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受人类眼睛启发的计算机科学家开发出新型改良相机

马里兰大学计算机科学家领导的一个团队发明了一种相机机制,该机制改善了机器人观察并应对周围世界的方式。受人类眼睛工作原理的启发,他们创新的相机系统模仿了眼睛为保持长期清晰稳定的视觉而做出的微小不自主运动。

该团队对这款名为“人工微扫视增强事件相机(AMI-EV)”的相机进行的原型设计和测试,已在《科学·机器人学》杂志上发表的一篇论文中详细介绍

“事件相机是一种相对较新的技术,比传统相机更擅长跟踪移动物体,但如今的事件相机在涉及大量运动时很难捕捉到清晰无模糊的图像,”论文第一作者、马里兰大学计算机科学专业博士生何博涛说。

“这是一个大问题,因为机器人和许多其他技术——如自动驾驶汽车——都依赖准确及时的图像来正确应对不断变化的环境。因此,我们问自己:人类和动物是如何确保自己的视觉始终聚焦于移动物体的?”

对于何博涛的团队来说,答案是微扫视,即当人类试图集中视线时,眼睛会不由自主地做出小而快速的运动。通过这些微小但连续的运动,人类眼睛可以随着时间的推移,准确地保持对物体及其视觉纹理(如颜色、深度和阴影)的焦点。

“我们认为,就像我们的眼睛需要这些微小的运动来保持聚焦一样,相机也可以利用类似的原理来捕捉清晰准确的图像,而不会因运动而产生模糊,”他说。

研究团队通过在AMI-EV内部插入一个旋转棱镜来成功模拟微扫视,以重新定向镜头捕捉到的光束。棱镜的持续旋转运动模拟了人眼内部自然发生的运动,从而使相机能够像人类一样稳定记录物体的纹理。随后,研究团队开发了软件来补偿AMI-EV内棱镜的运动,以从不断变化的光线中整合出稳定的

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