MIT的GelSight技術(shù)瞬間完成3D成像

    麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種簡(jiǎn)單、可攜的成像系統(tǒng) GelSight ，該系統(tǒng)結(jié)合了透明板、合成橡膠、具有微小金屬斑點(diǎn)的外漆層，以及更巧妙的算法，可實(shí)現(xiàn)過(guò)去僅能透過(guò)有大型和昂貴實(shí)驗(yàn)室設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的 3D成像。

    該設(shè)備提供了一種可檢查大體積產(chǎn)品的方法，這些產(chǎn)品由于體積較大而無(wú)法在顯微鏡下做檢驗(yàn)。未來(lái)這種方法也可能用于醫(yī)學(xué)、法醫(yī)學(xué)和生物識(shí)別等領(lǐng)域。

    GelSight 在一塊透明板上放置了合成橡膠，其中一邊涂上了含有小金屬點(diǎn)的油漆。當(dāng)用板上的橡膠對(duì)物件表面施壓時(shí)，這個(gè)板子有油漆涂面的那一側(cè)便會(huì)變形。而安裝在板子另一側(cè)的攝影機(jī)便攝取結(jié)果，并由計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)分析這些影像。

    一種新的，更高分辨率版本的 GelSight 可達(dá)到深度少于1微米、截面約2微米的物理特征。

    GelSight是從一項(xiàng)建構(gòu)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器的項(xiàng)目中衍生而出。研究人員意識(shí)到，他們的系統(tǒng)可提供的分辨率，比觸覺(jué)感測(cè)所需的更高。

    研究人員縮小了漆層表面上的金屬斑點(diǎn)，并使用了與以前不同的照明方案，而這便需要重新設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)測(cè)量表面特征。

    傳統(tǒng)上，要產(chǎn)生微米級(jí)影像，必須使用大型且昂貴的設(shè)備，如共聚焦顯微鏡或白光干涉儀，而且要產(chǎn)生一幅3D影像可能要耗時(shí)數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)之久。這類設(shè)備通常必須安裝在可隔離振動(dòng)的桌子上，可能必須使用到花崗巖材質(zhì)的桌面和減震器。

    與此相反，研究人員Edward Adelson和Micah Kimo Johnson建立了一個(gè)傳感器原型，其尺寸約等于一個(gè)汽水罐，幾乎可瞬間產(chǎn)生3D影像。

    當(dāng)多個(gè)攝影機(jī)測(cè)量到橡膠的變形后，該系統(tǒng)便可產(chǎn)生對(duì)象物件的3D模型，而且該模型能在計(jì)算機(jī)顯示屏上以多個(gè)角度進(jìn)行檢查。

    Adelson和Johnson正在與一家大型航天公司和數(shù)家工業(yè)設(shè)備制造商進(jìn)行討論，他們對(duì)于采用GelSight來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品完整性感到興趣。

    該技術(shù)也引起了刑事鑒識(shí)專家的高度關(guān)注，認(rèn)為它可以提供一種成本低廉但高效的鑒定方法，以進(jìn)行槍枝的彈道比對(duì)。

    負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的研究人員任職于麻省理工學(xué)院的腦及認(rèn)知科學(xué)部。