Челябинские ученые создали модель глаза насекомых для роботов
16 Апреля 2022
Фото: Вячеслав Шишкоедов, из архива редакции
По прогнозам, она поможет решать сложные задачи навигации дронов и беспилотных автомобилей.
Команда ученых из Южно-Уральского госуниверситета разработала математическую модель сложного глаза насекомых. Ее планируют использовать при создании прототипа устройства на основе IT-технологии компьютерного зрения.
Как пояснили авторы, создание устройств с использованием компьютерного зрения — востребованная и быстро развивающаяся сфера научных исследований. К примеру, китайцы уже активно применяют такие «глаза» в беспилотниках. Наши ученые пошли дальше: научный сотрудник кафедры системного программирования Артем Старков под руководством доктора физико-математических наук, профессора Леонида Соколинского создал уникальную двухмерную математическую модель сложного зрения.
По прогнозам, она поможет решать сложные задачи навигации автономных мобильных роботов. Идея создания модели взята из природы. Насекомые обладают очень сложным фасетным зрением.
«Глаза насекомого имеют принципиально иное строение, чем человеческие глаза, — сообщил Леонид Соколинский. — Там нет движущихся частей, и мухе, например, чтобы четко увидеть статичный объект, нужно повернуться, потому что ее глаза реагируют на движение. Наша модель первая и пока единственная, которая описывает плоскостное бинокулярное зрение сложного глаза, при этом делает возможным измерение расстояния и азимута до окружающих объектов».
Видеосенсоры, имитирующие сложные глаза насекомых, могут стать альтернативой традиционным цифровым камерам. У них масса плюсов: нет движущихся частей, не требуется система управления.
Фото: сайт ЮУрГУ
По словам разработчиков, IT-модель позволяет засекать наблюдаемый объект каждой зрительной ячейкой. По этому принципу составляется алгоритм обучающего набора данных для создания двух глубоких нейронных сетей. Одна из них просчитывает расстояние, а другая определяет азимут объекта — математический угол, позволяющий четко вычислить его расположение в пространстве. Эксперименты подтвердили, что метод может точно определять эти параметры.
По мнению ученых, исследования помогут создавать роботов, способных работать автономно, без участия человека. Их можно будет применять и для беспилотных авто, и для дронов, которые будут сами ориентироваться и прилетать в пункт назначения, обходя препятствия.
«Мы живем в мире, где технологии служат людям, обеспечивая комфорт и безопасность, — делится Леонид Соколинский. — Представьте, как робот доставляет лекарства больному человеку, который не может покинуть дом. На подоконнике установлен специальный бокс, который открывается роботом со стороны улицы, а человеком из дома. Робот оставляет там необходимый человеку набор медикаментов, делая его жизнь немного лучше, немного дольше. Это и есть задача науки».
В скором времени создатели цифровой модели вместе с коллегами с кафедры оптоинформатики планируют создать прототип устройства, работающего по «глазной» технологии робототехники.
Как пояснили авторы, создание устройств с использованием компьютерного зрения — востребованная и быстро развивающаяся сфера научных исследований. К примеру, китайцы уже активно применяют такие «глаза» в беспилотниках. Наши ученые пошли дальше: научный сотрудник кафедры системного программирования Артем Старков под руководством доктора физико-математических наук, профессора Леонида Соколинского создал уникальную двухмерную математическую модель сложного зрения.
По прогнозам, она поможет решать сложные задачи навигации автономных мобильных роботов. Идея создания модели взята из природы. Насекомые обладают очень сложным фасетным зрением.
«Глаза насекомого имеют принципиально иное строение, чем человеческие глаза, — сообщил Леонид Соколинский. — Там нет движущихся частей, и мухе, например, чтобы четко увидеть статичный объект, нужно повернуться, потому что ее глаза реагируют на движение. Наша модель первая и пока единственная, которая описывает плоскостное бинокулярное зрение сложного глаза, при этом делает возможным измерение расстояния и азимута до окружающих объектов».
Видеосенсоры, имитирующие сложные глаза насекомых, могут стать альтернативой традиционным цифровым камерам. У них масса плюсов: нет движущихся частей, не требуется система управления.
Фото: сайт ЮУрГУ
По словам разработчиков, IT-модель позволяет засекать наблюдаемый объект каждой зрительной ячейкой. По этому принципу составляется алгоритм обучающего набора данных для создания двух глубоких нейронных сетей. Одна из них просчитывает расстояние, а другая определяет азимут объекта — математический угол, позволяющий четко вычислить его расположение в пространстве. Эксперименты подтвердили, что метод может точно определять эти параметры.
По мнению ученых, исследования помогут создавать роботов, способных работать автономно, без участия человека. Их можно будет применять и для беспилотных авто, и для дронов, которые будут сами ориентироваться и прилетать в пункт назначения, обходя препятствия.
«Мы живем в мире, где технологии служат людям, обеспечивая комфорт и безопасность, — делится Леонид Соколинский. — Представьте, как робот доставляет лекарства больному человеку, который не может покинуть дом. На подоконнике установлен специальный бокс, который открывается роботом со стороны улицы, а человеком из дома. Робот оставляет там необходимый человеку набор медикаментов, делая его жизнь немного лучше, немного дольше. Это и есть задача науки».
В скором времени создатели цифровой модели вместе с коллегами с кафедры оптоинформатики планируют создать прототип устройства, работающего по «глазной» технологии робототехники.
Поделиться
