麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員開發(fā)出了一種簡單、便攜的成像系統(tǒng)GelSight,該系統(tǒng)結(jié)合了透明板、合成橡膠、具有微小金屬粒的外漆層,以及更巧妙的算法,可實(shí)現(xiàn)過去僅能通過大型和昂貴實(shí)驗(yàn)室設(shè)備來實(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法在顯微鏡下做檢驗(yàn)。未來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微粒的油漆。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,并由電腦視覺算法來分析這些影像。
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)器人觸覺傳感器的專案中衍生而出。研究人員意識(shí)到,他們的系統(tǒng)可提供的分辨率,比觸覺感測(cè)所需的更高。
研究人員縮小了漆層表面上的金屬微粒,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)電腦視覺算法來測(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)傳感器模型,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)量到橡膠的形變后,該系統(tǒng)便可產(chǎn)生目標(biāo)物件的3D模型,而且該模型能在電腦屏幕上以多個(gè)角度進(jìn)行檢查。
Adelson和Johnson正在與一家大型航太公司和數(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)行木倉枝的彈道比對(duì)。