缩小后的视角看世界

简爱

許多人对小生物的视角感到好奇，这种视角也常常被脑洞大开的影视剧编导们拍摄出来。如在电影《蚁人》中，主人公通过缩小身体尺寸可以随意穿梭于各种岩石缝隙间。那么，以小生物的视角看东西，除了满足人们的好奇心，还能带来什么好处呢？

最近，华盛顿大学的研究人员发明了一种小巧、高效的微型机器人视觉系统，该系统总重量只有248毫克，相当于一张崭新的1元人民币重量的三分之一。它能被安装在甲虫的背部，以每秒1到5帧的速度向智能手机实时传输视频。

为了创造低能耗、轻重量的无线摄像系统，研究人员对一系列生物的视觉系统进行了研究。研究表明，动物的视觉需要很大的能量，不过，昆虫学会了一整套节能办法。比如，苍蝇会用10%到20%的静息能量来驱动大脑，而大脑大部分要用于视觉处理，仅一个视网膜就能消耗其代谢能量的8%。为了降低能量，它们只在视网膜一小片区域发展高分辨视觉功能，多转头少动身体，甚至只转动眼睛。

这套微型机器人视觉系统，可以说是昆虫视觉系统的人工版。它由黑白摄像机、机械臂和加速计组成，其工作原理是光线通过光圈，进入图像转换器，再通过蓝牙发送到智能手机上。该摄像机采用的图像传感器的精度和昆虫相当，而较低的分辨率意味着更轻、更节约电量。

起初，研究人员为了让拍摄可以更加清晰、全面，给摄像机装了两个镜头，一个拍近景，一个拍远景。然而，甲虫本身个头太小，视角十分受限。比如，甲虫在大马路上看到一块橡胶，无法确定它到底是轮胎还是鞋底。于是，人们给摄像机装了一个机械臂，该机械臂能使摄像机左右转动30度并且平移，从而拍摄到甲虫视角60度范围内的画面。此举模拟了昆虫的头部功能，也就是说，在不移动甲虫身体的情况下，研究人员可以获得更大的视觉范围。为了把能耗降低到最小范围，研究人员还创造性地在系统中添加了一个特殊装置——加速计，只有在甲虫处于运动状态时，才会触发系统的拍摄功能。这样一来，续航可以从1至2小时提高到6小时。

让人震撼的是，通过甲虫第一视角看到的景象，竟和我们的认知大为不同。通俗点说，甲虫眼中有战斗机一样的大鸟、珠穆朗玛峰一样的大卡车、高耸入云的人腿……

视觉对于沟通和导航来说非常重要，当昆虫四处移动时，捕捉和传输实时数据对农业生产、工业互联网的发展非常有益。

（摘自《知识窗》）