信帆生物：科學(xué)家研制出可夜視人工眼

受夜行性魚類象鼻魚特殊視網(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)主要通過使用更好的感光材料或圖像增強(qiáng)器來提高成像器件的光敏度。美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校江洪睿教授團(tuán)隊在新一期美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上報告了一種光學(xué)解決方案，即讓成像器件收集更多的光線。

江洪睿對新華社記者說：“我們這個方法有一個很大的優(yōu)勢，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)合使用來進(jìn)一步提高光敏度。換句話說，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的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)獲得靈感的。象鼻魚是非洲的一種熱帶淡水魚類，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，因此象鼻魚在渾濁的河水中也能探測到掠食者，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，新型人工眼讓圖像變亮了約４倍，“這種提高程度超過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)計其光敏度還可提高一個量級。

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