新研發機器人可協助盲胞進行視覺輔具測試

一種新發明的行動機器人據說可用以協助人造視網膜(artificial retinas)與其他視覺輔具(visual prosthetics)的開發者，進行各種用以改善這些輔具效果的視訊濾波器(video filters)測試。


這種有輪子的機器人名叫「Cyclops (編按：希臘神話中的獨眼巨人)」，擁有一隻攝影機做成的眼睛，會模擬目前低解析度植入裝置所支援的視覺場景並執行搜索任務，好讓工程師藉此最佳化視訊濾波器演算法、以協助受移植人造視網膜病患。

「我們認為因此取得了測試視覺輔具用視訊濾波新技術的較佳途徑；」也在美國加州理工學院(Caltech)擔任物理客座教授的美國亞歷桑納大學 (University of Arizona)教授Wolfgang Fink表示：「Cyclops機器人能以與人造視網膜相同的解析度，測試我們的影像處理演算法。」

視覺輔具的主要問題是解析度低，但這能部份透過選擇正確的影像處理技術來改善；舉例來說，如果有一位病患想要在陰暗的走廊上找到出入通道，但黑暗中的出入口與旁邊的牆幾乎都是黑的，沒有足夠的對比度能識別出通道位置。

這時如果影像處理技術可量測出所有的像素值，並將牆面最亮的像素歸為純白，將最暗的像素歸為黑色，就能顯示出通道並讓病患能夠容易識別。

Fink與加州理工學院的客座科學家Mark Tarbell已取得了美國國家科學基金會(National Science Foundation)的補助以開發新的視訊濾波器，但測試仍是一個問題，主要的原因是大多數已經植入輔具的病患已經難以負荷太多的測試程序。

為了減輕病患的負擔，研究人員轉向尋找視力正常的受測者，也就是將視訊攝影機的解析度降低，以符合視網膜植入物的實際狀況；不過這個方法卻失敗了，因為那些受測者會受到大腦裡已經有的影像強化機制影響。

新研發的Cyclops機器人則是只配備了Fink與Tarbell所寫入的視覺處理演算法；他們將機器人利用完整視訊攝影機解析度在黑暗中找到出入通道所需的時間做為基準，然後將解析度降低到與人造視網膜一致，再將影像處理機制的執行效果與基準相比較。

在Cyclops機器人上配備上百種不同影像處理機制，並進行數場搜索任務之後，研究人員就能判別出能讓機器人完成簡單搜索任務的技術是哪些，並將其中表現最好的交由人造視網膜製造商在真正的植入裝置中進行臨床測試。



關鍵字： 視覺輔具  測試  人造視網膜

EETimes電子工程專輯 2009/10/27
(參考原文：Robot tests visual prothesis designs，by R. Colin Johnson)

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