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给螳螂带上3D眼睛,立体视觉研究的新突破
2025-11-09 14:32:20

那么为什么是带上3D眼镜,那就跟立体视觉有关系了。立体视觉指的是能够根据两只眼睛所看到的不同视角来估计物体距离的能力。它是神经科学中一个重要的模式感知系统,也是机器视觉研究的一个主要领域。

人类是如何感知3D物体距离的呢?我们的每只眼睛会以略微不同的角度看待一个物体,之后大脑会利用两只眼睛中对物体亮度感知的差异来绘制图像,从而计算物体的距离。包括猴子、马、猫等在内的哺乳动物、鸟类以及几乎所有的机器立体视觉算法都遵循这个逻辑。

而为了验证螳螂是否采用了同样的方法,研究小组制作了不同颜色的3D滤光镜,并用蜂蜡固定在了20只成年螳螂的头上。

给螳螂带上3D眼睛,立体视觉研究的新突破

之后,研究人员向它们展示了一系列潜在的"猎物"(其实是研究人员特制了一部3D电影,电影画面中会出现一些移动的小斑点)。

结果发现,即便这些“猎物”完全与影像背景融为一体且在复杂的视觉场景中活动,螳螂都能准确地识别并试图捕捉距离它们2.5厘米范围内的"猎物"。

研究表明,螳螂的立体视觉使用了一种完全不同于人类的算法。论文的作者之一、纽卡斯尔大学的 Vivek Nityananda在一段解释视频中说,我们发现螳螂不会为图像细节而烦恼,而只是寻找图像中正在移动和改变的部分。

换句话说,与人类直接比较两只眼睛中图像的亮度来判断物体距离不同,螳螂的立体视觉感知是基于图像运动区域的差异。更引人注目的是,当两只眼睛捕捉到的亮度模式不匹配时, 这些昆虫在判断立体距离时胜过人类。

与人类大脑800多亿个神经元相比,螳螂的立体视觉计算简单到只在包含一百万个神经元的大脑中就能完成。

所以如果科学家们能够复制螳螂立体视觉探测的方式,他们就能创造出更轻量级的机器人,并且让这些机器人具备更好的3D 视觉效果。从而达到造福人类的目的。返回搜狐,查看更多