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慧眼識(shí)世界：超越人類的“機(jī)械之眼”

馬路上，車輛奔流不息。行駛的車輛所產(chǎn)生的聲音通過聲波的傳遞，告知行人和其他車輛自己的運(yùn)動(dòng)軌跡。

有這樣一種技術(shù)，它超越人眼，可以根據(jù)道路上車型、車速的不同，精準(zhǔn)地進(jìn)行定位，并捕捉、識(shí)別車牌號(hào)。它不僅能夠和人類一樣在三維中捕捉到物體，還超越人類在高速運(yùn)動(dòng)情況下識(shí)別物體。它，就是圖像傳感技術(shù)。

圖像傳感技術(shù)，也可稱之為“機(jī)械之眼”。

無論具備多高能力的機(jī)器，如果沒有“五官”，則無法施展活力。而圖像傳感技術(shù)如同人眼，可以獲取周圍80%以上的視覺。通過在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行裝備，起到“眼睛”的作用，對周圍的動(dòng)作進(jìn)行獲取與捕捉。同時(shí)，如果機(jī)器不能時(shí)時(shí)捕捉到周圍狀況的變化，就無法同周圍環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)行自我控制。

歷經(jīng)40年，歐姆龍精煉代替“人類之眼”的圖像傳感技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)、生活等多領(lǐng)域支持社會(huì)的發(fā)展。身為圖像傳感技術(shù)的工程師，諏訪正樹在歐姆龍最初開發(fā)了二維文字識(shí)別傳感器。

二維文字識(shí)別傳感器可通過相機(jī)，識(shí)別圖像中的文字和號(hào)碼。從對工廠中食品的保質(zhì)期和制造批量編號(hào)進(jìn)行讀取的裝置，到可識(shí)別車牌號(hào)、讀取名片的智能APP，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。

可以對產(chǎn)品制造日期進(jìn)行讀取的圖像傳感器

可以對車牌號(hào)進(jìn)行讀取的圖像傳感器

而決定諏訪先生開發(fā)的契機(jī)，是當(dāng)時(shí)業(yè)界首個(gè)道路交通傳感器的開發(fā)。

道路交通傳感器可以根據(jù)交通流量、車速和車型進(jìn)行正確的判斷，通過控制信號(hào)燈，進(jìn)一步防止交通堵塞。但是二維圖像傳感對于建筑物同側(cè)行駛車輛的影子、交通堵塞中并排的車輛和道路反射的前照燈等時(shí)刻變化的道路狀況無法進(jìn)行識(shí)別。

如果同人類的眼睛一樣，安排2臺(tái)照相機(jī)，對縱深進(jìn)行捕捉，是否可以測量出距離呢？”針對開發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的討論結(jié)果，諏訪先生認(rèn)為這有極大的可能。

歐姆龍所追求的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)同人眼相同的機(jī)能。即在復(fù)雜的環(huán)境下也可以持續(xù)感知并擁有超強(qiáng)的耐久性，并能在60米外就可以捕捉到車輛的高精度。

但是讓諏訪先生最為煩惱的是，如何將此高性能的技術(shù)在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。人眼所看到、收集的龐大數(shù)據(jù)，可以在瞬間進(jìn)行處理并進(jìn)行分析理解。即，將萬物以三維的形式進(jìn)行認(rèn)知。

而即便是處理同人眼相同的數(shù)據(jù)，超級(jí)計(jì)算機(jī)也不夠用?！耙獙⑦@些復(fù)雜的數(shù)據(jù)在更小的空間進(jìn)行處理”。為了實(shí)現(xiàn)這一課題，捕捉車輛的縱深信息，諏訪先生對實(shí)驗(yàn)的2臺(tái)相機(jī)所收集的信息進(jìn)行了徹底地分析研究。

向困難發(fā)起挑戰(zhàn)才是開發(fā)的意義所在。最終，無論是晴天雨雪或是黑夜白晝，這項(xiàng)技術(shù)可以都可以對車輛達(dá)到97%以上的高度識(shí)別。通過感知光線的2臺(tái)相機(jī)所反映出道路的不同，計(jì)算出相應(yīng)的距離，這就是歐姆龍制造出的道路傳感器。

將平面圖形轉(zhuǎn)換為立體圖像進(jìn)行識(shí)別的立體相機(jī)

看透根本、磨礪高精度

將電子零部件進(jìn)行立體識(shí)別后，用不同的顏色分別表示

作為歐姆龍圖像傳感的高級(jí)工程師，諏訪先生認(rèn)為開發(fā)中最消耗時(shí)間的就是三維圖像傳感技術(shù)。即，通過識(shí)別檢查搭載在基板上器件與模塊解決方案事業(yè)“焊接點(diǎn)”的形狀和連結(jié)狀態(tài)進(jìn)行應(yīng)用。

在不足1mm的四方形上，搭載了上百個(gè)器件與模塊解決方案事業(yè)的焊接點(diǎn)。對這些焊接點(diǎn)進(jìn)行高速檢查的就是基板檢查裝置。

與道路傳感器的原理一樣，簡單地使用2臺(tái)相機(jī)并不能進(jìn)行三維圖像傳感。而是1臺(tái)進(jìn)行拍攝，另外1臺(tái)將特定的圖形轉(zhuǎn)化為投影。歐姆龍認(rèn)為通過投射物體所反映出的微小變化，能讓傳感器對物體進(jìn)行立體的識(shí)別和認(rèn)知。可這并不是一件容易做到的事情。

為了達(dá)到上述目標(biāo)，需要搭載具有高精度和高速度的裝置。歐姆龍開發(fā)出一款可以在1秒中進(jìn)行100次更換識(shí)別的超高速三維圖像傳感器。通過對影響電子機(jī)器品質(zhì)中重要的焊接點(diǎn)形狀和連結(jié)狀態(tài)進(jìn)行管理，歐姆龍實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的高速高品質(zhì)生產(chǎn)。

將電子零部件（左）特定的模樣進(jìn)行拍攝后形成立體認(rèn)別（右）

三維圖像傳感技術(shù)同樣也是歐姆龍的核心技術(shù)之一。在微小的零部件中將發(fā)揮高成果的技術(shù)不斷進(jìn)行打磨，將自身的技術(shù)優(yōu)勢匯聚在一起，這就是歐姆龍所研發(fā)的獨(dú)一無二的圖像傳感技術(shù)。

諏訪先生介紹，“我們并不需要將相機(jī)拍攝的所有的圖像都進(jìn)行處理，而是將最重要的信息進(jìn)行精確和快速的提煉。這才是歐姆龍圖像傳感的本質(zhì)，也是歐姆龍工程師努力的重點(diǎn)。”

如今是云計(jì)算的時(shí)代。使用超級(jí)計(jì)算機(jī)可以將大數(shù)據(jù)匯集起來，進(jìn)行龐大的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算。但是如果構(gòu)成大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)自身不夠精確，那么也無法得到答案。當(dāng)所有數(shù)據(jù)通過超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算后，也錯(cuò)失了判斷的時(shí)機(jī)。

物聯(lián)網(wǎng)的核心是如何將數(shù)據(jù)從現(xiàn)有的實(shí)際中進(jìn)行提取。歐姆龍?jiān)谫Y源有限的CPU和存儲(chǔ)容量中思考如何進(jìn)行智能的分配，開發(fā)出集人眼和人腦高性能的小型裝置。

如同手掌一般大小的機(jī)器，將在街道、交通、工廠和社會(huì)中的各個(gè)角落發(fā)揮作用，以“機(jī)械之眼”進(jìn)行思考，為人類提供信息。

手掌般大小的圖像傳感器"Human Vision Components"

“機(jī)械之眼”能夠看透內(nèi)心所想與未來嗎？

通過“機(jī)械之眼”所見，能夠解決的課題依舊還有很多。那么，對于還未看到的地方，如何使其變得可視化呢？

諏訪先生解釋說，“看不到的地方不單指物理層面，人的內(nèi)在和時(shí)間層面所說的未來，都是傳感技術(shù)所要挑戰(zhàn)的領(lǐng)域?！?

物理層面上，目前的傳感技術(shù)還很難針對在濃霧中拐角處行駛過來的汽車進(jìn)行監(jiān)測。但是，能夠“看到”人類內(nèi)在的傳感技術(shù)正在逐步發(fā)展。歐姆龍已經(jīng)開發(fā)出人臉識(shí)別技術(shù)，并作為輔助自動(dòng)駕駛被寄予厚望。未來歐姆龍還要開發(fā)出不僅可識(shí)別臉部和動(dòng)作，更要進(jìn)一步識(shí)別人類的表情——解讀出是否疲倦、是否犯困等“可見”的傳感技術(shù)。

可以根據(jù)司機(jī)動(dòng)作和表情進(jìn)行推測的車載傳感器

能夠預(yù)測未來的傳感技術(shù)已近在眼前。通過車鏡，預(yù)測到后面車輛的接近，進(jìn)而加速；或是通過預(yù)測對面逐漸接近的車輛進(jìn)行躲避。歐姆龍正在將幾秒前感知的未來動(dòng)向轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

諏訪先生信心滿滿地表示，開發(fā)中的確會(huì)有諸多困難。但是克服困難，將產(chǎn)品制造完成后，能夠獲得眾多來自客戶的驚喜與肯定。通過歐姆龍的技術(shù)改變社會(huì)，將所想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，是每天開發(fā)制造的原動(dòng)力。

歐姆龍為了實(shí)現(xiàn)未來更加美好的社會(huì)，不斷向前，將繼續(xù)開發(fā)可以預(yù)測未來的傳感技術(shù)。

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慧眼識(shí)世界：超越人類的“機(jī)械之眼”

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“機(jī)械之眼”能夠看透內(nèi)心所想與未來嗎？

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