该研究提出“概率事件”作为量子感知的新型计算原语,旨在解决自主系统在极端环境(如夜间导航、高速机器人)中因光子稀缺或动态快速导致的感知脆弱性问题。传统传感器依赖固定曝光聚合光子,在灵敏度、动态范围和时域分辨率间存在权衡;而量子传感器虽能检测单光子,但其数据流远超实时计算能力。研究者通过计算自上次强度变化以来的时间后验,将光子流表示为递归信念状态,生成三种低延迟信号:运动自适应场景通量、高保真活动图和基于熵的感知不确定性。该方法在约0.05勒克斯照度下实现跑步者姿态估计,无需重新训练视觉模型,并能以每秒超5万量子帧的速度处理输入,在商用GPU上产生千赫兹级输出,比现有量子重建基线快四个数量级。该工作以直接概率推断替代帧重建,弥合了光子计数传感与机器人视觉之间的鸿沟。
| Quanta sensors | 能够检测单个光子的传感器,提供高时间分辨率但产生大量数据。 |
| Probabilistic events | 一种计算原语,通过贝叶斯后验概率表示光子流,实现低延迟感知。 |
| Recursive belief states | 递归信念状态,用于随时间更新对场景变化的概率估计。 |
| Event-camera triggers | 事件相机中的固定阈值触发机制,与本文提出的概率事件方法相对。 |
| Quanta reconstruction baselines | 最先进的量子重建方法,通常需要重建完整帧,计算开销大。 |
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