新型1.5毫米傳感器賦予機器人180度視覺與仿生嗅覺能力

這款受昆蟲啟發的傳感器尺寸僅1.5毫米，將高速180度視覺與化學傳感陣列相結合，可協助機器人在災難區域執行導航任務。

中國科學院科學家在機器人視覺領域取得突破性進展。他們受果蠅啟發，研制出新型人造復眼。這款微型器件能使機器人同時實現視覺與嗅覺功能，有望革新無人機在狹窄危險空間的導航方式。

不起眼的果蠅擁有驚人的視覺能力——其信息處理速度遠超人類，且具備超廣視野。當前多數無人機攝像頭體積笨重且功耗高，傳統傳感器往往缺乏周邊視覺，給自主機器造成顯著盲區。研究團隊采用精密印刷技術攻克難題，運用飛秒激光雙光子聚合技術制造出包含1027個視覺單元的微型結構，整個傳感器僅1.5毫米見方。這種極致微型化設計對下一代微型無人機至關重要。

工程師還在透鏡間添加了名為"剛毛"的微細毛，仿生結構能防止潮濕環境下的水分積聚，并阻擋灰塵碎屑，確保機器眼在各種惡劣天氣下保持功能。據報道，研究團隊并未止步于視覺，他們通過噴墨打印化學傳感陣列，為設備增加了仿生嗅覺功能——該陣列在檢測到有害氣體會發生顏色變化。

盡管真實昆蟲并非通過眼睛感知氣味，但這種混合設計將兩種關鍵感知能力集成于輕量化組件，有效減輕小型機器人負載。團隊在微型機器人上測試該"生物復眼系統"時發現，機器不僅能成功探測移動物體并規避障礙，其180度視野更避免了傳統機器人需轉動頭部才能觀測側方的局限，可同時識別前后方威脅，完美復刻昆蟲的防御本能。

研究團隊指出："該生物復眼系統對廣角移動目標探測與近距避障具有超高靈敏度，在無人平臺導航和仿生機器人智能領域展現巨大潛力。"目前原型機仍需攻克若干工程難題：微型化導致圖像分辨率較低，曲面透鏡產生輕微圖像拉伸需復雜軟件校正，化學嗅覺傳感器反應速度慢于視覺組件。研究人員計劃在后續迭代中重點突破高清視覺與快速化學反應檢測技術。

一旦技術成熟，這種仿生眼或將徹底改變應急救援方式。配備該傳感器的小型無人機可進入坍塌建筑，在瓦礫中搜尋幸存者，同時探測災難現場隱形化學泄漏。這項受蠅眼啟發的技術，終將以人類無法企及的方式拯救生命。

相關研究發表于《自然·通訊》期刊。

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