近日，在中國(guó)工程院院士莊松林的指導(dǎo)下，上海理工大學(xué)張大偉教授領(lǐng)銜的超精密光學(xué)制造團(tuán)隊(duì)與美國(guó)杜克大學(xué)黃俊(Tony Jun Huang)教授課題組合作，提出利用AI賦能仿生成像系統(tǒng)，展示了百萬(wàn)像素的高分辨全景成像，實(shí)現(xiàn)了狹小空間中對(duì)特定目標(biāo)準(zhǔn)確識(shí)別、精準(zhǔn)三維定位及三維跟蹤。
相關(guān)研究成果以“蟲(chóng)眼看世界：AI賦能仿生視覺(jué)高分辨多任務(wù)成像”為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)期刊上，并被選為封面論文。
仿生視覺(jué)系統(tǒng)及成像效果
昆蟲(chóng)以超大的視野、超快的響應(yīng)感知微觀世界。這種令人驚嘆的視覺(jué)系統(tǒng)，為人類的科技探索打開(kāi)了全新思路?？茖W(xué)家們之前已通過(guò)模仿昆蟲(chóng)復(fù)眼的多單元陣列設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出各類由微透鏡陣列和傳感器組成的成像系統(tǒng)——仿生復(fù)眼成像系統(tǒng)，有望將昆蟲(chóng)眼中的微觀奇跡轉(zhuǎn)化為改變?nèi)祟惿畹膭?chuàng)新技術(shù)。然而，傳統(tǒng)仿生復(fù)眼成像系統(tǒng)因其復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)、有限的空間解析能力，僅能以模糊的馬賽克圖像形式呈現(xiàn)出微觀世界。
“不僅要讓仿生視覺(jué)系統(tǒng)‘看到’世界，還要讓它‘看清’‘看懂’這個(gè)大千世界。”張大偉介紹，這套仿生視覺(jué)系統(tǒng)的靈感，來(lái)源于節(jié)肢動(dòng)物復(fù)眼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信息處理方式。昆蟲(chóng)通過(guò)成百上千個(gè)“子眼”協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的即時(shí)響應(yīng)。團(tuán)隊(duì)模擬這一結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出一套0.8立方厘米的仿生視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了百萬(wàn)像素級(jí)的全彩超大視野(165°×360°)高清成像。
與此同時(shí)，科研人員通過(guò)深度學(xué)習(xí)構(gòu)建了一套多級(jí)架構(gòu)的視覺(jué)處理模型，能夠開(kāi)展全景圖像高清重構(gòu)、大視野中多目標(biāo)定位、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤的多項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)，讓“仿生視覺(jué)”真正具備了“看清”“看懂”的能力。
當(dāng)下，科研團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化仿生復(fù)眼結(jié)構(gòu)，并深入挖掘仿生視覺(jué)技術(shù)在微小無(wú)人平臺(tái)、內(nèi)窺檢測(cè)儀器等高端儀器及裝備中的應(yīng)用潛力，助力AI賦能的科學(xué)儀器創(chuàng)制。
來(lái)源：中國(guó)新聞網(wǎng)
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