研究人員發(fā)明可用人眼控制的機(jī)器人鏡頭

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，加州大學(xué)圣地亞哥分校的一組研究人員日前發(fā)明出一種柔性機(jī)器人鏡頭原型，它可以對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電視覺(jué)信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。該技術(shù)成熟后，未來(lái)鏡頭會(huì)根據(jù)人眼的運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整和控制。當(dāng)你閱讀、看地圖或瞇著眼看地平線(xiàn)時(shí)，你的眼睛會(huì)不由自主地在瞬間對(duì)自身進(jìn)行調(diào)整。這要?dú)w功于晶狀體內(nèi)的微小肌肉運(yùn)動(dòng)，它可以彎曲并改變晶狀體的形狀。

就像照相機(jī)對(duì)焦一樣，這種結(jié)構(gòu)允許我們調(diào)整進(jìn)入眼睛的光量以及入射角度。因?yàn)楣饩€(xiàn)會(huì)經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜，在視網(wǎng)膜上被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后通過(guò)神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X。加州大學(xué)圣地亞哥分校的一組研究人員認(rèn)為在不太遙遠(yuǎn)的未來(lái)，我們所佩戴的眼鏡或者隱形眼鏡可以理解這些眼球運(yùn)動(dòng)，根據(jù)眼部肌肉所產(chǎn)生的電信號(hào)對(duì)鏡頭進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

根據(jù)加州大學(xué)圣地亞哥分校37歲的機(jī)械和航空航天工程教授蔡盛強(qiáng)(Shengqiang Cai，音譯)的說(shuō)法，這種所謂“可調(diào)節(jié)眼鏡”會(huì)引發(fā)一個(gè)關(guān)于眼鏡的新時(shí)代，其可以根據(jù)用戶(hù)的眼球運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，也可以讓佩戴者通過(guò)眨眼等運(yùn)動(dòng)來(lái)控制鏡片顯示效果。其所在團(tuán)隊(duì)正在探索柔性機(jī)器人技術(shù)的新應(yīng)用程序。

想象一下，眨兩下眼睛就能讓鏡頭放大或縮小;或者佩戴者向左，向右，向上或向下看，然后鏡頭就會(huì)跟隨運(yùn)動(dòng)。該團(tuán)隊(duì)最近已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)柔性機(jī)器人鏡頭原型，它可以對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電視覺(jué)信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。其研究成果發(fā)表在最新一期的《Advanced Functional Materials》雜志上，詳細(xì)介紹了“一種由電子光學(xué)信號(hào)控制的仿生柔性透鏡”。

蔡盛強(qiáng)解釋說(shuō)：“當(dāng)你看近處或遠(yuǎn)處的東西時(shí)，你的眼睛會(huì)通過(guò)肌肉運(yùn)動(dòng)使晶狀體變形?！薄拔覀兊娜嵝酝哥R依賴(lài)于一個(gè)非常相似的機(jī)制——一個(gè)簡(jiǎn)單的變形。我們使用的所謂人造肌肉是一種反應(yīng)性聚合物，一旦施加電壓，材料就會(huì)像真正的肌肉一樣膨脹或收縮?！?/p>

他補(bǔ)充說(shuō)：“一旦通電，這種材料的響應(yīng)非?？臁獛缀跏撬查g的?！辈淌?qiáng)說(shuō)，其團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是展示一個(gè)“柔性人機(jī)接口”，也就是說(shuō)，機(jī)器人是由柔性材料制成的，能夠與人類(lèi)連接或進(jìn)行控制。機(jī)器人專(zhuān)家表示，盡管剛體機(jī)器人技術(shù)的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但用模擬生物體的材料制造機(jī)器有很多好處。

“大多數(shù)傳統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)都是剛性的，也就是說(shuō)它們是由金屬結(jié)構(gòu)組成的，需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行?！睓C(jī)器人專(zhuān)家指出，“而柔性機(jī)器人并不是由剛性骨架或具備相當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的材料制成。它們剛性硬機(jī)器人更容易制造，成本也更低，能夠做更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，在人類(lèi)周邊使用更安全?！?/p>

研究人員認(rèn)為，由于柔性機(jī)器人有擠入空隙的潛力，它們可能在搜救任務(wù)中發(fā)揮有效作用。同樣的能力也可以使柔性機(jī)器人在侵入性手術(shù)或柔性防彈衣的開(kāi)發(fā)中發(fā)揮作用。

今年早些時(shí)候，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的研究人員表示，他們正在為人類(lèi)開(kāi)發(fā)一種新型柔性防彈衣，可以覆蓋膝蓋和肘部等關(guān)節(jié)。這種材料和制造汽車(chē)輪胎和花園軟管用的工業(yè)橡膠一樣堅(jiān)韌，其靈感來(lái)自覆蓋龍蝦關(guān)節(jié)和腹部的堅(jiān)韌靈活的薄膜狀結(jié)構(gòu)。

蔡盛強(qiáng)強(qiáng)調(diào)，歷時(shí)兩年的研究仍處于早期階段，距離利用該技術(shù)推出商業(yè)化的隱形眼鏡還有一段距離。他說(shuō)，將來(lái)有一天，類(lèi)似的技術(shù)可以對(duì)人體產(chǎn)生的信號(hào)做出反應(yīng)，并被用于控制可以變形的假肢裝置或柔性機(jī)器人?！芭c波士頓動(dòng)力公司這樣的公司相比，這個(gè)領(lǐng)域還處于起步階段，還有很多問(wèn)題需要解決?！辈淌?qiáng)指出，“我很高興看到更多的創(chuàng)意和應(yīng)用能讓人們?nèi)嵝攒洐C(jī)器人的發(fā)展中受益?！?/p>