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一只螳螂可以教会机器人一些关于3D机器视觉的知识

教机器人或无人机看3D的最好方法是什么?答案很可能是教它像昆虫一样思考。更确切地说,是螳螂。

纽卡斯尔大学神经科学研究所的一个研究小组最近研究了螳螂的立体视觉,发现它的深度感知方法与我们的完全不同。它的计算效率更高。

研究螳螂的3D视觉需要什么呢?当然是3D眼镜了!

螳螂用蜂蜡将3d眼镜贴在脸上。

图片来源:纽卡斯尔大学

由行为生态学家Vivek Nityananda博士领导的团队发现,螳螂的3D视觉与之前已知的所有生物3D视觉形式不同。拥有立体视觉的哺乳动物、鸟类和两栖动物会计算它们的左眼和右眼看到的图像的细微差异。这些差异决定了物体在3D中的位置,为人或动物提供了深度感知。然后他们测试了螳螂的3D视觉。

研究人员通过在屏幕上模拟猎物来测试螳螂的视力。这些测试反映了为研究人类3D视觉而进行的测试。不戴眼镜看屏幕上的图像,就像你不小心走进3D电影影院时看到的那种熟悉的模糊双色图像。ZDNet文章中,一只戴着小眼镜的螳螂掌握着机器人视觉的关键“研究人员发现,螳螂只有在移动时才能看到3D物体。”

发表他们的最新研究当代生物学研究表明,昆虫不会处理图像中的细节。他们只是寻找图像发生变化的区域。螳螂只专注于运动,瞄准猎物。

尼提亚南达说:“这是一种全新的3D视觉形式,因为它是基于随时间变化而不是静态图像。”“在螳螂身上,它可能是为了回答这样一个问题:‘是否有合适距离的猎物可供我捕捉?’”

它们使用的“计算能力”也比人类分析相同场景要少得多。考虑到它们的大脑体积要小得多,减少计算需求是必要的。它们只有不到100万个神经元,而人类有850亿个。但在某些方面,它们的立体视觉比我们的更有能力。

“即使我们让两只眼睛的图像完全不同,螳螂仍然可以匹配事物正在变化的地方,”尼提亚南达说,“尽管人类不能。”

研究

研究人员制作了一部螳螂电影,给人一种猎物在螳螂面前盘旋的错觉。螳螂会试图抓住猎物。

然后,他们将特殊的昆虫3D眼镜,暂时用蜂蜡粘在螳螂身上。使用不同颜色的滤镜,研究人员可以向每只眼睛投射不同的图像。当这两幅图像结合在一起时,就会产生一种深度的错觉。

图片来源:当代生物学纽卡斯尔大学提交的文章。

在上图中,左右图像中的目标移动,直到它们收敛到适当的感知深度。这引发了螳螂的攻击。

他们播放了同一部电影的不同版本:一个目标点在波点背景下移动。目标点和它的3-D运动是如此令人信服,螳螂攻击,就像一只猫追捕激光笔,”per华盛顿邮报

所有刺激都是自定义写入的MATLAB心理物理学的工具箱.这是人类版本的刺激,用红色和蓝色表示。在实验中,视频被渲染成蓝色和绿色,以便螳螂能看到。资料来源:纽卡斯尔大学。

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