類膚柔性視覺感知系統(tǒng)SkinSight
類膚柔性視覺感知系統(tǒng)SkinSight的核心突破在于重新定義視覺系統(tǒng)與載體之間的關(guān)系。傳統(tǒng)的陣列成像系統(tǒng)通常依賴剛性結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的幾何標(biāo)定，而SkinSight嘗試將陣列視覺從固定平臺中釋放出來，使視覺系統(tǒng)本身能夠隨人體或軟體結(jié)構(gòu)一起運(yùn)動，并在動態(tài)形變過程中持續(xù)感知周圍環(huán)境。
SkinSight可貼附于手掌中，在遮擋空間中采集多視角信息，與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）顯示相結(jié)合，呈現(xiàn)來自手部位置的“第二視角”。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，SkinSight以毫米級微型圖像傳感器為視覺節(jié)點(diǎn)，并將這些節(jié)點(diǎn)分布式嵌入柔性基底中。柔性部分能夠適應(yīng)彎曲、扭轉(zhuǎn)和拉伸等形變，剛性視覺節(jié)點(diǎn)則保持微型光學(xué)成像單元的穩(wěn)定性。這種“剛?cè)岵?jì)”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使SkinSight能夠在動態(tài)表面上形成可擴(kuò)展的視覺陣列，并可根據(jù)不同任務(wù)需求組成多種陣列形態(tài)。為了在形變過程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定成像與空間理解，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步結(jié)合視覺幾何模型與神經(jīng)重建方法，持續(xù)估計(jì)各視覺節(jié)點(diǎn)的空間位姿，并從非剛性、多視角視覺信息中恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)。由此，SkinSight不僅展現(xiàn)了一種柔性陣列感知新形態(tài)，更將可變形光學(xué)成像、動態(tài)幾何重建與智能空間理解融合為一個新型視覺感知系統(tǒng)。
研究團(tuán)隊(duì)展示了SkinSight在人體增強(qiáng)感知中的應(yīng)用潛力。當(dāng)系統(tǒng)貼附于手掌時，手掌不再只是運(yùn)動執(zhí)行的末端，而可以成為與身體協(xié)同工作的視覺感知界面。佩戴者將手伸入帶有狹窄觀察窗口的遮擋空間時，SkinSight可以從手部位置采集多視角圖像，重建被遮擋區(qū)域內(nèi)的物體，并與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡坐標(biāo)對齊，將重建結(jié)果疊加到用戶視野中，為用戶提供來自手部位置的“第二視角”。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步展示出柔性視覺感知系統(tǒng)在軟體機(jī)器人、可穿戴設(shè)備和具身智能等場景中的應(yīng)用前景。視覺不僅是獲取圖像的傳感通道，也是支撐智能系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境建模、場景理解與自主交互的重要信息載體。展望未來，類似能力可使柔性末端執(zhí)行器從自身表面獲取多視角信息，在保持柔順接觸能力的同時，于狹窄、遮擋或動態(tài)環(huán)境中完成定位、識別與操作。SkinSight以貼附式、隨形化的新形態(tài)將視覺感知能力嵌入可變形載體，使柔性系統(tǒng)的動態(tài)表面轉(zhuǎn)化為主動感知并理解空間的視覺接口。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-026-74257-9
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