天津大學研發仿生復眼 可為自動駕駛汽車等創建3D定位系統

據國外媒體報道，科學家最近發明了一種仿生復眼，可以幫助科學家了解昆蟲如何利用復眼快速感知物體及其運動軌跡。此外，復眼還可以與攝像頭配合，為機器人、自動駕駛汽車和無人機創建3D定位系統。

(圖片來源:天津大學)中國天津大學的研究人員表示，他們開發出了一種仿生復眼，它不僅看起來像昆蟲的眼睛，而且工作起來也像昆蟲的眼睛。復眼由數百到數千個相同的小眼組成，每個小眼都是一個獨立的感光單元。研究小組的一名成員說:“模仿昆蟲的視覺系統讓我們知道，與人類的視覺系統使用精確的圖像來探測物體的軌跡不同，昆蟲會根據物體發出的光的強度來探測物體的軌跡。這種運動檢測方法需要更少的信息，并允許昆蟲對威脅做出快速反應。”模仿昆蟲的眼睛研究人員使用單點鉆石車削法在復眼表面制造了169個微透鏡，每個半徑約為1毫米，并制造了一個總半徑約為20毫米的組件，可以檢測90度視野內的物體。相鄰微透鏡的視野會重疊，就像昆蟲的小眼睛一樣。制造人工復眼的挑戰之一是圖像探測器是平面的，而復眼的表面是曲面的。因此，研究人員在曲面透鏡和圖像探測器之間放置了一個光導管，克服了這一挑戰，使模塊能夠均勻地接收不同角度的光線。研究人員解釋說:“我們制作的仿生復眼具有相同的接收光線的能力，這與生物復眼更相似。與之前復制復眼的嘗試相比，它可以更好地模仿生物機制。”為了使用人工復眼來測量物體的3D軌跡，研究人員在每個小孔上添加了一個網格來幫助定位，然后在復眼的已知距離和方向上放置一個LED光源，并使用一種算法根據LED光源發出的光的位置和強度來計算LED的3D位置。研究人員發現，復眼系統可以快速提供物體的3D位置。但當光源較遠時，定位精度會下降，這也可以解釋為什么大部分昆蟲都是近視的。昆蟲是如何看世界的？研究人員表示:“這種設計讓我們能夠證明復眼能夠根據物體的亮度來識別自己的位置，而不是復雜的圖像處理過程。這種高度敏感的機制與昆蟲的大腦處理能力完美結合，幫助它們躲避捕食者。”據研究人員介紹，這種新型仿生復眼可以檢測物體的3D位置，這對小型機器人非常有用，因為小型機器人需要使用非常輕便的系統來實現快速檢測，它也為生物學家研究昆蟲的視覺系統提供了一種新方法。研究人員還計劃將定位算法嵌入到集成電路等平臺中，以便該系統可以集成到其他設備中。為了降低單位成本，研究人員還在研發批量生產這種復眼鏡片的方法。據國外媒體報道，科學家最近發明了一種仿生復眼，可以幫助科學家了解昆蟲如何利用復眼快速感知物體及其運動軌跡。此外，復眼還可以與攝像頭配合，為機器人、自動駕駛汽車和無人機創建3D定位系統。

(圖片來源:天津大學)中國天津大學的研究人員表示，他們開發出了一種仿生復眼，它不僅看起來像昆蟲的眼睛，而且工作起來也像昆蟲的眼睛。復眼由數百到數千個相同的小眼組成，每個小眼都是一個獨立的感光單元。研究小組的一名成員說:“模仿昆蟲的視覺系統讓我們知道，與人類的視覺系統使用精確的圖像來探測物體的軌跡不同，昆蟲會根據物體發出的光的強度來探測物體的軌跡。這種運動檢測方法需要更少的信息，并允許昆蟲對威脅做出快速反應。”眼睛rese……模仿昆蟲的奇瑞使用單點鉆石車削法在復眼表面制造了169個微透鏡，每個半徑約為1毫米，并制造了一個總半徑約為20毫米的組件，可以探測90度視野范圍內的物體。相鄰微透鏡的視野會重疊，就像昆蟲的小眼睛一樣。制造人造復眼的挑戰之一是圖像探測器是平面的，而復眼的表面是彎曲的。因此，研究人員在曲面透鏡和圖像探測器之間放置了一個光導管，克服了這一挑戰，使模塊能夠均勻地接收不同角度的光線。研究人員解釋說:“我們制作的仿生復眼具有相同的接收光線的能力，這與生物復眼更相似。與之前復制復眼的嘗試相比，它可以更好地模仿生物機制。”為了使用人工復眼來測量物體的3D軌跡，研究人員在每個小孔上添加了一個網格來幫助定位，然后在復眼的已知距離和方向上放置一個LED光源，并使用一種算法根據LED光源發出的光的位置和強度來計算LED的3D位置。研究人員發現，復眼系統可以快速提供物體的3D位置。但當光源較遠時，定位精度會下降，這也可以解釋為什么大部分昆蟲都是近視的。昆蟲是如何看世界的？研究人員表示:“這種設計讓我們能夠證明復眼能夠根據物體的亮度來識別自己的位置，而不是復雜的圖像處理過程。這種高度敏感的機制與昆蟲的大腦處理能力完美結合，幫助它們躲避捕食者。”據研究人員介紹，這種新型仿生復眼可以檢測物體的3D位置，這對小型機器人非常有用，因為小型機器人需要使用非常輕便的系統來實現快速檢測，它也為生物學家研究昆蟲的視覺系統提供了一種新方法。研究人員還計劃將定位算法嵌入到集成電路等平臺中，以便該系統可以集成到其他設備中。為了降低單位成本，研究人員還在研發批量生產這種復眼鏡片的方法。

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