Parallel Processing and Image Analysis in the Eyes of Mantis Shrimps
Resumo do artigo
Introdução
O artigo expõe algumas características do sistema visual de uma das espécies de camarões ("mantis shrimps"), sugerindo que algumas dessas características possam ser empregadas no projeto de sistemas de visão computacional.
Entre as características observadas, nota-se a capacidade de realizar processamento em série e paralelo em determinadas partes do sistema, diminuindo assim a quantidade de processamento delegada ao sistema nervoso central em tarefas relacionadas à visão.
Método Utilizado
É feita uma exposição dos mecanismos biológicos presentes no sistema visual em questão, estabelecendo relações entre tais mecanismos e algumas características presentes. São mostrados os "ommatidium", unidades presentes no sistema visual dos camarões, e os "rhabdom", unidades fotorreceptoras. Os olhos são montados em uma haste, e podem mover-se em qualquer direção através do uso de um grupo de seis músculos.
Estes camarões têm olhos compostos, tendo uma fileira de seis linhas paralelas de "ommatidium" especializados na linha do equador de cada olho, dividindo este em dois grupos iguais de receptores. Tais "ommatidium" são estudados mais detalhadamente, pois possuem papéis
importantes no sistema visual destes camarões.
Resultados
É observado que cada hemisfério de um olho possui um "ommatidium" que enxerga o mesmo campo visual de um "ommatidium" no outro hemisfério. Entre os diferentes tipos de "ommatidium" presentes na faixa equatorial do olho, também nota-se que existem pares de "ommatidium" iguais. Isto sugere que possa existir processamento paralelo utilizando estas estruturas. As estruturas presentes na faixa equatorial dos olhos são estudadas em mais detalhes, mostrando que são divididas em partes que têm funções diferentes e que os estímulos são processados em série nessas partes. Observa-se que o movimento dos olhos exerce papel importante na
determinação da profundidade dos objetos e na localização espacial.
Através do estudo dos mecanismos apresentados, é sugerido que os camarões em questão têm a capacidade de obter informação espectral, polarizada e de profundidade utilizando seu sistema visual. A luz polarizada é utilizada para inferir texturas de superfícies, assim como orientação de objetos. No artigo também é sugerido que a informação espectral (cores) é bastante utilizada pelos camarões para identificar objetos. A informação de profundidade é importante para a navegação e distinção entre o fundo e os objetos no campo visual.
Conclusão
Conclui-se que as peculiaridades do sistema visual dos "mantis shrimps" podem servir de inspiração para o projeto de sistema de visão por máquina. Devido à complexidade do sistema, pode parecer estranho que o cérebro de um camarão possa tratar todos os estímulos que o sistema é capaz de obter, mas sugere-se que a informação obtida é processada em grande parte na própria etapa de obtenção dos estímulos usando-se processamento paralelo e em série. Isto permitiria que o sistema nervoso central já obtivesse a informação com um grau menor de complexidade, simplificando assim as tarefas delegadas a ele.
Referência
Cronin, T. W. and Marshall, J. Parallel Processing and Image Analysis in the Eyes of Mantis Shrimps.
O artigo pode ser baixado aqui. Uma cópia local também está disponível aqui.
Daniel André Vaquero
daniel at linux.ime.usp.br
Wed, 27 Aug 2003 15:49:29 -0300