美国伊利诺伊大学研究人员在《Optica》杂志发表论文,宣布开发了一款生物灵感相机,该相机能够显著改善自动驾驶汽车的运作方式。与当前普遍使用的彩色摄像机相比,这款新型相机会更能检测到行驶中的其他车辆和人群,而且可探测范围远超现有设备。且这种相机成本低至每件10美元,有望成为下一代传感器的一个重要步骤。这项成就得益于Mantis Shrimps,即我们所熟知的皮皮虾。
论文第一作者Missael Garcia表示:“我们的新型生物启发相机展示了自然界中有趣的解决方案,我们可以借鉴这些方案来设计下一代传感器。” Viktor Gruev,项目团队负责人,则指出:“最近一次涉及自动驾驶汽车事故中,由于颜色和光线强度的问题,与测试环境中的天空颜色混合了,因此车辆未能检测到半挂卡车。但是我们的相机可以解决这个问题,因为它具有高动态范围,更易于检测与背景类似的物体,并且卡车极化与天空不同。”
此前不为人知的是,皮皮虾的眼睛能够区分约1-5纳米波长,同时对光强度具有对数响应。这启发了研究人员调整了相机光电二极管,将光转换为电流方式,他们使用正向偏置模式,以实现如同皮皮虾一样对数响应。此外,他们还模仿了皮皮虾,在成像芯片沉积纳米材料时将偏振光检测过程整合到了光感受器中,并在实验室及现场测试其功能。
该技术已被用于不同的驾驶照明条件下,如隧道或雾气环境,还展现出在挑战性的成像条件下也能完美工作。此外,该技术还可能通过分析癌细胞和正常组织之间的极化差异来帮助检测体内癌细胞。如果这一目标得以实现,对待这样的贡献,我们建议给予“最佳自然科技创新奖”给予表彰。