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人造"复眼"终问世 视野更大反应更快可媲美果蝇

http://www.kexue.com 2013-05-28 15:31:48 科技日报  发表评论

  在瑞士联邦理工大学(EPFL)工作的欧洲研究团队,建了一个可与果蝇等昆虫的复眼相媲美的人工眼。该研究成果发表在最新一期美国《国家科学院学报》上。

  在论文中,该研究小组描述了这项技术如何利用堆叠层微电子来解决准确地校准一个曲面上的光感受器和其他光学元件的难题。

  人的视觉是通过两个单透镜的眼睛获得的,可行之有效地精细区别对象。然而,大多数动物王国的其他成员依靠复合眼睛,即每只眼睛有多重透镜来看世界。其视力的清晰程度不如单镜头眼睛,但却提供了一个更大的视野,并能对运动作出更快速的响应。

  科学家一直在尝试研发人造复眼,希望能够复制几乎与果蝇一样的即时响应时间,以及其他昆虫能够在不必转动头部的情况下看到周围世界的能力。虽然在此领域中已经有许多研究者取得了一定的进展,但仍然存在两个症结:建立大小合适的眼睛和一个准确的包裹设计。而这支科学家团队已经努力在这两个方面取得了重大的突破。

  昆虫的眼睛表面是由非常小的被统称为小眼的光学单元构成。为了创建一个微小的人造复眼,研究人员开始复制了果蝇和其他节肢动物物种的小眼。其版本包括三层:外层透镜、中间光传感器层和通过层叠削减设计可灵活使用的内层电路板。该团队称其为CurvACE,这是一个拥有180度视场的人工复眼,小得足够“坐在”一枚5分镍币上。

  不论是在高光还是低光环境中,该人工复眼可以每秒150帧运转。研究人员下一步将在微小的飞行机器人上嵌入这种眼(可能为一对)。该团队指出,这项新技术可能也会有其他的应用。例如“智能衣服”,当一个人移动时,可能会改变形状以提高舒适性。另一个潜在的应用是可作为安全传感器,甚至可通过该技术为人造皮肤提供纹理识别。

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