不開(kāi)玩笑!皮皮蝦為人類(lèi)自動(dòng)駕駛的危險檢測做出了巨大貢獻

申晨 7年前 (2018-10-16)

通過(guò)模仿皮皮蝦的視野,即使在最具挑戰性的道路條件下,新型生物啟發(fā)式相機也能發(fā)現危險。

最近美國伊利諾伊大學(xué)研究人員在《Optica》雜志上發(fā)表了一篇論文,聲稱(chēng)他們開(kāi)發(fā)出了一款新型相機,這種生物靈感相機可以極大地改善自動(dòng)駕駛汽車(chē)當前的運作方式。

與當前汽車(chē)中普遍使用的彩色攝像機相比,這款生物靈感相機能夠輕松地令行駛中的汽車(chē)檢測到其他汽車(chē)、人員,而且是原有彩色相機觸及范圍三倍、甚至更遠的危險信號。還有一點(diǎn)很重要,就是這樣的相機可以批量生產(chǎn),成本低至每件10美元。

不開(kāi)玩笑!皮皮蝦為人類(lèi)自動(dòng)駕駛的危險檢測做出了巨大貢獻

對于下一代傳感器而言,這可能是革命性的一步。而這一切要歸功于Mantis Shrimps,也就是我們非常喜歡的皮皮蝦。

這篇論文的第一作者M(jìn)issael Garcia說(shuō),“我們的新型生物啟發(fā)相機顯示出大自然有許多有趣的解決方案,我們可以利用這些解決方案來(lái)設計下一代傳感器”。

而該項目的團隊負責人,伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,縮寫(xiě)為UIUC)的Viktor Gruev則表示,“在最近一次涉及自動(dòng)駕駛汽車(chē)的車(chē)禍中,由于顏色和光線(xiàn)強度的原因,與測試環(huán)境中天空顏色混合了,因而車(chē)輛未能檢測到半掛卡車(chē)。但是我們的相機可以解決這個(gè)問(wèn)題,因為它的高動(dòng)態(tài)范圍更容易檢測到與背景相似的物體,并且卡車(chē)的極化與天空的極化不同。”

這個(gè)借鑒真是非常有趣。大部分人都將皮皮蝦視為饕餮之選,而伊利諾伊大學(xué)的研究人員獨具慧眼,從自然中找到了科技的突破之路。

其實(shí)很多人不知道,皮皮蝦的眼睛可以區分約1-5納米的波長(cháng),而且它們對光的強度具有對數響應。也正因為如此,受到啟發(fā)的研究人員調整了相機的光電二極管,將光轉換為電流的方式。他們使用正向偏置的模式,這樣就能達到像皮皮蝦一樣的對數響應。

此外,研究人員還靠著(zhù)模仿皮皮蝦,在納米材料沉積到成像芯片中的過(guò)程中,將偏振光檢測過(guò)程整合到了光感受器中。他們還在實(shí)驗室中測試了相機的各種光強度,偏振和顏色,還在現場(chǎng)測試環(huán)境中做了實(shí)驗,以便在明亮的光線(xiàn)或陰影測試其功能。

當然,他們還在不同的駕駛照明條件下做了相機的測試,例如隧道或有霧的狀況下,而這款相機在這些具有挑戰性的成像條件下也能夠完全勝任,出色完成了任務(wù)。其他的實(shí)驗,包括是否能提前檢測到物體,以防止任何可能發(fā)生的事故,又或者將它與安全氣囊連接,能夠在幾毫秒之間做好安全防備,這些都還在進(jìn)一步的實(shí)驗中。

 

但無(wú)論如何,這款新型生物啟發(fā)式相機對于自動(dòng)駕駛輔助技術(shù)的完善,是一次重要的推動(dòng)。而且,如果該技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展,它甚至可以通過(guò)分析癌細胞和正常組織之間的光極化差異來(lái)幫助檢測體內的癌細胞。

如果真的能夠達成這樣的效果,我們建議,給皮皮蝦頒個(gè)獎吧!

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