可以說(shuō)神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感器行業(yè)已經(jīng)沉寂了好多年。而當(dāng)前，iniVation公司想讓神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感器行業(yè)卷土重來(lái)。雖然，神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模較小，但是iniVation已經(jīng)看到了其有機(jī)增長(zhǎng)的潛力。

神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)(Neuromorphic vision)傳感器是一種基于仿生學(xué)原理的攝像頭，它可以捕捉到一個(gè)場(chǎng)景中的關(guān)鍵信息，降低數(shù)據(jù)冗余和延遲。這種基于事件驅(qū)動(dòng)的傳感器使自主化更接近現(xiàn)實(shí)，已經(jīng)在高速視覺(jué)應(yīng)用中找到用武之地，如工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子和自動(dòng)駕駛汽車等領(lǐng)域。

“為什么說(shuō)基于事件驅(qū)動(dòng)的視覺(jué)傳感器是神經(jīng)擬態(tài)的呢?”Yole Développement(位于法國(guó)里昂)首席分析師Pierre Cambou表示。“由于每個(gè)像素都是一個(gè)神經(jīng)元，因而將AI引入像素處理是有道理的?！?

沉寂多年的神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感器行業(yè)在最近幾個(gè)月開(kāi)始卷土重來(lái)。去年11月，三星為其面向移動(dòng)設(shè)備和平板應(yīng)用的動(dòng)態(tài)視覺(jué)傳感器(DVS)技術(shù)提交了商標(biāo)申請(qǐng)。 Cambou認(rèn)為：“這有點(diǎn)出乎意料，因?yàn)槿情_(kāi)發(fā)DVS技術(shù)主要是針對(duì)汽車高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的?！?

去年12月，索尼不動(dòng)聲色地收購(gòu)了總部位于蘇黎世的Insightness公司，該公司的視覺(jué)傳感器可以在毫秒級(jí)別內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，即使傳感器本身在移動(dòng)的場(chǎng)景下也可以檢測(cè)。今年2月，位于巴黎的Prophesee公司在籌集了額外的2800萬(wàn)美元后，在國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)上宣布與索尼公司共同開(kāi)發(fā)新型一種傳感器，即基于事件驅(qū)動(dòng)的堆疊式視覺(jué)傳感器。

神經(jīng)擬態(tài)感應(yīng)源起于“硅視網(wǎng)膜”的發(fā)展，它模仿人類視網(wǎng)膜，最初由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)和神經(jīng)信息學(xué)研究所的Misha Mahowald于1991年提出。Mahowald解釋說(shuō)，“這種硅視網(wǎng)膜從圖像中減去平均強(qiáng)度水平并僅報(bào)告時(shí)空變化，從而可以節(jié)省帶寬?！边@一靈感啟發(fā)了動(dòng)態(tài)視覺(jué)傳感器(DVS)的概念，并驅(qū)使近年來(lái)無(wú)數(shù)的初創(chuàng)公司參與其中。瑞士的iniVation公司就是其中的一員。

位于蘇黎世的iniVation公司由事件驅(qū)動(dòng)視覺(jué)領(lǐng)域的先行者于2015年創(chuàng)立，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一個(gè)動(dòng)態(tài)視覺(jué)平臺(tái)，集成了高性能機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的硬件與軟件。其神經(jīng)擬態(tài)DVS芯片(型號(hào)為DAVIS346)模仿人類視網(wǎng)膜的特征，只有當(dāng)局部像素級(jí)別的變化發(fā)生時(shí)才有數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)時(shí)間精度的事件流，這相當(dāng)于傳統(tǒng)的視覺(jué)傳感器，但數(shù)據(jù)量卻少得多。該公司聲稱，由于采用了本地處理的理念，該芯片大大降低了功耗(最高降低90%)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和算力要求，同時(shí)還提高了傳感器的動(dòng)態(tài)范圍(超過(guò)120 dB)。

iniVation已經(jīng)建立了一個(gè)有300多家客戶的網(wǎng)絡(luò)，與賓夕法尼亞大學(xué)、蘇黎世大學(xué)和美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的研究人員在IBM TrueNorth類腦芯片上展開(kāi)了合作。這項(xiàng)研究致力于實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自主飛行。而歐盟的一項(xiàng)計(jì)劃則著重于可持續(xù)發(fā)展的智慧城市項(xiàng)目。

構(gòu)想智能工廠

與此同時(shí)，工廠里也正在進(jìn)行一場(chǎng)無(wú)聲的革命。自主與自動(dòng)化攜手并進(jìn)，而機(jī)器視覺(jué)正是制造業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展背后的支撐力量。與簡(jiǎn)單的傳感器不同，機(jī)器視覺(jué)傳感器會(huì)生成大量數(shù)據(jù)，以識(shí)別有缺陷的系統(tǒng)、了解其缺陷并進(jìn)行快速干預(yù)。其結(jié)果是成本節(jié)省和生產(chǎn)率提升。

iniVation聲稱，其動(dòng)態(tài)視覺(jué)平臺(tái)非常適合工業(yè)視覺(jué)，它可進(jìn)行高速3D基礎(chǔ)架構(gòu)掃描，用于預(yù)測(cè)性維護(hù)、高速生產(chǎn)檢查、顆粒檢測(cè)，以及熒光成像和人體運(yùn)動(dòng)分析的顯微鏡。換句話說(shuō)，它可以高速、高精度和高一致性地執(zhí)行平?；驈?fù)雜的重復(fù)性任務(wù)。

iniVation的CEO Kynan Eng在接受采訪時(shí)表示：“我們花了不少時(shí)間才制定出一個(gè)合適的策略。”當(dāng)其它公司都致力于高速計(jì)數(shù)時(shí)，Eng卻認(rèn)為“高速計(jì)數(shù)對(duì)象并不是很難”，因?yàn)閭鹘y(tǒng)相機(jī)可以達(dá)到每秒“捕捉一千幀甚至更多”。如果一個(gè)應(yīng)用不需要立即響應(yīng)，那“使用我們的傳感器將毫無(wú)意義?！?

至關(guān)重要的是延遲，而不是數(shù)據(jù)吞吐量，“我們的傳感器具有快速的響應(yīng)時(shí)間”。例如，“如果您有一個(gè)機(jī)器人需要不斷移動(dòng)地完成某項(xiàng)任務(wù)，那它就必須實(shí)時(shí)調(diào)整其路線。調(diào)整得越快，就可以移動(dòng)得越快，并越快檢測(cè)到自己的錯(cuò)誤?！?

“我認(rèn)為工業(yè)視覺(jué)是風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低、但市場(chǎng)規(guī)模較小的市場(chǎng)，”Eng說(shuō)道。因此，風(fēng)投機(jī)構(gòu)對(duì)此興趣不高。但iniVation看到了有機(jī)增長(zhǎng)的潛力，并從規(guī)模經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)思考。通過(guò)2019年與三星建立的合作伙伴關(guān)系，iniVation已經(jīng)從制造和銷售芯片轉(zhuǎn)向?yàn)闄C(jī)器視覺(jué)行業(yè)提供攝像頭。 Yole分析師Cambou指出，“你可以賣100美元的芯片，也可以將芯片封裝在攝像頭中，賣1,000美元的攝像頭?！?

通過(guò)往系統(tǒng)方向發(fā)展，iniVation正在提升其價(jià)值鏈的地位。

“我們意識(shí)到，做一家芯片公司對(duì)我們沒(méi)有任何意義，”Eng說(shuō)。“我們可以籌集到十億美元的資金，但仍然不夠自己開(kāi)發(fā)芯片的開(kāi)支。有人想知道，為什么我們的攝像頭很貴，怎么才能讓它更便宜?”通過(guò)與三星的合作，我們“解決了這個(gè)問(wèn)題?！?

不斷提高的質(zhì)量要求，加速了食品、包裝、消費(fèi)電子、航空航天和汽車行業(yè)中的機(jī)器視覺(jué)發(fā)展。Eng說(shuō)，iniVation’s的目標(biāo)是進(jìn)入更大規(guī)模的市場(chǎng)。

展望移動(dòng)市場(chǎng)未來(lái)

基于事件驅(qū)動(dòng)的攝像頭僅傳輸強(qiáng)度的變化。它不會(huì)受到動(dòng)態(tài)模糊的影響，其延遲也是微秒級(jí)別的。再加上極高的動(dòng)態(tài)范圍和超低功耗，這種攝像頭非常適用于虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用?！斑@是一個(gè)潛在的巨大市場(chǎng)，但我們尚不清楚它何時(shí)會(huì)真正成為巨大的市場(chǎng)需求，”Eng說(shuō)。“現(xiàn)在，它還是一個(gè)利基市場(chǎng)?！?