盖世汽车讯 猛禽的眼睛能准确地感知几公里外的猎物，因此研究人员设想，摄像头技术能否模仿鸟类的眼睛？据外媒报道，受鸟类眼睛的结构和功能启发，由韩国基础科学研究所（Institute for Basic Science，IBS）纳米颗粒研究中心（Center for Nanoparticle Research）的Kim Dae-Hyeong教授领导的研究小组与韩国光州科技研究院（Gwangju Institute of Science and Technology，GIST）的Song Young Min教授合作，开发出专门用于物体检测的钙钛矿摄像头。相关研究已发表于期刊《Science Robotics》。

图片来源：期刊《Science Robotics》

自然界中不同生物的眼睛都经过了进化，并根据其栖息地进行了优化。经过无数年的进化适应和高空飞行，鸟眼已经形成了独特的结构和视觉功能。在动物眼睛的视网膜上，有一个小坑，称为中央凹，它可以折射进入眼睛的光线。与人类眼睛的浅中央凹不同，鸟眼的中央凹很深，可以在很大程度上折射入射光。视锥细胞密度最高的区域位于中央凹内（图1b），使鸟类能够通过放大清晰地感知远处的物体（图1c）。这种特殊的视觉被称为中央凹视觉。

图片来源：期刊《Science Robotics》

虽然人眼只能看到可见光，但鸟眼有四个视锥细胞，它们对紫外线（UV）和可见光（红、绿、蓝；RGB）都有反应。这种四色视觉使鸟类能够获取丰富的视觉信息，并在动态环境中有效地检测目标物体（图1c）。

受此启发，IBS研究团队设计了一种专门用于物体检测的新型摄像头，结合了人工中央凹和对UV和RGB都有反应的多光谱图像传感器（图2a）。

首先，研究人员通过模仿鸟类眼睛的深层中央凹制作了人造中央凹（图2b），并通过光学模拟优化了设计。这使得摄像头可以放大远处的目标物体而不会产生图像失真。

然后，该团队使用以出色的电气和光学特性而闻名的钙钛矿材料来制造多光谱图像传感器。研究人员使用吸收不同波长的不同钙钛矿材料制造了四种类型的光电探测器。最终通过垂直堆叠四个光电探测器制造了多光谱图像传感器（图2c和2d）。

第一合著者Park Jinhong博士表示：“我们还开发了一种新的转移工艺，可以垂直堆叠光电探测器。通过使用我们之前研究中开发的钙钛矿图案化方法，我们能够制造出无需额外滤色镜即可检测紫外线和RGB的多光谱图像传感器。”

图片来源：期刊《Science Robotics》

使用变焦镜头放大物体的传统摄像头只聚焦于目标物体而不聚焦其周围环境。而受鸟瞰启发的摄像头既可提供中央凹区域的放大视图，也提供了周边区域的周围视图（图3a和3b）。

通过比较两种视野，受鸟瞰启发的摄像头可以实现比传统摄像头更强的运动检测能力（图3c和3d）。此外，由于该摄像头无需额外的彩色滤光片即可区分UV和RGB光，因此更具成本效益且重量更轻。

研究团队通过模拟验证了所开发摄像头的物体识别和运动检测能力。在物体识别方面，新摄像头的置信度得分为0.76，大约是现有摄像头系统置信度得分0.39的两倍。与现有摄像头系统相比，其运动检测率也提高了3.6倍，表明对运动的灵敏度显著增强。

“鸟类的眼睛已经进化到可以在飞行过程中快速准确地探测远处的物体。我们的摄像头可用于需要清晰探测物体的领域，例如机器人和自动驾驶汽车。特别是，该摄像头在无人机上具有巨大的应用潜力，因为无人机在与鸟类生活环境相似的环境中运行，”Kim教授说道。

这项创新的摄像头技术代表了物体检测的重大进步，为各个行业提供了大量的潜在应用。