近日,芬兰科学家研发出了一款不仅真正“看得见”,而且还能自主思考和决策的“电子眼”。
它的核心是一个与指甲盖差不多大小的智能芯片,能够自主高效地处理实时拍摄的高清视频流。
而它的能耗却仅仅相当于一只果蝇飞行时消耗的能量。
实验人员将其搭载在无人飞机之上,结果令人吃惊。
无人机飞越一片模拟震后废墟的区域,在没有向云端发送任何数据的情况下,它便自行完成了模拟救援任务。
不要小看这样一个小小的电子眼,实际上它整合了目前最为先进的机器视觉系统,代表了此类系统智能化的方向。
传统机器视觉系统在捕获图像之后,需要通过网络传输给计算平台进行分析。这就要求极高的传输稳定性和安全性,在应急救援等特殊场景中,它便不可避免存在明显的短板。
而新型机器视觉系统,因搭载有智能芯片,便可实时处理数据,并根据处理结果做出判断与决策,省去向终端发送并再次接受数据的时间,也免去了传输过程中面临的风险。
另一方面,由于传统机器视觉系统功耗很高,无人机电池续航能力相对有限,因此难以长时间进行工作。
而新型机器视觉系统则凭借媲美于果蝇的低能耗,而实现了长续航能力。
想象一下,一架潜入敌方的无人机,在网络讯号遭到阻断的情况下,传统机器视觉系统必然瘫痪,而芬兰科学家的发明则足以确保无人机继续长时间发挥作用,完成任务。
那么这项发明是如何取得以上优势的呢?
这项发明充运用了仿生学的智慧,并且采用了双重仿生的路径。
首先,它借鉴了人类视觉系统的复杂结构:视网膜的初步感光,视觉皮层的信息处理,前额叶的判断和决策。
这为该系统的整体架构提供了蓝本,奠定了基础。
其次,它还学习了果蝇的高效视觉处理能力。比如,果蝇如何以极低的能耗完成导航、避障、觅食等复杂任务。
它的独到之处还在于,将成像与图像处理功能集成于同一芯片之上,从而为无人机等设备“看懂”周围环境及做出精准反应奠定了基础。
而且这种采用神经形态计算的设计,其能效有望比传统数字处理高出数百甚至数千倍。
而这正是它能够以超低能耗进行长时间工作的奥秘所在。
这一视觉系统的问世,标志着一场关于计算范式和能源效率的双重革命,必将拥有广泛的运用前景,在依赖电池供电且对时延敏感的移动系统领域将大放光彩。
比如,在地震等灾害救援中,搭载该系统的无人机便可轻松完成传统无人机无法完成的救援任务。因为,这种无人机无需担心网络中断或电池快速耗尽的问题。
科学家预测,该技术还将为未来在人群中协作的机器人铺平了道路。无论是仓储物流、医疗服务还是日常辅助,这些机器人都能更智能、更安全地与人类互动。

