據外媒報道，近日，科學家們發明了一種仿生復眼，可以幫助科學家了解昆蟲是如何利用自己的復眼快速感知物體以及物體的運動軌跡。此外，該種復眼還可與攝像頭一起工作，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研發出一種仿生復眼，該種眼睛不僅看起來像昆蟲的眼睛，而且工作起來也與昆蟲的眼睛類似。復眼由數百至數千個相同的小眼組成，而且每一個小眼都是一個獨立的感光單位。

研究小組中一名成員表示：“模仿昆蟲的視覺系統讓我們知道，與人類視覺系統中利用精確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。此種運動探測法需要的信息更少，可以讓昆蟲快速對威脅做出反應。”

模仿昆蟲的眼睛

研究人員采用了單點金剛石車削法在復眼表面創建了169個微透鏡，每個微透鏡的半徑約為1毫米，創建了一個總半徑約為20毫米的組件，可以探測90度視野范圍內的物體。相鄰的微透鏡視野范圍會重疊，與昆蟲的小眼一樣。

制造人工復眼的挑戰之一是圖像探測器是平的，而復眼的表面是彎曲的。于是，研究人員在曲面透鏡和圖像探測器之間放置了一個導光管，克服了這一挑戰，同時也讓組件能夠均勻地接收來自不同角度的光。

研究人員解釋說：“我們制造的仿生復眼具備相同的接收光線能力，與生物復眼更加類似。與之前復制復眼的嘗試相比，更能模仿生物機制。”

為了利用該人工復眼測量物體的3D軌跡，研究人員在每個孔眼都增加了網格，以幫助進行定位，然后再在復眼已知距離和方向上放置LED光源，并使用一種算法根據LED光源發出的光線的位置和強度，計算出LED的3D位置。

研究人員發現，該復眼系統能夠快速提供物體的3D位置。但是，當光源距離較遠時，定位精度就會降低，這也可以解釋為什么大多數昆蟲都是近視眼。

昆蟲如何看世界

研究人員表示：“這個設計讓我們能夠證明，復眼可以根據物體的亮度，而不是復雜的圖像處理過程，來識別其位置。這種高度敏感的機制與昆蟲的大腦處理能力能夠完美配合，幫助它們躲避捕食者。”

據研究人員所說，此種新型仿生復眼能夠探測物體的3D位置，對于小型機器人來說非常有用，因為小型機器人需要利用一個重量非常輕的系統實現快速探測，也為生物學家研究昆蟲的視覺系統提供了一種新方法。

研究人員還計劃將該定位算法嵌入至集成電路等平臺，使該系統能夠整合至其他設備中。為了降低單位成本，研究人員還在研發大規模生產此類復眼鏡片的方法。

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