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進入清大仿生物視覺技術突破 可用在自動搜救、勘災和無人巡檢領域
清大仿生物視覺技術獲突破、可用在自動搜救與勘災和無人巡檢領域。圖為4個跨領域的研究團隊。（清大提供）
〔記者洪美秀／新竹報導〕清華大學跨領域整合電機與生科團隊，研發出教無人機、機器人及自駕車像昆蟲一樣具有「看」的仿生物視覺技術，打造仿視神經AI智慧晶片。未來只要一枚低功耗的晶片搭配鏡頭，就能在高速行進間辨識、追蹤並避開障礙物，並應用在自動搜救與勘災、無人巡檢、智慧監控、智慧醫療及智慧農業領域。
仿生視覺團隊的研究成果除發表在多項國際頂尖期刊，如《自然電子學》（Nature Electronics）、IEEE固態電路期刊（JSSC），也獲得科技部2021未來科技獎的肯定。
主持這項研究計畫的清華電機系教授鄭桂忠表示，電腦動態視覺就像拍電影一樣，是由一張張連續拍攝的靜態影像組成，電腦必須完整儲存所有數位影像，再計算每幀影像與前一幀的差異，不僅速度慢、耗電、且很占用記憶體。應用在無人機上，則因太重，飛不快又飛不遠。
為突破此困境，清華電機團隊與生科院教授羅中泉合作。羅中泉研究昆蟲的視覺與空間感知，從小小的果蠅、蜜蜂得到啟發，推演出「光流法」，也就是從光的流動來判斷周遭物體的遠近及移動速度，只擷取所見景物的輪廓及幾何特徵，來辨認障礙物及移動中的物體。
羅中泉解釋，新的技術可讓鏡頭專注於畫面中的「變化」，如有人招手、球飛過來，只抓取必要資料，就能加快影像處理速度、減少耗電。
此外，鄭桂忠透過電腦演算法也向生物大腦神經網路學習，把不重要的部分運算權重調為零，只要零愈多，算得愈快，耗電也愈少，因此可在記憶體內直接進行計算，不必在記憶體與CPU中央處理器之間來回搬運資料計算、儲存，可節省9成的功耗與時間。
團隊中的電機系教授謝志成則負責開發感測器內運算，如應用於智慧監視或門禁系統，而電機系副教授呂仁碩則整合軟硬體的仿神經智慧晶片的架構設計，並與台積電合作，開發新世代AI晶片，目前正開發無人機的關鍵主晶片，建立仿生無人機的必要自主技術。
由生科與電機教授跨領域組成的團隊成軍4年，已取得許多重要突破，團隊計畫未來運用新技術製作出體積比無人機還小的「搜救小蜜蜂」，在地震等災害發生時，穿越瓦礫與險境及時救人；並運用新世代無人機體積小特性，開發可匿蹤的無人機。
