(原標題:單眼測距 無人機也會)
新知關鍵詞:無人機
雙眼效應讓人們能夠看到美麗生動的三維世界,而只有一只眼能看到的情況下,世界僅是二維畫面,人無法感受到距離的存在。僅安裝了一臺攝像機的智能機械其實就和殘疾人士一樣,在使用過程中非常不方便。據美國“機器人中心”科技博客報道,第67屆國際宇航大會在墨西哥瓜達拉哈拉舉辦,會展上科學家們展示了一架小型無人機成功自學了單眼測距的能力。該實驗解決了無人機缺陷問題,并使無人機僅通過一臺視覺攝像機就能判斷物體與自身的距離。
該實驗由歐洲航天局的高級概念小組、麻省理工學院以及代爾夫特理工大學的無人機實驗室合作開展,實驗場所為國際空間站。研究論文題為《未來太空探索機器人的自學賦能技術:國際空間站實驗》,已在國際宇航大會上發表。
實驗對象是代爾夫特理工大學研發的四軸無人機,它有兩只“眼睛”——兩臺立體視覺攝像機,依靠它們,無人機能夠記錄自己周圍的立體視覺信息。借助這些信息,無人機能夠在空間站內實現自我導航和自由探索。
由于設置原因,當無人機要判斷自己與墻壁或障礙物之間的距離時,其中一臺相機會關閉,此時,無人機需要用一只“眼睛”自主運動。根據數學原理,沒有做過距離判斷的無人機無法從單張照片判斷出物體間的距離,成了“獨眼龍”的無人機也很難在活動中分辨距離。
研究者指出,人眼一旦識別出物體后,大腦除了立刻知道物體的外表特征,還能通過畫面中的特征信息來判斷遠近,這一原理在本次無人機實驗中被成功運用。在沒有特定方向的零重力環境下,研究人員設計出的自我監督學習算法成功完成測試,算法的實用價值和無人機的穩定性都得到證實。
歐洲航天局的專家表示,該局的高級概念小組已經為實現單眼測距而奮斗了五年。在太空環境下,無人機能夠實現自主學習單眼測距等于獲得了自主性。該算法的成功運用意味著不久地面上的無人駕駛系統也可以采用類似技術,從而大大提高安全系數。
撰寫論文的麻省理工科學家們則認為,太空學習機器人的研發將成為航天科學事業的重要組成部分。如今能自主學習的無人機就是朝著太空自主系統前進的第一步,這對未來降低無人機造價同時提升運作性能有著重要意義。