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昆虫如何看世界?天津大学研制新型仿生复眼探究竟

2019年08月26日 19:01 来源:中国新闻网 参与互动 

  中新社天津8月26日电 (记者 张道正)如果你曾经试图拍苍蝇,就会知道苍蝇的反应非常迅速。记者26日从天津大学获悉,该校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仿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。

  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,使其在一些军用及民用场合具有其它成像方法无法比拟的优势。但是,昆虫复眼快速感知物体运动轨迹的机理尚不明确。天津大学精密仪器与光电子工程学院研究人员研制的新型仿生复眼,为生物学家研究昆虫如何利用复眼快速感知物体运动轨迹提供了一种新的方法和维度。

  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。这种仿生复眼不仅看起来像昆虫的眼睛,而且具有与昆虫复眼相似的功能。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。

  相对于人类需要根据复杂的图像特征信息判断物体的位置,根据物体的亮度识别物体的位置则仅需要处理图像的明暗灰度信息。比起处理图像特征信息需要分析出物体的具体形状,处理图像明暗灰度信息仅需要分析哪里是亮的哪里是暗的,便可使得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大脑处理能力,从而帮助它们避免捕食者。

  研究人员还发现,虽然靠识别图像的明暗灰度信息能够快速提供物体的三维位置,但是光源越远,定位精度就会越低,而这也解释了为什么大多数昆虫都是近视的。

  据了解,这种新型仿生复眼能够迅速探测物体的三维位置,未来可以应用于智能机器人、无人驾驶汽车等。该研究成果被美国光学学会(OSA)进行了专题报道。(完)

【编辑:叶攀】

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