科技日報:新型仿生複眼 揭示昆蟲如何看世界

2020-11-24 天津大學新聞網

科技日報記者 陳曦   通訊員 張華

我們拍蒼蠅的時候，蒼蠅會非常迅速的飛走，蒼蠅是怎麼看到威脅並迅速做出反應的？天津大學精密儀器與光電子工程學院的研究人員通過研製新型仿生複眼模擬昆蟲的視覺系統，發現昆蟲可能是根據物體發出的光強度來探測物體的軌跡。該研究成果發表在國際期刊《光學快報》上，並被美國光學學會進行了專題報導。

仿生複眼透鏡尺寸對比圖 （圖片由受訪者提供）

昆蟲複眼視覺系統在原理上具有體積小、重量輕、視場角大、時間解析度高、運動目標探測靈敏等優點，使其具有其它成像方法無法比擬的優勢。然而昆蟲複眼快速感知物體目標運動軌跡的機理尚不明確。研究團隊利用單點金剛石切削法，在聚甲基丙烯酸甲酯上製作了表面有169個子眼的仿生複眼。這種仿生複眼可模擬昆蟲複眼功能，每個子眼均可作為獨立的視覺感受器。子眼半徑約1毫米，169個子眼形成一個尺寸約為20毫米的組件，其視場角可達90度。研究人員通過在構成複眼的曲面透鏡和圖像探測器之間放置一個錐形導光器件，使表面彎曲的複眼可以均勻地接收來自不同角度的光。

仿生複眼系統研製與目標探測圖例（圖片由受訪者提供）

「人類需要複雜的圖像信息來判斷物體的位置，而通過模擬昆蟲複眼功能，我們發現昆蟲或許根據物體的亮度就能定位目標。」課題負責人宋樂副教授介紹說，「僅僅需要處理圖像的明暗灰度信息，便可使昆蟲對威脅作出快速反應，這種簡單的探測機制非常適合昆蟲的腦處理能力，從而幫助它們避開捕食者。」研究人員還發現，目標距離複眼系統越遠，定位精度就會越低，這也解釋了為什麼大多數昆蟲都是近視眼。

這種新型仿生複眼能夠快速探測物體的空間位置，未來可以應用於智慧機器人、無人駕駛汽車等。

科技日報：http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2019-08/27/content_787466.shtml?from=groupmessage

（編輯 劉曉豔 趙楚鈺）

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