基于光敏細菌蛋白質的機器人視覺傳感器
高性能的運動檢測技術作為先進機器人系統(tǒng)的“眼睛”,對于一些應用場景包括工廠管理和家庭環(huán)境中的自主機器人等起著至關重要的作用。傳統(tǒng)的機器視覺設備,如集成了微電子電路的CCD攝像機,依靠復雜的高速成像和處理算法實現(xiàn)機器人導航。然而,這些系統(tǒng)的造價昂貴,而在設備發(fā)生故障時,需要專家維修時。
為了生產低成本更簡便的系統(tǒng),科學家們正在考慮利用與生物學相結合的光敏感細菌實現(xiàn)的方法。特別是,細菌視紫紅質(bR),一種在嗜鹽菌中發(fā)現(xiàn)的色素顏料,這種物質在暴露于光線下時會釋放質子,從而產生瞬態(tài)電流。 現(xiàn)在,東京電子通信大學的Yoshiko Okada Shudo和他在大學共同研究的同事們,已經開發(fā)出了一種利用bR顏料的單一光電管。研究人員在銦錫氧化物玻璃板上涂上bR溶液,并用電解質溶液覆蓋,以增強其中電流,并通過間隔板固定。用光示波器測量光電池照射時產生的電流。 上圖所示是一種使用不同圖案掩模的菌視紫紅質(bR)光電池的實驗裝置。圖片來源,日本電子通信大學 值得注意的是,在光電管上掃描的光的方向和速度可以用這個簡單的裝置來確定。此外,當bR傳感器和掃描光之間引入不同類型的“掩!睍r,圖案的每一個邊緣造成電流不對稱。這種不對稱反映了光的運動方向。三角形圖案可用于雙向運動,而兩個矩形的組合顯示四個方向(上、下、右和左)的運動。 在其他的實驗中研究者探討了bR光電是否對于通過手指運動控制光線通過針孔掩模的運動手勢操控具有靈敏性。有趣的是,光電池不僅對手指的運動很敏感,而且對手指的數(shù)目也很敏感。 這種簡單的bR裝置很有希望在不需要復雜算法的情況下開發(fā)簡單的運動傳感器。本研究還對手勢操作作為一種手段來控制這些設備的潛力,從而有望替代觸摸傳感器。 文章來源:https://phys.org/news/2017-06-robotic-vision-sensors-based-sensitive.html,實驗幫譯。 |