MIT的GelSight技術瞬間完成3D成像

麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出了一種簡單、可攜的成像系統 GelSight ，該系統結合了透明板、合成橡膠、具有微小金屬斑點的外漆層，以及更巧妙的演算法，可實現過去僅能透過有大型和昂貴實驗室設備來實現的 3D成像。


該設備提供了一種可檢查大體積產品的方法，這些產品由於體積較大而無法在顯微鏡下做檢驗。未來這種方法也可能用於醫學、法醫學和生物識別等領域。

GelSight 在一塊透明板上放置了合成橡膠，其中一邊塗上了含有小金屬點的油漆。當用板上的橡膠對物件表面施壓時，這個板子有油漆塗面的那一側便會變形。而安裝在板子另一側的攝影機便攝取結果，並由電腦視覺演算法來分析這些影像。

一種新的，更高解析度版本的 GelSight 可達到深度少於1微米、截面約2微米的物理特徵。

GelSight是從一項建構機器人觸覺感測器的專案中衍生而出。研究人員意識到，他們的系統可提供的解析度，比觸覺感測所需的更高。

研究人員縮小了漆層表面上的金屬斑點，並使用了與以前不同的照明方案，而這便需要重新設計電腦視覺演算法來測量表面特徵。

傳統上，要產生微米級影像，必須使用大型且昂貴的設備，如共聚焦顯微鏡或白光干涉儀，而且要產生一幅3D影像可能要耗時數分鐘到數小時之久。這類設備通常必須安裝在可隔離振動的桌子上，可能必須使用到花崗岩材質的桌面和減震器。

與此相反，Edward Adelson的研究人員和Micah Kimo Johnson建立了一個感測器原型，其尺寸約等於一個汽水罐，幾乎可瞬間產生3D影像。

當多個攝影機測量到橡膠的變形後，該系統便可產生對象物件的3D模型，而且該模型能在電腦螢幕上以多個角度進行檢查。

Adelson和Johnson正在與一家大型航太公司和數家工業設備製造商進行討論，他們對於採用GelSight來檢驗產品完整性感到興趣。

該技術也引起了刑事鑑識專家的高度關注，認為它可以提供一種成本低廉但高效的鑑定方法，以進行槍枝的彈道比對。

負責開發這項技術的研究人員任職於麻省理工學院的腦及認知科學部。




電子工程專輯 2011/08/11 Joy Teng

相關連結

• MIT's GelSight enhances 3-D imaging ( EETimes)
•  http://www.siggraph.org/s2011/sites/org.s2011/files/papers-first-pages-siggraph-2011.pdf (Siggraph 2011)