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信帆生物:科學(xué)家研制出可夜視人工眼

更新時(shí)間:2016-03-23      瀏覽次數(shù):1565

信帆生物:科學(xué)家研制出可夜視人工眼

受夜行性魚(yú)類象鼻魚(yú)特殊視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的啟發(fā),研究人員新近研制出一種具有夜視功能的人工眼。這種技術(shù)將來(lái)有望在搜救機(jī)器人、內(nèi)窺鏡與太空探索等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

為了在低光或黑暗環(huán)境中拍攝到更清晰的照片,現(xiàn)有多數(shù)成像系統(tǒng)主要通過(guò)使用更好的感光材料或圖像增強(qiáng)器來(lái)提高成像器件的光敏度。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校江洪睿教授團(tuán)隊(duì)在新一期美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上報(bào)告了一種光學(xué)解決方案,即讓成像器件收集更多的光線。

江洪睿對(duì)新華社記者說(shuō):“我們這個(gè)方法有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì),就是它不同于但不排斥其他方法。相反,它能夠與其他方法結(jié)合使用來(lái)進(jìn)一步提高光敏度。換句話說(shuō),我們的方法能改進(jìn)任何夜視攝像儀或內(nèi)窺鏡,包括目前使用的夜視攝像儀或內(nèi)窺鏡。”

據(jù)介紹,研究人員主要是從象鼻魚(yú)的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)獲得靈感的。象鼻魚(yú)是非洲的一種熱帶淡水魚(yú)類,因其吻部形似象鼻而得名。它們的視網(wǎng)膜中有一系列微小的凹陷杯狀結(jié)構(gòu),可把光匯聚到感光細(xì)胞上,增加眼睛的光敏度,因此象鼻魚(yú)在渾濁的河水中也能探測(cè)到掠食者,生存能力大幅提高。

研究人員利用激光燒蝕等技術(shù)設(shè)計(jì)出一系列具有微型凹陷的杯狀結(jié)構(gòu),其拋物線形側(cè)壁可像鏡子一樣反射光并將其匯聚。研究人員隨后把這些杯狀結(jié)構(gòu)固定到半球形基座上,構(gòu)造出一種與龍蝦重疊型復(fù)眼類似的新型人工眼。

江洪睿說(shuō),新型人工眼讓圖像變亮了約4倍,“這種提高程度超過(guò)了其他任何成像儀技術(shù)”。在幾乎漆黑一片的環(huán)境中,這種人工眼可清楚地看到威斯康星大學(xué)麥迪遜分校吉祥物“獾”的模樣。

江洪睿認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)主要用于低光成像系統(tǒng),如夜視儀與內(nèi)窺鏡,但將來(lái)也可應(yīng)用在機(jī)器人與太空探索等方面。他們準(zhǔn)備在未來(lái)5年內(nèi)進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù),如讓拋物線形側(cè)壁更加平滑以減少光線散射,這樣預(yù)計(jì)其光敏度還可提高一個(gè)量級(jí)。

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