據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的一組研究人員揭示了人腦如何處理明亮光和對(duì)比光，這對(duì)于提高機(jī)器人感知能力、讓自動(dòng)駕駛代理與人類(lèi)合作非常關(guān)鍵。
（圖片來(lái)源：美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室）
研究人員表示，目前軍隊(duì)的首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技術(shù)，為此，機(jī)器傳感技術(shù)需要能夠適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。美國(guó)陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究員Andre Harrison表示：“當(dāng)我們研發(fā)機(jī)器視覺(jué)算法時(shí)，在一個(gè)色調(diào)映射的過(guò)程中，真實(shí)世界的圖像通常會(huì)被壓縮到一個(gè)較窄的范圍內(nèi)，就跟手機(jī)攝像頭一樣。這可能導(dǎo)致機(jī)器視覺(jué)算法非常脆弱，因?yàn)槠鋾?huì)基于與我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中看到的模式不太匹配的人工圖像打造?！?/p>
Harrison表示，通過(guò)研發(fā)一個(gè)具有10萬(wàn)分之一顯示能力的系統(tǒng)，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)大腦在更真實(shí)情況下的計(jì)算能力，從而可以在傳感器中建立生物性彈性。
目前的視覺(jué)算法都基于利用計(jì)算機(jī)監(jiān)視器研究人類(lèi)和動(dòng)物而打造，此類(lèi)監(jiān)視器的亮度范圍有限，只有100比1（最亮與最暗像素對(duì)比）。而在現(xiàn)實(shí)世界中，亮度范圍可能是10萬(wàn)比1，即高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）。
研究人員表示：“光線的變化會(huì)對(duì)軍隊(duì)系統(tǒng)造成巨大挑戰(zhàn)，例如當(dāng)有風(fēng)吹過(guò)樹(shù)葉時(shí)，在森林中飛行的無(wú)人機(jī)可能會(huì)被光反射率的變化所迷惑；在崎嶇地形行駛的自動(dòng)駕駛汽車(chē)可能無(wú)法識(shí)別坑洞或其他障礙物，因?yàn)楣饩€條件與其所接受訓(xùn)練的視覺(jué)算法略有不同?！?/p>
（圖片來(lái)源：美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室）
該研究團(tuán)隊(duì)尋求了解大腦如何自動(dòng)從真實(shí)世界中輸入10萬(wàn)比1的亮度范圍，并將其壓縮至更窄的范圍，讓人類(lèi)能夠解讀形狀。該團(tuán)隊(duì)研究了HDR的早期視覺(jué)處理，檢查HDR亮度和邊緣可如何簡(jiǎn)單互動(dòng)，以此作為揭示潛在大腦機(jī)制的一種方式。
研究人員表示：“人腦有30多個(gè)視覺(jué)區(qū)，對(duì)于此類(lèi)區(qū)域如何將眼睛看到的圖像處理為可供理解的3D形狀只有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)?；谌祟?lèi)行為和頭皮記錄，我們的HDR亮度研究表明我們對(duì)如何彌合實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間的差距知之甚少。但是，此類(lèi)研究發(fā)現(xiàn)打破了我們的思維定式，表明我們之前從標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)監(jiān)視器中獲取的假設(shè)在現(xiàn)實(shí)世界中適用的能力有限，而且它們揭示了一些原則，可以引導(dǎo)我們的建模走向正確的機(jī)制。”
研究人員表示，在大腦視覺(jué)表征中，光線和對(duì)比度邊緣如何互動(dòng)的發(fā)現(xiàn)將有助于通過(guò)修正從2D信息中估計(jì)出3D形狀時(shí)不可避免出現(xiàn)的畸形，改進(jìn)在真實(shí)亮度下重建真實(shí)3D世界。
這一發(fā)現(xiàn)除了對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的視覺(jué)系統(tǒng)有利外，也有助于其他支持AI的設(shè)備的研發(fā)，如雷達(dá)和依賴于廣泛動(dòng)態(tài)范圍感知的遠(yuǎn)程語(yǔ)音理解技術(shù)。
根據(jù)研究結(jié)果，研究人員正與學(xué)術(shù)界的合作伙伴一起開(kāi)發(fā)計(jì)算模型，特別是配備尖峰神經(jīng)元的計(jì)算模型，可能在HDR計(jì)算和更高效的視覺(jué)處理方面都具優(yōu)勢(shì)，而這兩點(diǎn)對(duì)于低功率的無(wú)人機(jī)而言是比較重要的考慮因素。