پروژه بینایی ماشین برگرفته از خرچنگ موسوم به فیدلر، با کارایی بالا

پروژه بینایی ماشین برگرفته از خرچنگ فیدلر

پروژه بینایی ماشین برگرفته از خرچنگ موسوم به فیدلر، یک پروژه جدید در راستای توسعه هوش مصنوعی و بینایی ماشین است.

مقاله‌های آموزشی: هوش مصنوعی چیست؟مثال های یادگیری عمیق

زمینه‌های پژوهش بینایی ماشین از خرچنگ

محققان مؤسسه GIST یا علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی، در یک مطالعه جدید، یک سیستم بینایی مصنوعی کامپیوتری با الهام از ساختار چشم نوعی خرچنگ موسوم به فیدلر (به معنای خرچنگ کمانچه‌نواز) ابداع کرده‌اند. این سامانه هوشمند بینایی مصنوعی، برای محیط‌های خشکی و زیر آب مناسب است و قابلیت تصویربرداری پانوراما را ارائه می‌دهد.

سامانه‌های بینایی ماشین طیف گسترده‌ای از کاربردها را ارائه می‌دهند. از جمله ماشین‌های خودران، تشخیص اشیاء، نظارت بر محصول و نظارت تصویری دوربین‌های هوشمند را ارائه می‌کنند. چنین ساختاری اغلب از بینایی موجودات بیولوژیکی الهام گرفته می‌شود. به عنوان مثال، بینایی انسان و حشرات الهام‌بخش بینایی مصنوعی زمینی است، در حالی که چشم‌های ماهی‌های گوناگون منجر به پیشرفت در بینایی مصنوعی دریایی می‌شود.

محدودیت‌های فعلی بینایی ماشین

در حالی که پیشرفت در این زمینه قابل توجه بوده است، بینایی‌های مصنوعی فعلی از محدودیت‌های خاصی رنج می‌برند: برای تصویربرداری از محیط‌های زمینی و زیر آب مناسب نیستند و به میدان دید نیمکره‌ای (180 درجه) (FOV) محدود می‌شوند.

برای غلبه بر این مشکلات، گروهی از محققان کره‌ای و آمریکایی، از جمله پروفسور یانگ مین سونگ از مؤسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی، اکنون یک سیستم بینایی ماشین جدید با قابلیت تصویربرداری چندبعدی طراحی کرده‌اند که می‌تواند هم در محیط آبی و هم در محیط خشکی کار کند.

این مطلب را نیز حتما بخوانید:  یادگیری عمیق چیست؟

مطالعه این پژوهشگران در 12 جولای 2022 به صورت آنلاین منتشر شد و در 11 جولای 2022 در نشریه Nature Electronics در اختیار خوانندگان قرار گرفت.

پروفسور سانگ در توضیح عملکرد و انگیزه‌های تیم خود می‌گوید: “تحقیقات بینایی الهام گرفته از فیزیولوژی و زیست جانوران گوناگون، اغلب منجر به پیشرفت جدیدی می‌شود که تاکنون وجود نداشته. این امر به نوبه خود درک عمیق‌تری از طبیعت را امکان‌پذیر می‌کند. نیز کاری می‌کند که دستگاه‌های تصویربرداری توسعه یافته هم از نظر ساختاری و نیز از نظر عملکردی کارآمد باشند.”

خرچنگ فیدلر و بینایی ماشین

الهام‌بخش این سیستم، نوعی خرچنگ موسوم به فیدلر یا کمانچه‌زن (با نام علمی Uca arcuata)، گونه‌ای از خرچنگ است. این گونه نیمه‌زمینی و دوزیست با گستره میدان دید 360 درجه می‌باشد. دلیل این گستره میدان دید چشمگیر، ساقه چشمی بیضی شکل چشم‌های مرکب خرچنگ Fiddler است. همین امر، امکان بینایی این خرچنگ به شیوه پانوراما را فراهم می‌کند.

ذکر این نکته لازم است که در جانورانی مانند خرچنگ، میگو و حلزون، چشم درون سر قرار نمی‌گیرد. بلکه در زائده‌ای ساقه‌ای شکل در بیرون سر و متصل به آن است.

هم‌چنین قرنیه‌های صاف با نمایه ضریب شکست درجه‌بندی‌شده که امکان بینایی را برای دوزیستان فراهم می‌کند.

ابزارهای آزمایش

در نتیجه، محققان یک سیستم بینایی متشکل از آرایه‌هایی شامل یک ریز‌لنز مسطح با نمایه ضریب شکست درجه‌بندی‌شده ایجاد کردند. این سامانه، به یک آرایه دیود نورانی (فوتودیود) سیلیکونی انعطاف‌پذیر شانه‌ای متصل شد. سپس کل مجموعه بر روی یک ساختار کروی نصب شد.

ضریب شکست درجه‌بندی‌شده و سطح صاف میکرولنز برای جبران اثرات عدم تمرکز ناشی از تغییرات در محیط خارجی بهینه‌سازی شده است. به بیان ساده، این سامانه تلاش کرده است تا پرتوهای نوری که از رسانه‌های مختلف (با ضرایب شکست متفاوت) عبور می‌کنند، در یک مکان متمرکز شوند.

این مطلب را نیز حتما بخوانید:  هوش مصنوعی چیست؟

شبیه‌سازی و آزمایش پروژه بینایی ماشین برگرفته از خرچنگ

این تیم برای آزمایش قابلیت‌های سیستم خود، شبیه‌سازی‌های نوری و نمایش تصویربرداری در هوا و آب انجام دادند. تصویربرداری آبی خاکی با فرو بردن دستگاه تا نیمه در آب انجام شد. تصاویر تولید شده توسط سیستم واضح و بدون کژی بودند. تیم هم‌چنین نشان داد که این سامانه دارای میدان دید پانوراما، 300 درجه افقی و 160 درجه عمودی، در هوا و در آب می‌باشد. علاوه بر این، پایه کروی فقط 2 سانتی‌متر قطر داشت که سیستم را فشرده و قابل حمل می‌کرد.

پروفسور سانگ امیدوارانه بیان می‌کند: “پروژه بینایی ماشین برگرفته از خرچنگ ما می‌تواند راه را برای دوربین‌های همه جهته 360 درجه باز کند. با هموارسازی راه برای برنامه‌های کاربردی در واقعیت مجازی یا واقعیت افزوده یا دید همه‌جانبه برای وسایل نقلیه خودران.”

منابع

۱. phys.org – ترجمه از انگلیسی

مطالب مرتبط
رمزنگاری کوانتومی و امنیت 1 دقیقه

رمزنگاری کوانتومی و امنیت؛ آیا هک کردن دیگر غیر ممکن می‌شود؟

golearnwork

رمزنگاری کوانتومی و امنیت؛ آیا هک کردن دیگر غیر ممکن می‌شود؟ رمزنگاری کوانتومی، محتواهای اینترنتی را غیر قابل رهگیری می‌کند. اما در آینده، کامپیوترهای کوانتومی با کارایی بالا می‌توانند این کلیدها را در چند ثانیه رمزگشایی کنند. بنابراین به همان خوبی که تکنیک‌های مکانیک کوانتومی نه تنها الگوریتم‌های جدید و بسیار سریع‌تر را فعال می‌کنند، […]

تلسکوپ جیمز وب 1 دقیقه

تلسکوپ جیمز وب نخستین اکتشاف فضایی خود را انجام داد

golearnwork

تلسکوپ جیمز وب نخستین اکتشاف فضایی خود را انجام داد. این تلسکوپ، ۲۵ دسامبر سال میلادی گذشته، سوار بر موشک آریان از گویان به فضا پرتاب شد و در یکی از نقاط لاگرانژی زمین قرار گرفت. هنر یا علم؟ کدامیک بهتر است؟ شاید این سوال شما را به یاد کلیشه موضوع انشاء معروف بیندازد؛ علم […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
Subtotal 0 تومان