□簡(jiǎn)愛(ài)

許多人對(duì)小生物的視角感到好奇，這種視角也常常被腦洞大開(kāi)的影視劇編導(dǎo)們拍攝出來(lái)。如在電影《蟻人》中，主人公通過(guò)縮小身體尺寸可以隨意穿梭于各種巖石縫隙間。那么，以小生物的視角看東西，除了滿足人們的好奇心，還能帶來(lái)什么好處呢？

最近，華盛頓大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種小巧、高效的微型機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)總重量只有248毫克，相當(dāng)于一張嶄新的1元人民幣重量的三分之一。它能被安裝在甲蟲(chóng)的背部，以每秒1到5幀的速度向智能手機(jī)實(shí)時(shí)傳輸視頻。

為了創(chuàng)造低能耗、輕重量的無(wú)線攝像系統(tǒng)，研究人員對(duì)一系列生物的視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。研究表明，動(dòng)物的視覺(jué)需要很大的能量，不過(guò)，昆蟲(chóng)學(xué)會(huì)了一整套節(jié)能辦法。比如，蒼蠅會(huì)用10%到20%的靜息能量來(lái)驅(qū)動(dòng)大腦，而大腦大部分要用于視覺(jué)處理，僅一個(gè)視網(wǎng)膜就能消耗其代謝能量的8%。為了降低能量，它們只在視網(wǎng)膜一小片區(qū)域發(fā)展高分辨視覺(jué)功能，多轉(zhuǎn)頭少動(dòng)身體，甚至只轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛。

這套微型機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)，可以說(shuō)是昆蟲(chóng)視覺(jué)系統(tǒng)的人工版。它由黑白攝像機(jī)、機(jī)械臂和加速計(jì)組成，其工作原理是光線通過(guò)光圈，進(jìn)入圖像轉(zhuǎn)換器，再通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送到智能手機(jī)上。該攝像機(jī)采用的圖像傳感器的精度和昆蟲(chóng)相當(dāng)，而較低的分辨率意味著更輕、更節(jié)約電量。

起初，研究人員為了讓拍攝可以更加清晰、全面，給攝像機(jī)裝了兩個(gè)鏡頭，一個(gè)拍近景，一個(gè)拍遠(yuǎn)景。然而，甲蟲(chóng)本身個(gè)頭太小，視角十分受限。比如，甲蟲(chóng)在大馬路上看到一塊橡膠，無(wú)法確定它到底是輪胎還是鞋底。于是，人們給攝像機(jī)裝了一個(gè)機(jī)械臂，該機(jī)械臂能使攝像機(jī)左右轉(zhuǎn)動(dòng)30度并且平移，從而拍攝到甲蟲(chóng)視角60度范圍內(nèi)的畫面。此舉模擬了昆蟲(chóng)的頭部功能，也就是說(shuō)，在不移動(dòng)甲蟲(chóng)身體的情況下，研究人員可以獲得更大的視覺(jué)范圍。為了把能耗降低到最小范圍，研究人員還創(chuàng)造性地在系統(tǒng)中添加了一個(gè)特殊裝置——加速計(jì)，只有在甲蟲(chóng)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，才會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的拍攝功能。這樣一來(lái)，續(xù)航可以從1至2小時(shí)提高到6小時(shí)。

讓人震撼的是，通過(guò)甲蟲(chóng)第一視角看到的景象，竟和我們的認(rèn)知大為不同。通俗點(diǎn)說(shuō)，甲蟲(chóng)眼中有戰(zhàn)斗機(jī)一樣的大鳥(niǎo)、珠穆朗瑪峰一樣的大卡車、高聳入云的人腿……

視覺(jué)對(duì)于溝通和導(dǎo)航來(lái)說(shuō)非常重要，當(dāng)昆蟲(chóng)四處移動(dòng)時(shí)，捕捉和傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常有益。

（摘自《知識(shí)窗》）