近日，上海理工大學超精密光學制造團隊在莊松林院士指導(dǎo)下，由張大偉教授領(lǐng)銜，聯(lián)合美國杜克大學團隊，在仿生視覺領(lǐng)域取得重大突破。5月22日，團隊最新研究成果“蟲眼看世界：AI賦能仿生視覺高分辨多任務(wù)成像”發(fā)表于國際知名期刊《科學進展》并榮登封面，為微觀世界觀測與高端儀器研發(fā)開辟全新路徑。
研究成果刊登《科學進展》，并被選為封面論文
在自然界中，蜻蜓等節(jié)肢動物憑借復(fù)眼結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出超大視野與超快響應(yīng)的視覺優(yōu)勢，這為人類科技探索提供了重要啟示?？茖W家們之前已通過模仿昆蟲復(fù)眼的多單元陣列設(shè)計，開發(fā)出各類由微透鏡陣列和傳感器組成的成像系統(tǒng)，實現(xiàn)初步應(yīng)用。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，始終受困于“馬賽克式模糊成像”的技術(shù)瓶頸。
“不僅要讓仿生視覺系統(tǒng)‘看到’世界，還要讓它‘看清’‘看懂’這個大千世界。”張大偉教授團隊表示。此次研究團隊的創(chuàng)新突破，源于對節(jié)肢動物復(fù)眼的結(jié)構(gòu)特點及信息處理方式的深度仿生。昆蟲通過成百上千個“子眼”協(xié)同工作，實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的即時響應(yīng)。研究團隊模擬這一結(jié)構(gòu)，設(shè)計出一套0.8立方厘米的仿生視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)了百萬像素級的全彩超大視野（165°×360°）高清成像，更通過AI技術(shù)賦予系統(tǒng)“理解”能力。團隊通過深度學習構(gòu)建了一套多級架構(gòu)的視覺處理模型，能夠開展全景圖像高清重構(gòu)、大視野中多目標定位、目標識別、多目標定位識別及三維跟蹤等復(fù)雜任務(wù)，讓“仿生視覺”真正具備了“看清”“看懂”的能力，從而徹底打破傳統(tǒng)技術(shù)局限。
研究成果示意圖
莊松林院士表示，這項研究將仿生學與人工智能深度融合，是跨學科研究的典范。
目前，科研團隊正著手優(yōu)化仿生復(fù)眼結(jié)構(gòu)，重點探索該技術(shù)在微小無人平臺、內(nèi)窺檢測儀器等高端裝備中的應(yīng)用潛力。這一成果不僅推動AI賦能科學儀器的創(chuàng)制，更為醫(yī)療診斷、環(huán)境監(jiān)測、智能安防等領(lǐng)域的技術(shù)革新提供了關(guān)鍵支撐，展現(xiàn)出從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的強大轉(zhuǎn)化價值。
來源：科技日報
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