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Cyclops機器人幫忙增進人工視網膜效果
科技瘋

撰文時間:2009/10/26

 

  
   加州理工學院(Caltech)的研究人員研發出一款可移動的四輪機器人,能幫助進行人工視網膜及其他視障者輔助器的加工。
  
   第一眼看去Cyclops看起來很像戰場上的機器人,且很難想像得到它和恢復視力會有什麼關聯,不過再深入研究就會發現,一台搭載攝影機、可遙控的機器人的確可用來產生一些相當實用的資料。
  
   機器人身上的數位攝影機可模仿人類頭部左右或上下移動的動作,隨著人工視覺輔助裝置的技術越來越發達,科學家可利用這台會移動的機器人來模仿人類戴上人工視覺輔助裝置之後的動作,更重要的是可藉此瞭解視障者戴上裝置後的成效好不好。
  
   研究人員會要求裝上人工視覺輔助裝置的機器人通過走廊上的障礙物,或是在白色地板的走廊上沿著一條黑線行走,以測試它能不能找到並走進一道被畫成深色的門。過程中他們可比較不同畫素等級(例如50畫素對上16畫素)或影像過濾方式(對比、亮度、或灰階等化)的效果,以找出什麼樣的設定可讓配戴者的視力最佳化。
  
   研究人員之一Wolfgang Fink表示,他們還不算是已經進入這個階段,Fink是加州理工學院的物理學客座助理教授,也是該校「視覺與自主探測系統研究實驗室」的創辦者,該實驗室有加州理工學院的客座科學家Mark Tarbell一起參與Cyclops的研發,還獲得美國國家科學基金會(NSF)的贊助金。
  
  這對科學家利用現成的零件做出這台由電池提供電力的機器人,再裝上一個可即時處理影像的電腦平台,電腦用的是他們所開發的名為「人工視覺支援系統」的軟體。
  
   之所以命名為Cyclops是因為這台機器人只有一個眼睛,長寬各約12英吋、高約10英吋(相機可以掛在一個竿子上好讓Cyclops模擬一般人的身高),重量約15磅,移動速度可達每秒2到3英呎,大約是「快走的速度」。
  
   目前機器人是透過一個控制桿遙控,也可透過無線網路操控。Fink表示,影像處理的運算是直接在機器人的平台裡進行,而他們最終必須讓機器人可以完全控制自己的回應。等這個目標達成後就可以不依靠戴著視覺輔助器的盲人獨立進行許多測試。
  
  
  不需要多好的攝影機
  
   Cyclops用的攝影機很基本--便宜的消費機等級FireWire款,就可以把工作做得很好了。
  
   Fink表示,目前的視網膜應用只能做到16至50多一點點的畫素等級,而任一台便宜的攝影機都能達到25萬畫素以上,所以所有的攝影機的畫素都遠遠超過人工視網膜。真正重要的是攝影機每秒可產生30個畫面。
  
   全世界有參與美國能源部人工視網膜計畫的科學家們(包括Fink與Tarbell)都在開發植入性的電子視覺輔助裝置或其他系統,目的在於讓因視網膜色素變性(RP)或年老導致黃斑點退化的人們可以看得見物體或在沒有輔助的環境下自由地移動。
  
   麻省理工學院正在研發的電子仿生眼,是讓使用者戴上裝有微型攝影機的特殊眼鏡,攝影機可將影像資訊傳送到電子眼眼球表面上的一個鈦封裝晶片,晶片會在視網膜下發射電極列刺激眼睛的神經,這種眼鏡還會以無線的方式為電子眼上面環繞的線圈提供電力。
  
   美國能源部(DOE)估計,全球植入人工視網膜的人不超過40個,其中包括一個住在紐約、罹患漸進式眼盲病症的50歲女性,她在6月時植入一個由總部在加州席爾馬(Sylmar)的「第二視力」公司(Second Sight)所製作的實驗性裝置。
  
   手術由長老教會醫院/哥倫比亞大學醫療中心(York-Presbyterian Hospital/Columbia University Medical Center)執行,已經成功使這位女性恢復部份的視力。
  
   不過這類視覺輔助裝置在設計上面臨特有的挑戰,其中最大的一個是:如果你不能看見戴上這些裝置的人們看見什麼,那要如何知道裝置進步了多少?
  
  
  好事成雙
  
   Cyclops提供了一個可重複對已經裝了人工視網膜的人們進行測試的機會,或是讓視網膜健康的視障者分辨電腦或戴在頭上的顯示器裡低解析度的影像(Fink表示這樣會產生一個較不真實的畫面)。
  
   Fink表示,看得見的人的客觀性是「殘障」的,他們可能無法真正體會視障者所經歷的...因此Cyclops可讓我們看到戴上裝置的視障者所看見的畫面是很棒的。
  
   Fink與Tarbell已經在 Computer Methods and Programs in Biomedicine這本期刊即將發行的新一期內容裡記載了詳細的研究內容,他們已經代替加州理工院為Cyclops相關技術申請了暫時性的專利。他們尚未透過Cyclops從戴了視覺輔助裝置的人身上獲得反饋資料,但希望不久的將來可以這麼做。
  
備註:文章來源:科技瘋
參考網址:http://taiwan.cnet.com/crave/0,2000088746,20142279,00.htm
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