研究人员开发两栖人工视觉系统

人工视觉系统在各行各业中都有广泛的应用，例如自动驾驶汽车、物体检测和智能相机。 这些系统通常受到生物有机体的启发，但当前的人工视觉面临一些限制。 其一，它们通常不适合对陆地和水下环境进行成像。 它们通常也仅限于半球形视场 (FOV)。 

新型人工视觉系统

来自韩国和美国的一组研究人员着手设计一种具有全向成像能力的新型人工视觉系统，该系统可在水生和陆地环境中工作，从而克服这些限制。 

这项研究结果发表在杂志 自然电子. 

韩国光州科学技术学院的 Young Min Song 教授参与了这项工作。 

“仿生视觉研究通常会产生以前不存在的新颖发展。 反过来，这使得人们能够更深入地了解自然，并确保所开发的成像设备在结构和功能上都有效，”宋教授说。 

受自然启发

该团队从招潮蟹中汲取灵感，招潮蟹是一种具有两栖成像能力和 360 度视场的陆生蟹类。 螃蟹之所以具有这些特征，得益于其复眼的椭圆形眼柄，可以进行全景成像。 它还具有具有渐变折射率分布的平坦角膜，可实现两栖成像。 

研究人员开发了一种视觉系统，该系统具有具有渐变折射率分布的平面微透镜阵列，该系统被集成到柔性硅光电二极管阵列中。 然后将其安装到球形结构上。 

微透镜的渐变折射率和平坦表面经过优化，有助于抵消外部环境变化带来的散焦影响。 这听起来很复杂且令人困惑，但该团队表示，可以将其视为使光线在不同介质中传播并聚焦在同一点。 

测试系统

然后该团队开始测试系统的功能。 他们在空气和水中进行了光学模拟和成像演示，并通过将设备半浸入水中进行两栖成像。 该系统产生的图像清晰，团队能够证明该系统在空气和水中都具有水平300度和垂直160度的全景视野。 球形安装座的直径仅为 2 厘米，有助于使系统变得紧凑且便于携带。 

“我们的视觉系统可以为 360° 全向摄像头在虚拟现实或增强现实中的应用或自动驾驶汽车的全天候视觉铺平道路，”宋教授说。