Дослідники зі Сполучених Штатів представили новаторський тип 3D-камери, чий принцип дії було запозичено у павуків-стрибунів.
Павук Ілюстративне зображення / © unsplash.com
Вчені скопіювали зорову систему павуків, створивши камеру майбутнього. Цей унікальний пристрій, названий SpiderCam, здатний у реальному часі формувати тривимірні карти оточення, споживаючи при цьому менше енергії, ніж типовий нічник.
Команда представила результати своєї роботи на конференції Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) у Денвері, як повідомляє видання Рopsci.
Як павуки допомогли у розробці нової технології
Павуки-стрибуни славляться своїм винятковим зором. Незважаючи на крихітний розмір мозку, порівнянний з маковим зернятком, вони вміють точно визначати дистанцію до здобичі, уникати хижаків та виконувати складні стрибки.
Секрет криється у будові їхніх очей. На відміну від людей, які мають одну сітківку в кожному оці, павуки-стрибуни оснащені кількома шарами сітківки. Кожен шар сприймає зображення з різним рівнем фокусування.
Один шар може чітко бачити об’єкт, тоді як інший — дещо розмито. Порівнюючи ці відмінності, мозок павука визначає відстань до об’єкта.
«Вони постійно сприймають кілька рівнів фокусування одночасно. Тому безперервно отримують пари зображень, а мозок використовує різницю в чіткості для оцінки відстані», — пояснила Емма Александер, комп’ютерна науковиця з Північно-Західного університету.
Камера SpiderCam Фото papsci
Принцип роботи SpiderCam
Розроблена дослідниками камера працює за аналогічним принципом.
SpiderCam одночасно реєструє два варіанти одного зображення з невеликою різницею у фокусуванні. Спеціальний алгоритм аналізує ступінь розмиття між цими зображеннями та миттєво обчислює глибину простору.
Завдяки цьому камера формує тривимірну карту навколишнього середовища в реальному часі.
Мінімальне енергоспоживання
Ключовою перевагою нової технології є її енергоефективність.
Прототип SpiderCam генерує карти глибини з частотою 32,5 кадра на секунду, використовуючи лише 624 мілівати енергії. Для порівняння, більшість стандартних нічників споживають понад один ват.
Алгоритм функціонує на спеціалізованому програмованому чіпі, оптимізованому для мінімального споживання енергії.
Потенційні сфери застосування камери
На думку розробників, нова технологія може знайти застосування в умовах обмеженого доступу до електроживлення.
«Мене особливо цікавлять ситуації, де неможливо просто підключити камеру до мережі. Наприклад, польові дослідження або віддалені локації. Також це перспективно для доповненої реальності, де потрібне точне визначення розташування об’єктів у фізичному просторі», — зазначила Александер.
Нові можливості для робототехніки та носимих пристроїв
На сьогоднішній день більшість 3D-камер використовують складні методи визначення глибини, що вимагають потужних процесорів, додаткових сенсорів і значних витрат енергії.
Натомість SpiderCam може прокласти шлях до появи нового покоління автономних пристроїв — від смарт-окулярів та носимої електроніки до роботів і дронів, які зможуть довше працювати від акумулятора.
У майбутньому команда планує вдосконалити цю технологію та інтегрувати її в компактних роботів і портативні гаджети.
Нагадаємо, українські військові розповіли про унікальний секретний катер. Йдеться про плавучий аеродром зі штучним інтелектом.
Коментарі Сортувати: Нові Старі Популярні Надіслати