近期，上海理工大学的超精密光学制造团队携手美国杜克大学的科研力量，在仿生视觉技术方面实现了重大进展。他们最新的研究成果——“AI助力仿生视觉实现高分辨率多任务成像”——已发表在国际权威期刊《科学进展》（Science Advances）上，并荣幸地占据了期刊封面，为深入探索微观世界和推动高端仪器研发提供了全新的方向。
张大伟团队负责人指出，此仿生视觉系统旨在使系统能够不仅观察到周围环境，更深入地辨识和解读所见景象。该系统设计灵感源自节肢动物复眼的结构及其信息处理机制。例如，蜻蜓等昆虫凭借其广阔的视野和迅速的反应能力，能够感知微观世界，这一特性为人类科技研究提供了新的启示。科学家们通过借鉴昆虫复眼的多单元结构，成功设计了由微透镜阵列和传感器构成的成像设备，这一系统被称为仿生复眼成像系统。它有望将昆虫视觉中的微小奇迹转化为能够革新人类生活的创新技术。
然而，传统的仿生复眼成像系统由于其结构复杂且空间解析能力有限，只能以模糊的马赛克图像的方式展现微观世界。鉴于此，在庄松林院士的指导下，团队于上海理工大学提出了一个创新方案，即通过人工智能技术增强仿生成像系统。这一方案成功实现了百万像素级别的高分辨率全景成像，并在狭小的空间内对特定目标进行了精确识别、精准的三维定位以及三维跟踪。
Science Advances杂志封面上展示的AI驱动的仿生视觉技术
昆虫通过众多“子眼”共同协作，能够迅速适应复杂环境。研究团队模仿这一机制，成功研发出一种体积仅为0.8立方厘米的仿生视觉系统。该系统具备百万像素的高清成像能力，视野范围宽广，达到165°×360°的全彩超大视野。更为关键的是，他们不仅复制了昆虫的视觉结构，还借助人工智能技术为其增添了强大功能。
科研人员运用深度学习技术，成功搭建了一个多层次结构的视觉处理系统，此系统能够执行全景图像的高清重建、在大范围内进行多目标的精确定位、目标的识别以及跟踪等众多复杂任务，从而使仿生视觉系统具备了“看得清晰”和“理解深刻”的双重能力。
仿生视觉系统及成像效果。
团队旨在对仿生复眼结构进行更深入的优化，同时积极探索仿生视觉技术在微型无人平台、内窥镜检测设备等高端设备与装备中的潜在应用价值，以推动AI赋能的科学仪器研发进程。
