五感传感器令电子设备更接近人类：“千里眼”(图)

超高速处理会改变社会

与东北大学小柳教授的开发思路类似，广岛大学大学院工学研究科复杂系统专业教授石井抱与东京大学大学院信息理工系研究科系统信息学专业教授石川正俊所领导的研究小组用现有技术也开发了阶段性执行图像数据处理的系统。石井教授开发的HiroshimaHyperHumanVision(H3Vision)系统，具有高精度且超高帧速率，而且可以实时处理信息。该系统由美国Photron公司的100万像素、1000fps的摄像头、FPGA信息处理电路，以及PC组成(见图19)。

识别之前提取出必要信息

石井教授小组的目的是想调查将超高速帧的图像数据传输给电脑的途中，如果只抽取必要信息，会有什么结果。但是，传输超高速帧时，一般用来进行图像识别处理的电脑能力不足，存储器容量也不够，于是他们考虑在传输过程中去除一部分信息，以减轻电脑负担。因此，现在的系统比较类似脑视觉处理系统。

视觉变身为听觉和触觉

在石井教授开发的系统里，如果改变FPGA的处理内容，并对提取的数据内容及运算处理进行各种变换，就可以适当改变传感器的作用(见图20)。例如，使用前后时序的数据，并对时间进行微分处理，就可以看见速度分布。石井教授的小组使用上述技术，可以让机器人在几米的近距离内以160km/s的速度击球。由于可以看到以30转/s的速度旋转的球的样子，所以可以击打曲线球，这已经明显超过了人类的能力。

超高速视觉传感器也可成为听觉传感器或触觉传感器

如果不采用时间微分，而是批量处理相邻的多个像素，那么就是在影像系统中实现实时的扩大/缩小，而且毫无杂音。而如果使用提取物体动作的算法，就可以通过视觉识别声音的振动。这是由于，帧速率达到1000fps~10000fps时，正好与人类的大部分可听频率(20Hz~20kHz)及时间分辨率相重合。打响指、轻击物体但并不发出实际声音时，也可以通过视觉传感器取得声音信息。

此外，该系统还可用来制造加速度传感器与触觉传感器。只需再将速度分布进行微分，就可以看见加速度分布。牛顿定律F=ma描述了加速度与力的关系。如果对列车过桥时的图像进行速度分布微分处理，那么就可以看到力加载在桥的哪里，而且可以发现螺栓的松弛及龟裂等问题。

用手指弹弄某物体时，可以根据振动分布及传递方式了解手指的接触位置与所弹物体的材质等，这相当于可以取代触觉传感器。