什么样的机器人才具有实用性？

什么样的机器人才具有实用性？

最小无线可操控摄像机问世：可装在甲虫头部，向手机实时传输视频。

华盛顿大学的工程师们设计了一种小巧、高效的机器人视觉系统，该系统总重量只有250mg，相当于一张卡片重量的1/10。

研究人员将其固定在活甲虫的身上，并能够以1-5帧/秒的速度向智能手机实时传输视频。

这项研究成果发表在最新一期的Science Robotics上。

副教授Shyam Gollakota带领他的团队，在微软奖学金和美国自然科学基金会的资助下，设计了一款小到可以安装在甲虫背部的视觉系槐尺统，该系统可以通过蓝牙装置实时传输甲虫第一视角画面，通信范围比足球场略大，为120米。

长久以来，复杂的视觉系统必然伴随大尺寸、高能耗，也就是说，只有大型机器人才配拥有视觉系统。而微型机器人，要么无法安装视觉装置（尺寸过大），要么必须带一根长长的线——用来通信和供电，否则续航能力堪忧。

因此，如何给微型机器人设计一款低能耗、高续航、无线的视觉系统，成为机器人领域工程师们的重大挑战。

为了解决这个难题，Gollakota和他的团队抛开工程领域，到生物学领域寻求答案。通过对一系列生物视觉系统的研究，工程师们发现了有意思的现象。

从低级物种到高级物种，生物体为视觉系统供给的能量是不一样的。比如浮游生物，虽然低级，但通过长期的进化，它们真正做到了视觉系统的“高性价比”，这恰恰是研究人员想在机器人身上实现的。

“高性价比”有两个特征：能省就省，够用就好。

华盛顿大学的工程师们发现，人类作为最高等的生物，我们的眼睛和视觉皮质占人体总重量的0.6%，而昆虫类，比如苍蝇，该比例却高达2.5%-13%。

质量占比越高，意味着能耗越大。

拿苍蝇种族中的绿头苍蝇为例，且不说整个视觉系统，单单一个视网膜，就消耗了其代谢能量的8%。

如此高的能耗，是自然界所无法接受的。因此在漫长的进化中，昆虫“学会”了一整套节约能耗的办法。

第一招，只在视网膜的一小片区域发展视觉功能。这有点“集中优势兵力打击敌人”的意味，既然视网膜耗能太高，昆虫就缩小视网膜的视觉能力范围。

第二招，多转头，少动身体。如果昆虫想要获得其他方位的画面信息，不需要移动身体，它们的头部可以独立于身体转动。转动头部显然比移动身体更节约能量。更有甚者，头也不转，可以转眼睛。

用工程师的话来说，这一招实现了“高效能收集视觉信息”。

了解到这些关键点，Gollakota团队尝试将其应用在机器人视觉系统的设计中。

他们的规划是，首先把设计的装置固定在活体甲虫背面，以测试其效果，然后用甲虫大小的机器人替换甲虫，最终实现带有视觉系统的微型机器人设计。

Gollakota等人设计的这一套机器视觉系统，可以说是昆虫视觉系统的人工版本。

在分辨率上，该系统采用的图像传感器精度和昆虫相当，较低的分辨率意味着更轻、更节约电量。最终的设计也体现了这一点，整套视觉系统总重250mg，相当于一张卡片的1/10重量。

此外，工程人员把摄像头安装在了一个可以旋转的机械装置上，该机械装置通过机载驱动器控制，可以转动60度，并且能够左右平移。此举模拟了昆虫的头部功能，即在不移动身体的情况下获得更大的视觉范围。而平移功能允许摄像头捕捉运动物体，甚至能够拍摄全景照片。

最后，工程人员创造性地在视觉系统中添加一个特殊装置——加速计，加速计可以检测甲虫是否处在禅明耐运动状态。只有当甲虫处在运动状态时，才触发视觉系统的拍摄功能。

用参与项目的该校博士生Vikram Iyer的话说，“如果摄像头一直工作，那整个视觉系统只能续航1-2小时。安装加速计之后，续航提高到6小时”。

加入这一系列仿生设计，机器视觉系统的能耗比传统方式低24-86倍。

最终的实验结果令人满意。由于整个装置足够轻便，甲虫甚至可以背着“设备”爬树。而通过智能手机操纵可旋转的摄像头，实现了全景拍摄。

机器视觉系统在甲虫身上获得了成功，团队进而设计了一款甲虫大小的贺春微型机器人，搭载该视觉系统，取得了同样好的实验结果。

Gollakota认为，通过大幅度降低传统视觉系统的尺寸、功率与重量，将摄像头的使用拓展到了以前不可能的新领域。

“视觉对沟通和导航都非常重要。当昆虫四处移动时，捕捉和传输实时数据对农业产业、工业物联网的发展非常有益，”Gollakota说。

同时，该团队准备公开该项目的代码，和所有研究人员共享。

在未来，他们计划在“低能耗”上更进一步——彻底摆脱电池的限制，此举可以通过利用太阳能实现。

机器视觉技术的应用现状_机器人视觉技术的应用领域

——2023年中国机器视觉行业市场需求分析 需求市场范围广【组图】

行业主要上市公司：矩子科技(300802)、天准科技(688003)、精测电子(300567)、凌云光(688400)、美亚光电(002680)、先导智能(300450)、劲拓股份(300400)等

本文核心数据：中国机器视觉行业市场规模;中国机器视觉行业市场前景

1、机器视觉市场增长趋势明显

2021年，物流仓储、新能源行业的蓬勃发展拉动了相关企业的扩产需求，视觉检测产品需求增长明显，GGII数据显示，2021年中国机器视觉市场规模138.16亿元(该数据未包含自动化集成设备规模)，同比增长46.79%。其中，2D视觉市场规模约为126.65亿元，3D视觉市场约为11.51亿元;传统工业产品的回暖也为机器视觉带来生机，增长趋势明显。

2、用户重视机器视觉系统贡献的成本优势

在选择机器视觉系统时，传统工业智能视觉设备的优势是体积小、集成度高、便于开发使用;嵌入式机器视觉系统的优势则在于其配置的弹性特征，具备较高的拓展性。在智能工厂的建设过程中，对机器视觉系统的要求是，既要降低成本，还要满足快速变化的视觉应用需求。

3、需求市场机器视觉渗透情况差别较大

从下游应用渗透情况来看，中国机器视觉在汽车、电子与半导体应用市场的渗透率较高，包装、医疗、制药以及智能交通领域的渗透率一般，在烟草、纺织等其他行业的渗透率较低。

4、下游市场拉动机器视觉行业发展

目前在我国随着配套基础建设的完善，技颂郑术、资金野数颂的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能需求开始毕物广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。未来，中国机器视觉行业将朝着3D机器视觉、深度学习、下游渗透加深等趋势发展。

中国的机器视觉行业是伴随中国工业化进程的发展而崛起的，中国正在成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围几乎涵盖了国民经济中的各个领域。2021年受物流仓储、新能源行业的等下游需求增长影响，视觉检测产品需求增长明显。根据高工机器人产业研究所数据，2021年中国机器视觉市场规模达到138.16亿元，同比增长其中2D视觉市场规模126.65亿元，3D视觉市场约为11.51亿元。根据GGII预测，到2025年我国机器视觉市场规模将达到469亿元，2021-2025年复合增速达到36%。前瞻结合中国机器视觉行业市场规模的增长情况和高工机器人产业研究所的预测，预计2026-2028年中国机器视觉行业将继续保持高速增长，其中，随着2D视觉逐渐向3D视觉升级，保守预测3D视觉市场以50%的增速增长，2D视觉市场以10%的增速增长。至2028年，中国机器视觉行业市场规模将达到亿837元。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国机器视觉产业发展前景与投资预测分析报告》。

机器视觉可以用在工业上，如自动化生产线，还可以用在医疗上智能生活等等

视觉龙VD200配合EPSON机械手玩具定位应用

现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。视觉龙的VD200视觉定位系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉系统需判断陵陵肆反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。

视觉龙VD200配合HBR机器人视觉引导对位应用

本项目尺轿为视觉龙的VD200视觉定位系统配合HBR机械手，识别刀片正反取汪宽放定位。