縮小后的視角看世界

□簡愛

許多人對小生物的視角感到好奇，這種視角也常常被腦洞大開的影視劇編導們拍攝出來。如在電影《蟻人》中，主人公通過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，還能帶來什么好處呢？

最近，華盛頓大學的研究人員發明了一種小巧、高效的微型機器人視覺系統，該系統總重量只有248毫克，相當于一張嶄新的1元人民幣重量的三分之一。它能被安裝在甲蟲的背部，以每秒1到5幀的速度向智能手機實時傳輸視頻。

為了創造低能耗、輕重量的無線攝像系統，研究人員對一系列生物的視覺系統進行了研究。研究表明，動物的視覺需要很大的能量，不過，昆蟲學會了一整套節能辦法。比如，蒼蠅會用10%到20%的靜息能量來驅動大腦，而大腦大部分要用于視覺處理，僅一個視網膜就能消耗其代謝能量的8%。為了降低能量，它們只在視網膜一小片區域發展高分辨視覺功能，多轉頭少動身體，甚至只轉動眼睛。

這套微型機器人視覺系統，可以說是昆蟲視覺系統的人工版。它由黑白攝像機、機械臂和加速計組成，其工作原理是光線通過光圈，進入圖像轉換器，再通過藍牙發送到智能手機上。該攝像機采用的圖像傳感器的精度和昆蟲相當，而較低的分辨率意味著更輕、更節約電量。

起初，研究人員為了讓拍攝可以更加清晰、全面，給攝像機裝了兩個鏡頭，一個拍近景，一個拍遠景。然而，甲蟲本身個頭太小，視角十分受限。比如，甲蟲在大馬路上看到一塊橡膠，無法確定它到底是輪胎還是鞋底。于是，人們給攝像機裝了一個機械臂，該機械臂能使攝像機左右轉動30度并且平移，從而拍攝到甲蟲視角60度范圍內的畫面。此舉模擬了昆蟲的頭部功能，也就是說，在不移動甲蟲身體的情況下，研究人員可以獲得更大的視覺范圍。為了把能耗降低到最小范圍，研究人員還創造性地在系統中添加了一個特殊裝置——加速計，只有在甲蟲處于運動狀態時，才會觸發系統的拍攝功能。這樣一來，續航可以從1至2小時提高到6小時。

讓人震撼的是，通過甲蟲第一視角看到的景象，竟和我們的認知大為不同。通俗點說，甲蟲眼中有戰斗機一樣的大鳥、珠穆朗瑪峰一樣的大卡車、高聳入云的人腿……

視覺對于溝通和導航來說非常重要，當昆蟲四處移動時，捕捉和傳輸實時數據對農業生產、工業互聯網的發展非常有益。

（摘自《知識窗》）