Wetenschappers bouwen oog na met camera

Met een camera en een op spieren gebaseerd aandrijvingssysteem zijn wetenschappers van Georgia Tech erin geslaagd om oogbewegingen na te maken. De technologie kan ingezet worden voor robots en oogonderzoek.

Volgens de wetenschappers wordt er gebruikgemaakt van materialen met piëzo-elektrische eigenschappen om de camera, die een oog na moet bootsen, te besturen. Door het piëzo-elektrische effect wordt met elektriciteit beweging opgewekt. De benodigde actuators, de onderdelen die beweging genereren, zijn gebaseerd op de werking van spieren, waardoor de aansturing van robotogen verbeterd kan worden. De actuators, die met elkaar in serie of parallel zijn geschakeld, hebben daarbij een structuur die vergelijkbaar is met de cellulaire structuur in spieren.

Door het nabootsen van spieren zorgen de onderzoekers ervoor dat verschillende actuators, die de beweging aandrijven, met elkaar kunnen samenwerken. Het in werking zetten van meerdere actuators kan er daardoor voor zorgen dat zij elkaars beweging versterken, net zoals als dat bij spierbundels het geval is. Voorheen was het met piëzo-elektrische actuators niet mogelijk om voldoende beweging op te wekken, aldus de wetenschappers.

Met het aandrijvingssysteem voor de camera kunnen robots verbeterd worden. Zo kunnen robots met verbeterd 'zicht' ingezet worden voor operaties in het ziekenhuis. Ook kunnen wetenschappers met het systeem oogbewegingen bestuderen.

Reacties (35)

[d1zzje]

Moet ik gelijk denken aan dat stukje van Piet Molenaar 2 jaar geleden hier op tweakers


Duitse onderzoekers hebben een robotcamera ontwikkeld die de bewegingen van de oogbol kan simuleren. Het robotoog heeft een maximale draaisnelheid van 2500 graden per seconde en is daarmee 2,5 keer zo snel als de menselijke variant.

Een onderzoeksteam van de Institute of Applied Mechanics-afdeling van de technische universiteit van München, onder leiding van professor Heinz Ulbrich, is erin geslaagd om een robotcamera te ontwikkelen die snel en precies de oogbolbewegingen van een mens kan kopiëren, zo is te lezen bij Ieee Spectrum. Huidige systemen op basis van eyetracking-software en headmounted-camera's zijn vaak niet snel genoeg om de bewegingen van het oog bij te houden. De Duitse robotcamera is met een draaisnelheid van 2500 graden per seconde beduidend sneller dan het menselijke oog, dat maximaal 1000 graden per seconde haalt. Het camera-oriëntatiesysteem kan onder meer worden gebruikt om de ogen van autonome, bewegende robots een menselijker gezicht te geven.


Bij de robotcamera van de Duitse onderzoekers wordt nog steeds gebruikgemaakt van eyetracking-software om de bewegingen van de oogbol te registreren, maar is het draaimechanisme van de cameramodule een geheel nieuw ontwerp. Het systeem bestaat uit een klein platform, met printplaat en cameramodule, dat op een scharnier is bevestigd. Aan het cameraplatform zijn drie stangen bevestigd die via zogeheten prismatic joints zijn verbonden met metalen schuifjes die heen en weer kunnen bewegen.

Deze constructie levert drie vrijheidsgraden op, waardoor de camera in alle richtingen kan kantelen en om zijn as kan roteren. Het onderzoeksteam ontwikkelde eerder een soortgelijk camerasysteem, maar dat had slechts twee vrijheidsgraden. Hetzelfde principe wordt gebruikt bij robotplatforms voor commerciële flightsimulators, maar die laatste worden pneumatisch aangedreven en hebben meestal zes vrijheidsgraden. Het huidige prototype van de robotcamera weegt slechts 100 gram.


de technologie gaat snel nietwaar?

[Reactie gewijzigd door d1zzje op 25 juli 2024 11:54]

[Brodo]

Ik hoop echt dat ze dit kunnen verkleinen en over een paar jaar blinde mensen/mensen met echt slechte ogen/chronische afwijkingen zo weer kunnen laten zien...

Prachtig om te zien dat de technologie zo vooruitspringt..

klein editje;
Ik vraag me af in hoeverre het mogelijk is om zenuwuiteinden aan te sluiten op dit soort technologie... Ik weet dat het nu nog lang niet zo ver is maar het zou in theorie mogelijk moeten zijn.... (dan kan je een nep-oog zoals dit ook controleren als een echt oog, het functioneert dan (als het goed is) ongeveer hetzelfde..

[Reactie gewijzigd door Brodo op 25 juli 2024 02:28]

[Edek]

Ik meen te herinneren dat op T.net een post was waarin stond dat wetenschappers een camera hadden aangesloten op de zenuwen van een mens, waardoor zij weer konden zien. Deze had echter een hele lage resolutie van 1k

[tijnvw]

Klopt; de ontwikkeling van deze techniek staat nog in de kinderschoenen (eerste proeven in mensen staat voor 2013 gepland), en dit gaat over het model met 98 elektroden. Dan ziet je beeld er ongeveer zo uit: http://bcove.me/nl1kalys. Het volgende model maakt gebruik van 1000 elektroden, maar dit gaat nog wel even duren.

In ieder geval; de schakeling sensor-zenuw zou dus gemaakt kunnen worden!
Voor meer info, zie http://www.newscientist.c...through-a-bionic-eye.html

[OddesE]

De eerste proeven met mensen zijn al uitgevoerd. Er lopen al mensen rond met een plug in hun hoofd waar een camera op aangesloten kan worden. De beelden van de camera gaan via de plug de hersenen in.

Bron. Beetje lelijke pagina maar hier staan voorbeelden van proefpersonen, incluis foto, al uit 2002, dus al 10 jaar geleden.

[lezzmeister]

Dat ziet er wel een beetje lomp uit.
Kan niet wachten tot we het zo hebben.

Vraag me af of het nog in mijn tijd zal zijn.

[detheavn]

Dit is ook het eerste waar ik aan moest denken. Het mooie hieraan is dat in eerste instantie zo'n augmentaties gezien worden als een hulpmiddel voor mensen mensen met een handicap en dit uiteindelijk uitloopt dat je plaats in de maatschappij daardoor bepaald wordt. Ook hier wordt het merendeel gesponsored door de militaire tak van de overheid.

Is allemaal natuurlijk wel een doemdenk scenario, maar goed. Gamers blijven gamers

[kimborntobewild]

@OddesE:
De pagina laadt eerst wel; maar als ie klaar is met laden gaat alles weg behalve het verhaal onder:
"I'm sorry, but your system or browser is censoring content or ads.*" en een filmpje.

Waarschijnlijk omdat http://hostsfile.org/ hier is geïnstalleerd.

[NdotGdot]

Met kunstledematen is het al mogelijk om te besturen met de hersenen en feedback terug te geven aan de hersenen.

[satoer]

Zo kunnen robots met verbeterd 'zicht' ingezet worden voor operaties in het ziekenhuis.

Grappig dat ze altijd zulke toepassingen noemen. Handig om mensen te redden. Maar in werkelijkheid zal het wel als eerste in millitaire toepassingen worden toegepast, om mensen te doden...

[Giku]

De meest innovatieve tijden en uitvindingen worden inderdaad in oorlogstijd gedaan, als de nood het hoogste is.
Denk echter dat het vooral tegenwoordig andersom is, laat die 'burgers' het lekker perfectioneren in het gebruik, en dan jatten en passen we het wat aan voor oorlogstoepassingen.

OT: Interessante technologie, is denk inderdaad makkelijker om dan in kleinere ruimtes in aderen e.d. toch nog rond te kunnen kijken als een draad het niet kan, de lens toch wel.

[mystic101]

De meest innovatieve tijden en uitvindingen worden inderdaad in oorlogstijd gedaan, als de nood het hoogste is.

Meh. Urban myth. Neem al die oorlogen in Afrika de laatste paar decennia. Die hebben geen enkele innovatie opgeleverd. Sterker nog. Als die oorlogen daar achterwegen waren gebleven waren ze nu veel verder geweest met hun eigen sociaal economische ontwikkeling en zouden ze zelfs al in staat kunnen zijn om innovative bijdragen te leveren aan de mensheid.

[Nickname55]

Bij die oorlogen in Afrika word veel tweedehands wapentuig uit de VS en Rusland gebruikt. Deze verkopen die wapens, dit geld wat ze daaraan verdienen kunnen ze onderzoek stoppen Zo dragen die oorlogen in Afrika wel mee aan innovatie. Als die oorlogen er niet waren geweest, zouden de VS en Rusland heel wat minder aan de tweedehands wapenhandel verdienen en die oude wapen wellicht wat langer zelf gebruiken.

[Anoniem: 153298]

Meh. Oneens.
Sowieso vraag ik me af hoeveel echte oorlogen (land tegen land) er in Afrika zijn, het zijn daar vooral rebellengroepen die tegen elkaar en/of de bevolking vechten. Daarnaast is het op een 'laag niveau': zoals Nickname55 al zegt, zijn het vooral oude geweren die daarbij gebruikt worden. Technologie om zichzelf sterker te maken is ruim voorhanden (tanks, helikopters, etc) maar daar hebben de lords geen geld voor.
Bij een WOIII zul je, er vanuit gaande dat kernwapens niet gebruikt worden, gelijk zien dat de grootmachten het R&D-budget voor militaire doeleinden gigantisch op zullen schroeven, om maar te zorgen dat ze voor blijven op de rest (en dus kans maken om te winnen). Zie ook WOI, WOII en de Koude Oorlog.

[chime]

Meeste oorlogen hebben voor immense ontwikkelingen gezorgd.
Wel 1 maar: je moet natuurlijk wel een basis hebben om die ontwikkelingen te kunnen uitvoeren, die mankeert gewoon in Afrika:
- nagenoeg geen eigen middelen: wij als ex-kolonisten hebben ze goed leeggeroofd - uitbuiten gaat nu nog altijd verder door goedkoop grondstoffen aan te kopen en duur eindprocten te verkopen
- gebrek aan geschoolde mensen
- relatief kleinschalig, budget voor R&D kan men dan amper missen.

Maar WO2, WO1, Koude oorlog, Strijd van napoleon, ... 't heeft allemaal zaken bijgebracht die we nu nog gebruiken.
Bij napoleon was het bijvoorbeeld het bewaren van voedsel in glazen potten (gekookt nadat ze in die potten waren gestoken) ... hetgeen nu gebruikt wordt om vnl. dingen in blik te steken.

Feit is wel dat in een echte oorlog de ontwikkeling razendsnel gaat.

Tegenwoordig gaat het dankzij IT ook wel vrij snel, maar in vergelijking met WO2 nog altijd vrij traag hoor.

@Satoer ...
Militair kan het gebruikt worden om mensen te doden, maar ik zie het ze militair toch eerst toepassen in robotten om bommen te ontmantelen en dus zo mensen te redden

[Anoniem: 412057]

Kijk eens beter? door die oorlogen, droogten, enz zijn ze methodes beginnen zoeken (oa ook met onze hulp, door bv broederlijk delen enzo) om beter voedsel te kunnen produceren. Dit zijn misschien voor ons geen uitvindingen, maar voor hun zijn deze methodes wel revolutionair.

[D.oomah]

Ooit was er een tijd dat militair onderzoek een gigantisch budget kreeg. Tegenwoordig is dat minder groot.
Het "probleem" is dat de meeste commerciële onderzoeken ook militaire raakvlakken hebben. Meneer Nobel heeft dynamiet uitgevonden om mijnwerkers te helpen. Maar het werd helaas al snel duidelijk dat die explosieven ook in de oorlog gebruikt konden worden. Nobel is hier heel rijk van geworden en heeft met zijn fortuin de Nobelprijzen in leven geroepen.

[TMoose]

Dat is de natuur.

Een hogere selectiedruk vergroot het adaptatievermogen.

[Anoniem: 419371]

misschien moet je is wat vaker naar discovery channel en co kijken dan zie je dat er steeds meer technieken worden gebruikt door het leger om mensen tijdelijk uit te schakelen in plaats van te doden!
Dit kan bvb goed gebruikt worden voor verkenning!

[OddesE]

Grappig dat ze altijd zulke toepassingen noemen.

Zo waar! Altijd als men het heeft over robotica dan moet de gezondheidszorg erbij gesleept worden. Wie is er nou tegen betere gezondheidszorg? Dat (dure) onderzoek moet natuurlijk wel een maatschappelijk doel dienen om verantwoord te worden en ooit, een decenium geleden, heeft een onderzoeker blijkbaar bedacht dat de gezondheidszorg wel een goed toepassingsgebied zou zijn om te noemen en sindsdien is iedereen daar op ingehaakt en nu staat het er bij elk artikel bij. Media neemt het ook kritiekloos over.

Robot als verpleegster, ik moet er niet aan denken.

Een autoschade repareren mag hij van mij wel, of het bed opmaken etc. Heb je ook allemaal ogen voor nodig. Oftewel ik denk dat zulke robotica veel eerder zijn weg vindt naar fabriekshallen en huishouden dan naar het ziekenhuis.

[satoer]

Robot als verpleegster, ik moet er niet aan denken.

Ligt aan te toepassing natuurlijk. Ooglaserrobots zijn inmiddels al goed ingeburgerd, iets wat met de hand niet eens mogelijk is.

Overigens van wiki over laser licht:

Belangrijke doorbraken komen pas na de Tweede Wereldoorlog in navolging van het onderzoek naar radarsystemen.

Ook zijn oorsprong uit millitaire toepassingen... :-P

[Reactie gewijzigd door satoer op 25 juli 2024 11:54]

[NoResult]

<cynisch>ja, het is een slechte zaak, nieuwe technologie ontwikkelen onder het mom van iets goeds zoals medische vooruitgang. alsof dat inderdaad echt hun intenties zijn...</cynisch>

ik denk eerlijk gezegd dat in medisch onderzoek de behoefte aan extreem precieze apparatuur groter is dan in de meeste industriële toepassingen. vandaar dat in die context de medische toepassing vaak el degelijk het doel is.

[Anoniem: 95747]

Ik denk dat je het woord robotica teveel interpreteert als humanoid.

Het medisch veld ontwikkelt zich razendsnel, robotica spelen hier een grote rol in; van (micro)chirurgie tot protheses.

[Anoniem: 47000]

het gaat ook over "het boze oog"

[Anoniem: 463576]

Ik zit thuis ook veel met Microsoft Robotics en Mindstorms te spelen, gaat wat te ver om te zeggen dat we het menselijk oog namaken, maar op dit gebied is nog veel innovatie te verwachten, vooral als je met multi camera's objecten gaat scannen.

[cng]

Inderdaad een mooie techniek om mensen weer te kunnen laten zien die blind zijn geworden of zelfs misschien blind zijn geboren.
Maar wat te bedenken van meerdere toepassingen, het kunnen zien van onzichtbaar licht of warmte bronnen.
In eerste instantie zou je denken dat je er niks mee kunt, maar wie weet in de toekomst.

[Deux]

Hopelijk gaan ze hier verder mee, heb het dringend nodig.Niet voor oog maar voor oogspieren.
Het is heel moeilijk op dit na te bootsen, snelheid van werken oogspieren is echt hoog. De meest gebruikte spieren, zelfs als je slaapt

[KoploperMau]

Toch knap... Een oog is zo ongelooflijk gecompliceerd! Dat maak je niet 123 na!

[Anoniem: 175233]

Wat mag er zo gecompliceerd zijn aan het oog?

Het is gewoon een vervormbare enkelvoudige lens, met een sensor array erachter. Stelt geen ruk voor. Kun je tegenwoordig met kant en klare onderdelen bouwen.

Het enige wat bijzonder is aan het oog, is de beeldverwerking die er achter zit.

[meneer william]

Een beetje achterhaalt, er is al eerder en vaker een robot oog als biologische vervanger ontwikkelt. De titel van dit stuk verwijst naar een soort doorbraak maar als ik het lees blijkt het informatie te zijn die ik een jaar eerder ook al had.

Eigenlijk had ik nieuws verwacht over een camera oogbal die de beelden naar de hersens toe kan sturen. Dit is al gelukt het mocht alleen zo zijn dat het nog heel veel werkt is om het op elk uniek persoon af te stemmen. Ook verandert de interpretatie van de hersenen naar mate wij ouder worden en daardoor moet de camera bijgesteld blijven worden.

Het namaken van spierbeweging is trouwens overbodig voor een biologische vervanger. Een dummie (nep oogbal) kan door de menselijke spieren bewogen worden. Een dummie met camera dus ook.

Voor robots zal het wel een handigheidje zijn maar het zal niet extreem veel toevoegen.

[marapuru]

Het ontwikkelen juich ik alleen maar toe. Maar ik snap niet waarom de beperkingen van het menselijk oog (beperkte draaiing) worden meegenomen in een robot-oog. Een echt functionele robot heeft toch juist zaken die bij de mensen ontbreken of belemmerend werken?

[Fredbenz]

Het is marketingpraat om te zeggen dat hiermee een oog wordt nagebouwd - het zijn alleen de spieren die nagebootst zijn, de rest is standaard. Inderdaad een vooruitgang voor het besturen van kleine lichte dingetjes zoals een optische sensor, maar meer ook niet.

[Anoniem: 372378]

Precies. Beter nog, die linksprite camera is echt meer dan mickey mouse, heb er ook een, kan kleine jpeg platajes schieten en over TTL/serial doorsturen, niet echt 2012 dus. Verder ben ik ook totaal niet onder de indruk van de opstelling, en vind ik het ook niet eens 'spieren nabootsen', want de laatse keer dat ik keek ging actuatie in mijn lichaam niet met magneten, metaal en plastic; maar met sarcomeren - als ik me niet vergis
edit: 160x120px, met default baudrate 38400bps, laten we zeggen 4000 bytes/s (startbit,stopbit, etc). beeld is 58kb zonder compressie, laten we zeggen 5kb inc compressie. Zitten we op 1fps op 160x120px in je oog. En wij maar zeuren over lag en ghosting !

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 372378 op 25 juli 2024 11:54]

[Belgar]

De gebruikte camera is natuurlijk niet relevant voor de proof-of-concept. In principe kan de camera vervangen worden door elk relevant stukje hardware.

Overigens mis ik wel wat het voordeel is ten opzichte van stappenmoteren en andere alternatieven.