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古代掠食者激发远见卓识的研究:昆虫激励着南澳大利亚大学的研究人员根据其非凡的远见创造出新技术
2020年10月26日    阅读量:861     新闻来源:中国风格网 stylechina.com    |  投稿

蜻蜓的视觉处理技巧不仅令动物界羡慕不已,也令人类羡慕不已。它们可以在非常严格的控制下留在空中,等待潜在的伴侣,猎物或掠食者。利用近乎360度的视力,他们可以在杂乱的背景下识别目标,然后采取适当的措施。


UniSA神经科学家,机电一体化工程师和机器人专家Russell Brinkworth博士以及UniSA国防与系统研究所所长,传感器处理和自主系统专家Anthony Finn教授都将昆虫的大脑作为计算机视觉系统的灵感来源。


六年来,布林克沃思(Brinkworth)博士与一个小团队合作,精心测量并模拟了蚜虫和蜻蜓的早期视觉系统的神经系统。在过去的八年中,他,芬恩教授和UniSA莫森湖校园的一支不断壮大的科学家团队,复制了这些昆虫的视觉功能,并将其用作改善相机检测系统的基础。


他们的生物启发性研究具有广泛的应用,从开发仿生眼到改进无人驾驶汽车的导航系统,在复杂环境中发现无人机,扫描森林以捕获有关单棵树的详细信息,改进面部识别技术,甚至监测野生动植物。密密麻麻的地区。


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通过在计算机模型中复制蜻蜓的视觉算法,研究人员正在构建传感器系统,该系统可以在明亮或非常暗,具有高或低对比度以及复杂而晦涩的风景中找到物体–这是计算机当前所需要的做得不好。


布林克沃思博士说:“蜻蜓具有与人类,动物和其他昆虫相同的适应黑暗和明亮环境的能力。” “它们还具有出色的跟踪和检测技能。所有这些可视过程都可以进行映射,以帮助我们构建可以在复杂环境中运行的系统。


“无人驾驶汽车发生一些致命事故的原因是,在视觉处理领域需要取得更大的进步。当前的摄像头系统在区分明暗和不同物体方面都遇到了困难。我们的研究正在帮助解决这一问题。


“从生物学上说,人眼的结构与昆虫的眼睛几乎没有什么区别,两种物种对事物的看法大不相同。但是,昆虫处理视觉信息的方式与人类非常相似。


“我们采用了昆虫使用的算法,并对其进行了修改以适合我们的目的,无论是改善安全摄像机的镜头还是改善面部识别能力。”


相同的受生物启发的算法也可以应用于声音,从而使在嘈杂的环境中听物体更容易。


这意味着可以根据它们的视觉和听觉特征来跟踪小型,安静,移动缓慢的目标,例如无人机。


Finn教授和Brinkworth博士还利用他们的图像处理技能和传感专业知识,还领导了UniSA项目,以帮助应对携带IED的无人机所构成的日益严重的全球威胁。


简易爆炸装置是现代战争中最致命的武器之一,2017年在阿富汗杀死或伤害了3000多名士兵。


恐怖组织对无人机的这种武器化导致国防科学技术(DST)组邀请工业界和学术界的研究人员和专家提出技术解决方案。


Finn教授和Brinkworth博士的项目是仅有的14项成功的Grand Challenge提案(超过200项申请)之一,该提案获得了7.3亿美元的Next Generation Technologies Fund的资助。


利用昆虫神经学和生理学启发的算法,他们的研究团队开发了电光,红外和声传感器技术,可以检测出令人印象深刻的远距离遥控飞机。


Finn教授说:“我们所做的是将蚜虫的模型转变为生物学和模拟之外的模型,并将其应用于嵌入式计算机。” “这些小型便携式系统使我们能够以每秒约100帧的速度处理图像和数据,实时地以非常复杂的设置识别目标,即使它们占用的图像像素少于一个或几乎听不见。”


 “如果有人想停止主要机场的运营,他们所要做的就是在附近飞行一架小型无人机。我们在2018年12月看到了这一点,当时在伦敦附近的盖特威克机场取消了数百次航班,目击者接近一个跑道。”


Finn教授和Brinkworth博士与悉尼的Midspar Systems公司和DST集团合作,已经大大扩展了可探测无人机的范围,同时“大幅度降低”了混乱环境中的误报率。


该无人机检测项目预计将在2020年年底前完成。


标签:市场技术未来展望今日头条技术发展健康生活自然科学
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