人造複眼問世 視野更大反應更快 媲美果蠅
▲果蠅的眼睛以多重透鏡看世界。視野更大,還能作出更快速反應。(圖/取自網路)
一個在瑞士聯邦理工大學(EPFL)工作的歐洲研究團隊,發明了一個可跟果蠅等昆蟲的複眼媲美的人工眼,該研究成果發表在最新一期美國《國家科學院學報》上。
論文中,該研究小組描述了這項技術如何利用堆疊層微電子,解決了準確地校準一個曲面上的光感受器和其他光學元件的難題。
人的視覺是透過兩個單透鏡的眼睛獲得的,可有效的精細區別對象。然而,大多數動物王國的其他成員依靠複合眼睛,即每隻眼睛以多重透鏡來看世界。其視力的清晰程度不及單鏡頭眼睛,卻提供了更大的視野,並且能作出更快速的反應。
科學家一直在嘗試研發人造複眼,希望能夠複製幾乎跟果蠅一樣的即時迴應時間、以及其他昆蟲能夠在不必轉動頭部的情況下看到周圍世界的能力。在此領域中已經有許多研究者取得了一定進展,但仍然存在兩個癥結:建立大小合適的眼睛和一個準確的包裹設計。而這支科學家團隊已經在這兩方面獲得重大突破。
昆蟲的眼睛表面是由非常小的、被統稱爲小眼的光學單元構成。爲了創建一個微小的人造複眼,研究人員開始複製了果蠅和其他節肢動物物種的小眼。其版本包括三層:外層透鏡、中間光感測器層和透過層疊削減設計,可靈活使用的內層電路板。
該團隊稱它爲CurvACE,這是一個擁有180度視野的人工複眼,小到足以「坐在」一枚5分鎳幣上。不論是在高光還是低光環境中,該人工複眼可以每秒150格(畫面更新 )運轉。研究人員下一步將在微小的飛行機器人上嵌入這種眼(可能爲一對)。
該團隊指出,這項新技術可能也會有其他的應用。例如「人工智慧衣服」,當一個人移動時,可能會改變形狀以提高舒適性。另一個潛在的應用是可作爲安全感測器,甚至可透過該技術爲人造皮膚提供紋理識別。