美科學家發明人工「昆蟲眼」

2020-11-24 搜狐網

  新華網洛杉磯4月29日電(記者陳勇)美國加州大學伯克利分校的一個研究小組宣布,他們發明了外觀和功能上都與昆蟲複眼一樣的人造「昆蟲眼」。科學家說,這一仿生學成果可望廣泛應用在化工、醫療、軍事等領域中。昆蟲的眼睛是由成千上萬個微小的獨立感光單位組成的,被稱為複眼。

這些複眼排列成半球形,各自通過獨立的神經與感光細胞相連。因此昆蟲的視野遠比其他動物開闊,它看到的外部世界是由成千上萬幅圖像拼成的。多年來,科學家都清楚昆蟲複眼的優越性,但在現有技術條件下製作人造「昆蟲眼」非常複雜。美國研究人員在最新一期《科學》雜誌上報告說,他們運用了一種簡單的辦法成功製造了複眼。

  研究人員在論文中說,他們首先用8700個微鏡頭按蜂窩的形式平面排列,然後用一薄層聚二甲基矽氧烷壓在這個鏡頭陣列上,由於聚二甲基矽氧烷有較好的彈性,研究人員用負壓將它「吸」成碗狀,這就製成了複眼的模子。然後,他們用一薄層對紫外線光敏的環氧樹脂在模子裡澆成型,在低溫下讓這層樹脂慢慢凝固,形成帶有微小鏡頭的半球形複眼毛坯。

  最後一步,是製作與每個人造複眼相連的、相當於視神經的波導,也就是光的通道。研究人員用多束紫外線照向複眼,這些光線被複眼毛坯上的微小鏡頭聚焦,使鏡頭及其下層的環氧樹脂的光學特性發生改變,於是,每個微鏡頭都有了自己的波導。

  研究人員在論文中說,如果在每個波導後排列一個感光電荷耦合器件,記錄這個人造複眼看到的圖像,那就構成了一個「蟲眼相機」。這種相機所得的視野,比目前最好的廣角鏡頭還要寬廣。研究人員認為,未來兩三年內,這種技術很可能投入實際應用。

相關焦點

  • 這種昆蟲引起科學家注意,有望幫助人類發明世界上吸力最強的吸盤
    本周《BMC Zoology》雜誌上,劍橋大學動物學家提出了對一種昆蟲的研究。這種神奇的昆蟲長有一個像吸盤一樣的器官。通過觀察發現,這種昆蟲的吸盤能夠牢牢地依附在巖石壁上,其吸附力可能是世界上所有動物中吸附力最強的動物。
  • 巴拿馬科學家發明可降解人工骨螺釘 可抗炎抑菌被人體吸收
    【南美僑報網劉大美編譯】近日,由巴拿馬科學家發明的一款人工骨螺釘被美國食品藥品監督管理局(FDA)批准商用。巴拿馬《新聞報》10月28日報導,畢業於巴拿馬大學(UP),目前任教於美國西北大學(Northwestern University)生物醫學工程系的巴拿馬科學家吉列爾莫·安東尼奧·阿梅爾(Guillermo Antonio Ameer)所領導的實驗室發明了一款用於骨外科手術的醫療器材。該設備能夠促進人體組織再生,並隨著時間的流逝從患者體內消失。
  • 美帝發明超強夜視眼藥水
    智能先鋒,搞怪設備,看有趣,玩出界,就在極客視界美帝發明一種眼藥水,據稱可以讓你全黑暗能看清敵軍一舉一動,要不要嘗試一下?這是一群來自美國加州的研究人員,他們稱已經找到一種化學藥水,可以增強人眼的夜間視力。這個藥水的主要成分為Chlorin e6 (Ce6),同樣來自美國的志願者Gabriel Lincea成為第一個吃螃蟹的人。
  • 有「大智慧」的昆蟲,以昆蟲為靈感的四種發明技術!
    小蟲有大智慧,跳蚤、蜘蛛以及一些昆蟲或許能賦予工程技術新靈感—01 蝴蝶的晶體色彩許多蝴蝶的翅膀和一些鳥類的羽毛如孔雀,有著絢麗色彩。因為這類顯示器依靠的是環境光,而不需要人工照明,所以它的色彩在室外會更加鮮豔,而不像傳統的屏幕那樣在陽光下會逐漸褪色。由於屏幕本身不發光,所以耗電量可減少約90%。如果該技術應用在等離子電視上,比如一臺等離子電視耗電約為400瓦,一臺Mirasol 顯示器耗能可能只有40瓦。這種技術現在已經被應用到手機和其他具有用戶界面的設備上。
  • 巴拿馬科學家發明新款人工骨螺釘 可降解和抗炎抑菌
    中新網11月4日電 據南美僑報網3日報導,近日,由巴拿馬科學家發明的一款人工骨螺釘被美國食品藥品監督管理局批准商用。這款產品不僅能降解,還能幫助患者抗炎抑菌。據報導,畢業於巴拿馬大學,目前任教於美國西北大學生物醫學工程系的巴拿馬科學家阿梅爾所領導的實驗室,發明了一款用於骨外科手術的醫療器材。該設備能夠促進人體組織再生,並隨著時間的流逝從患者體內消失。
  • 科學家發明一種柔軟的機器人昆蟲 被蒼蠅拍拍扁也不影響飛行
    科學家發明一種柔軟的機器人昆蟲 被蒼蠅拍拍扁也不影響飛行  Emma Chou • 2019-12-20 17:13:18 來源:前瞻網
  • 德國專家模仿昆蟲複眼發明超薄成像系統
    最近,德國弗勞恩霍夫(Fraunhofer)應用光學和精密機械研究所的科研人員模仿昆蟲的複眼,發明出了一種厚度為0.4毫米的識別成像系統,它可以像塑料薄膜一樣隨處貼附。 據德國雅虎新聞網6月14日報導,科學家們在設計時應用了昆蟲複眼的工作原理:一個成像薄膜系統由幾百個單眼組成,每個單眼又具備自己的一套透鏡和成像系統,觀察物體時按自己的視角進行拍攝。之後,通過計算機運算處理,整張圖片就可以被合成出來了。該成像系統雖然不具備很高的像素,但因系統非常平整,因此可以進行寬畫面的成像工作。
  • 昆蟲機器人是一種什麼樣的存在?
    人類的很多發明都是受動物的啟發,比如根據蝙蝠的回聲定位系統,發明了雷達;根據鯨魚的外形及魚鰾發明了潛水艇等等。如果根據昆蟲微小的腦結構,發明一種在複雜條件下,依舊運動自如的機器人,該有多好呢。想像一下,這個機器人不僅能夠完成定向動作,還可以像昆蟲一樣,具備超強的導航和生存能力,這將會是多麼完美的一件事。最近,大量來自昆蟲神經學的數據,為構建完整的昆蟲大腦模型提供了可能性,這誘人的成果如果運用到機器人技術上,將會迎來機器人技術的飛速發展。
  • 美研究人員為無人機配備來自真實昆蟲的化學傳感器
    多年來,工程師們一直苦惱於沒有像蛾子等昆蟲一樣精細的化學傳感器。有鑑於此,華盛頓大學研究團隊決定直接改變蛾子的生物學用途,而不是發明新的人造技術。該校在新聞稿中指出,此舉意味著人工與自然創造的巧妙融合,有助於在工業等注重靈敏度的環境中得到有效運用。一方面,如果某個傳感器能夠只需一小部分的濃度,即可檢測到有毒粒子。那基於這套傳感器方案的儀器,顯然可以在實際應用中更加不費吹灰之力。另一方面,科學家們觀察到飛蛾並不會撲向有毒氣體。
  • 美科學家對6種市售燈泡進行實驗 最不易吸引昆蟲是暖色系LED燈
    打開APP 美科學家對6種市售燈泡進行實驗 最不易吸引昆蟲是暖色系LED燈 工程師4 發表於 2018-05-10 09:40:00
  • 旅美科學家蔡亦鋼:兩度獲得貝爾實驗室發明家獎
    提起大名鼎鼎的「貝爾實驗室」,人們就會想起電話、電視、遙控器、電晶體、無線電收音機、立體聲和電腦等改變人類生活的重大發明創造。這個成立於1925年的私立研究實驗室誕生過13位諾貝獎獲得者。包括朱棣文、崔琦、高琨3位華裔科學家獲得諾貝爾獎的成果,都是在這裡完成的。
  • 科學家發明人工合成木材:強度更高,不易燃不易腐
    科學家發明人工合成木材:強度更高,不易燃不易腐  Connor Feng • 2018-11-20 09:09:01
  • 加拿大發明仿生鏡片 世界上將不存在近視眼?
    「加拿大發明仿生鏡片,10秒內可恢復視力!」「2017年,世界上將不存在近視眼!」另一種相似的手術是已開展多年的有晶體眼人工晶體植入術治療超高度近視,將通過計算後得到的具有一定度數的摺疊人工晶體通過2-3mm的切口注入眼內,之後人工晶體在人的自然晶體和虹膜之間展開,從而達到矯正近視的效果。  人工晶體植入手術需要在眼部開一個小口,將相應的物質取出放入。沙翔垠介紹,隨著技術的進步,切口不斷變小,所置換的晶體也從硬膠體變為摺疊晶體。這種門診手術,在幾分鐘內即可完成。
  • 最新發明:酒精驅動的微型昆蟲機器人RoBeetle
    隨著科技的不斷發展,以及人工智慧技術的進步,微型機器人日趨普遍,它們可以在極為狹小的空間裡運動,這是人類和傳統機器人無法做到的。但由於其體型過小,以至於功率、控制力受限。事實上,目前,絕大多數微型機器人由電動執行器驅動,而由於電池的小規模(低於1.8兆焦耳每公斤)令機器人尚不能夠自主地工作。
  • 中國科學家發明石墨烯人工喉 助聾啞人"開口說話"!
    原標題:中國科學家發明石墨烯人工喉 助聾啞人"開口說話"!   (健康時報記者 孫 歡)貼附在聾啞人喉部,即可「翻譯」聾啞人的聲音——清華大學微電子所任天令課題組發明的智能石墨烯人工喉日前問世,有望在未來解決聾啞人說話難題。
  • 四川大學生以昆蟲為題材製作創意昆蟲畫
    孔雀東南飛,五裡一徘徊;眼眼相看君,眼波時流轉昆蟲平面畫《孔雀東南飛》運用了馬達加斯加太陽蛾、巴黎翠鳳蝶、虎斑蝶、枯葉狹蝶、報喜斑粉蝶,紅翅尖粉蝶,裳鳳蝶,琉球青斑蝶,樟青鳳蝶等9種蝶類裁剪粘貼而成。中國青年網通訊員 劉旭東 攝  中國青年網成都1月24日電(通訊員 張玲)昆蟲,萬物之靈,自然將燦爛的色彩全部給予它,它不負自然的真心,將色彩在自身的搭配與運用達到了極致的境地。
  • 印科學家為昆蟲打造豪華VR「娛樂」平臺,究竟是為了什麼?
    科學家使用VR(虛擬實境)工具模擬自然環境,發現蘋果實蠅可以利用視角和運動視差來感知複雜背景下物體的深度,然後向距離更近的目標靠近。同時,它們還會結合氣味和風向來定位食物來源。這些研究(昆蟲的飛行和導航)將為害蟲防治、農作物授粉、蟲媒病預防等實際問題提供重要參考。
  • 昆蟲很美,也很殘酷
    昆蟲很美,也很殘酷  文/謝一 圖/任玉明  原載《mangzine·精英》(廣州)2007年第10期  在位於上海市中心的一處甲級寫字樓裡,我們見到了這位「昆蟲攝影家」,他留著乾淨的長髮,穿著精緻的希臘式前襟的黑色上衣,腳上一雙誇張的亮閃閃的範思哲鞋子顯示了設計師性格中不甘低調的一面
  • 研究證實「光害」是昆蟲末日使者 科學家:關燈就能立刻緩解
    英國衛報報導,根據一份全面性的研究回顧,光害是昆蟲的族群迅速減少的關鍵因素,卻沒有受到應有的重視。研究人員說,夜晚的人工光源多方面影響昆蟲的生活,包括誘困飛蛾致死、使老鼠和蟾蜍更容易獵捕昆蟲,以及掩蓋螢火蟲的交配訊號。夜間人工光源是昆蟲死亡的推手。圖為研究光害對昆蟲影響的實驗設施。
  • 顯微鏡下的視覺衝擊,淺析電影《昆蟲總動員》中的對比之美
    和一般的好萊塢動畫電影不同,法國導演著眼於自然界中不起眼的昆蟲,以一個渺小的生命的視點,讓大家重新看待這個世界,同時也讓我們重新思考對於生命的理解。本文將通過影片中真實場景與CG動畫人物、色彩的運用、聲音的使用手法三方面來解讀該片中的對比之美一、真實場景與虛擬CG動畫人物影片中的所有場景均來自美麗的國家公園,全實景拍攝,給人以身臨其境的感覺,仿佛影片中的昆蟲就在身邊飛舞,獨特的給觀影者帶來震撼之感。