第11版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察:郭立家 李 政 姜鑫亮

仿生视觉传感器
仿生3D相机系统
章鱼仿生手套

拍得更清——

仿生视觉传感器

近日,香港理工大学与韩国延世大学的科学家仿效人类视网膜,研发出一款新型仿生视觉传感器。这款光传感器对不同明暗程度下的环境都有较强的适应力。

人的视网膜上的视杆和视锥细胞分别负责侦测暗光和强光,使人眼能更好地适应不同亮度的环境。受此启发,科学家研制出一种具有视杆和视锥细胞功能的光电晶体管。仿生传感器由这种晶体管的阵列组成,可以在极暗至极亮的照明条件下准确辨识各种物件。与一般机器视觉系统相比,配备这款传感器的系统不需要运用过于精密的电路和复杂的演算法来实时处理大量视觉资讯,就可以“看到”物体。

科学家预测,该款仿生视觉传感器有望使未来无人驾驶车辆和工业用摄影机具备媲美人类的视力。

照得更全——

仿生3D相机系统

近日,美国加州大学洛杉矶分校一个研究团队,受蝙蝠和苍蝇的启发,研制出一种新的仿生3D相机系统。

蝙蝠自身具有回声定位系统,还可以通过发出的声波“看到”周围环境;苍蝇的复眼由数千只独立的小眼组成,可以从多条视线看到同一事物。而这款高性能3D相机系统的工作原理结合了二者的优点。

该相机系统采用了全新的“紧凑型光场摄影”计算成像框架。和传统3D相机相比,该相机系统可从更大的深度范围“看到”物体周围,还可以扫描盲点。同时,结合光检测和测距技术,该相机系统可对包含多个不同位置物体的复杂3D场景进行成像。而这些功能只需要简单的光学器件和少量传感器就能实现。

未来,这款仿生3D相机系统强大的传感能力还可集成到自动驾驶汽车或医学成像工具中,推动两个行业的技术发展。

抓得更牢——

章鱼仿生手套

受章鱼的启发,近日,美国弗吉尼亚理工大学一个研究团队开发出一种章鱼仿生手套,能够牢牢抓住水下物体。

章鱼具有强大的黏合力,其八只手臂可以在水中轻易抓住物体。这些手臂上覆盖着大量吸盘,通过肌肉收缩排出吸盘内的水,使得吸盘与物体形成的密封区域内外产生压力差,当许多吸盘贴住物体时,就会产生一种强力黏合剂。章鱼可以迅速激活和释放黏合剂,还可通过处理不同的生物化学信息,调控吸盘。而这款仿生手套具有章鱼吸盘相同的功能。

该手套通过柔软的、响应性强的黏合材料和一组微型激光雷达光学接近传感器,模拟章鱼的神经和肌肉系统。当手套接近物体时,无需进行任何按钮操作,就会对物体进行抓取。研究人员表示,未来这款手套可用于水下抓取、组装和操控潮湿物体,也可用于相关辅助技术和医疗保健等领域。

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