Neue Generation von Vision Systemen

» Beitrag melden

«Von der Natur gelernt»

Neue Generation von Vision Systemen
Grossansicht Bild
Makroaufnahme des Auges einer Stechmücke.
Archiv | 10.01.2024 | Das «Sinnesorgan» von Insekten erfasst nur so viel Signale wie zwingend zur Lösung einer Aufgabe notwendig sind. Um Gewicht und Energieverbrauch zu minimieren, werden die Signale optisch vorverarbeitet und in der Folge so kodiert, dass nur wenige Informationen an das «Reaktionssystem» weitergeleitet werden müssen.

Das Facettenauge filtert und/oder codiert einfallendes Licht an «nanoskaligen Strukturen» und an «biologischen Kristallen», bevor die optischen Signale vorverarbeitet und als elektrisches Signal an das Nervensystem weitergeleitet werden. Der Sinnesapparat von Insekten ist eine technologische Meisterleistung der Natur die von Menschenhand geschaffene Systeme bisher nicht erreicht haben.

 

Insekten nutzen an Stelle vieler hochauflösender Einzelbilder mit langen Aufnahme- und Optimierungszeiten nur wenige Bildpunkte. Sie erfassen ein grobes Bild ihrer Umgebung und nutzen die Vorteile der optischen Signalvorverarbeitung, damit nur wenig Signale an das «kleine Gehirn» weitergeleitet werden müssen.

 

Durch Training mit neuronalen Netzwerkmodellen ist ein kleines Gehirn aufgrund der optisch kodierten Signalvorverarbeitung sehr schnell. Es sind keine hohen Anforderungen an das Speichervolumen und an die Rechenzeit gestellt. Facettenaugen mit «optischen Encodern» haben ein Gesichtsfeld von fast 180 Grad, eine hohe Signalkomprimierung und eine schnelle, grobe Bildrekonstruktion. Das «Vision System» von Insekten nutzt Nanostrukturen und linsenlose Diffusoren und erzeugt codierte Bilder die zur Rekonstruktion keine grosse Rechnerleistung mehr erfordert.

 

Der Bericht zeigt einen Weg auf, wie eine neue Generation von zuverlässig arbeitenden «Computer Vision Systeme» gebaut werden könnten, wenn man die wesentlichen Aspekte der Sinnesorgane von Insekten nutzt.


Fragen und Kommentare (0)