  所属分类:工业控制