財(cái)聯(lián)社8月1日訊（編輯 黃君芝）據(jù)報(bào)道，美國普渡大學(xué)埃爾莫爾家族電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院的科學(xué)家們研發(fā)了開創(chuàng)性的“HADAR”系統(tǒng)，即熱輔助檢測(cè)和測(cè)距，可使人工智能（AI）設(shè)備等能夠如同白晝一樣“穿透”漆黑，識(shí)別環(huán)境和物體。

據(jù)悉，HADAR結(jié)合了熱物理，紅外成像和機(jī)器學(xué)習(xí)，為完全被動(dòng)和物理感知的機(jī)器感知鋪平了道路。該研究小組正在為這一開創(chuàng)性的創(chuàng)新申請(qǐng)專利，并稱它具有辨別紋理和深度的能力，還能理解個(gè)人和周圍環(huán)境的物理特征。

科學(xué)家們認(rèn)為，“HADAR”將推進(jìn)機(jī)器人和自主系統(tǒng)的未來，這種方法可以改善典型的機(jī)器視覺和感知。他們預(yù)計(jì)，到2030年，十分之一的車輛將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，為人類服務(wù)的機(jī)器人助手將達(dá)到2000萬。

(資料圖片)

“每個(gè)機(jī)器人都將通過先進(jìn)的傳感器收集周圍環(huán)境的信息，在沒有人為干預(yù)的情況下做出決定。”他們說。

傳統(tǒng)的主動(dòng)傳感器，如激光雷達(dá)，或光探測(cè)和測(cè)距，雷達(dá)和聲納發(fā)出信號(hào)，隨后接收信號(hào)，收集有關(guān)場(chǎng)景的3D信息。這些方法的缺點(diǎn)會(huì)隨著規(guī)模的擴(kuò)大而增加，包括信號(hào)干擾和對(duì)人眼安全的風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，這對(duì)基于陽光或其他光源工作的攝像機(jī)是有利的，但在夜間、霧或雨等弱光條件下會(huì)造成嚴(yán)重障礙。

傳統(tǒng)的熱成像是一種完全被動(dòng)的傳感方法，它收集來自場(chǎng)景中所有物體的不可見熱輻射。它可以在黑暗、惡劣天氣和陽光下感知。但研究人員說，這也存在一些根本性的挑戰(zhàn)，阻礙著它的使用。

“物體及其環(huán)境不斷地發(fā)射和散射熱輻射，導(dǎo)致無紋理的圖像，即眾所周知的‘重影效應(yīng)’，”他們說，“一個(gè)人臉部的熱圖像只顯示輪廓和一些溫度對(duì)比度?？雌饋砭拖窨吹搅斯砘?。這種信息、紋理和特征的損失是使用熱輻射進(jìn)行機(jī)器感知的障礙。”

HADAR則不同。它結(jié)合了熱物理、紅外成像和機(jī)器學(xué)習(xí)，為完全被動(dòng)和通過物理感知的機(jī)器感知鋪平了道路。研究人員說，“我們的工作建立了熱感知的信息理論基礎(chǔ)，表明漆黑環(huán)境下攜帶的信息量與光天化日之下相同?！?/p>

“HADAR可以生動(dòng)地從雜亂的熱信號(hào)中恢復(fù)紋理，并準(zhǔn)確地解開場(chǎng)景中所有物體的溫度、發(fā)射率和紋理（TeX）。它透過黑暗看到紋理和深度，就好像它是白天一樣，還可以感知RGB以外的物理屬性。令人驚訝的是，有可能像白天一樣穿透漆黑?！彼麄冋f。

RGB色彩模式是工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，是通過對(duì)紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三個(gè)顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色的，RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道的顏色，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色，是運(yùn)用最廣的顏色系統(tǒng)之一。

研究人員說，“HADAR TeX視覺恢復(fù)了紋理并克服了重影效應(yīng)。除了草地的細(xì)節(jié)外，它還恢復(fù)了水波紋、樹皮皺紋和涵洞等精細(xì)紋理?！?/p>

最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

不過，目前的傳感器又大又重，因?yàn)镠ADAR算法需要多種顏色的不可見紅外輻射。為了將其應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車或機(jī)器人，還需要縮小尺寸和價(jià)格，同時(shí)使相機(jī)運(yùn)算更快。

“目前的傳感器大約需要一秒鐘來創(chuàng)建一個(gè)圖像，但對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車，我們需要大約30到60赫茲的幀率，或者每秒幀數(shù)?！彼麄冋f。

科學(xué)家們認(rèn)為，HADAR TeX視覺的最初應(yīng)用是在復(fù)雜環(huán)境中與人類互動(dòng)的自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人。不過，該技術(shù)還可以進(jìn)一步開發(fā)用于農(nóng)業(yè)，國防，地球科學(xué)，醫(yī)療保健和野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)。

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