新型仿生复眼能够快速探测物体的空间位置

我们拍苍蝇的时候，苍蝇会非常迅速的飞走，苍蝇是怎么看到威胁并迅速做出反应的？天津大学精密仪器与光电子工程学院的研究人员通过研制新型仿生复眼模拟昆虫的视觉系统，发现昆虫可能是根据物体发出的光强度来探测物体的轨迹。

该研究成果发表在国际期刊《光学快报》上，并被美国光学学会进行了专题报道。

昆虫复眼视觉系统在原理上具有体积小、重量轻、视场角大、时间分辨率高、运动目标探测灵敏等优点，使其具有其它成像方法无法比拟的优势。然而昆虫复眼快速感知物体目标运动轨迹的机理尚不明确。研究团队利用单点金刚石切削法，在聚甲基丙烯酸甲酯上制作了表面有169个子眼的仿生复眼。这种仿生复眼可模拟昆虫复眼功能，每个子眼均可作为独立的视觉感受器。子眼半径约1毫米，169个子眼形成一个尺寸约为20毫米的组件，其视场角可达90度。研究人员通过在构成复眼的曲面透镜和图像探测器之间放置一个锥形导光器件，使表面弯曲的复眼可以均匀地接收来自不同角度的光。

“人类需要复杂的图像信息来判断物体的位置，而通过模拟昆虫复眼功能，我们发现昆虫或许根据物体的亮度就能定位目标。”课题负责人宋乐副教授介绍说，“仅仅需要处理图像的明暗灰度信息，便可使昆虫对威胁作出快速反应，这种简单的探测机制非常适合昆虫的脑处理能力，从而帮助它们避开捕食者。”研究人员还发现，目标距离复眼系统越远，定位精度就会越低，这也解释了为什么大多数昆虫都是近视眼。

这种新型仿生复眼能够快速探测物体的空间位置，未来可以应用于智能机器人、无人驾驶汽车等。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.44.004143 

相关链接：https://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2019/new_artificial_compound_eye_could_improve_3d_objec/