一组研究人员最近推出了一种突破性的人工复合眼系统，该系统不仅更加便宜，而且在小区域内的灵敏度水平至少是目前市场上现有产品的两倍。这一进展将改变机器人视觉，提高机器人在导航、感知和决策方面的能力，为更多商业应用以及人类与机器人之间的协作铺平道路。
香港科技大学（HKUST）工程学院的研究团队最近开发了一种新型人工复合眼系统，该系统不仅更具成本效益，而且在小区域内的灵敏度至少是现有市场产品的两倍。该系统有望彻底改变机器人视觉，提升机器人在导航、感知和决策方面的能力，同时促进商业应用和人机协作的进一步发展。
该创新系统模仿复合眼的视觉能力，可以用于多种场合，例如为无人机配备该系统，以提高其在灌溉或危机情况下的紧急救援等任务中的精度和有效性。得益于其增强的灵敏度，该系统也促进了机器人与其他联网设备之间的更紧密协作。随着时间的推移，复合眼系统旨在提高自动驾驶的安全性并加快智能交通系统的整合，助力智慧城市的发展。
该项目由香港科技大学电子与计算机工程系和化学与生物工程系的讲座教授范志勇教授主导。这项突破性技术标志着仿生视觉系统的重大进展。
历史上，机器人研究人员主要集中在模仿昆虫的视觉系统上，这些系统提供了广阔的视野和先进的运动跟踪能力。然而，由于复杂性、形状变化时的稳定性、几何限制以及光学与检测组件之间的潜在差异等问题，将复合眼系统集成到机器人或无人机等自主平台中一直很困难。
为了解决这些问题，范教授的团队采用新材料和创新结构开发了一种小孔复合视觉系统。该系统具有几个重要特征，包括一种自然半球形钙钛矿纳米线阵列成像器，具有高像素密度以扩大成像视野；以及一种3D打印的无镜头小孔阵列，具有可定制的配置以控制入射光并消除临近复眼单元（昆虫复合眼的单个元素）之间的盲点。得益于其优异的角选择性、广阔的视野范围以及单目和双目设置下的宽光谱响应，以及动态运动跟踪能力，小孔复合眼不仅能够准确识别目标，还能在安装在无人机上时跟踪移动的四足机器人。
范教授表示：“这种复合眼设计简单、轻便且廉价。虽然它可能无法完全取代传统相机，但可以大大增强特定的机器人应用，例如在一组无人机需要紧密编队飞行的情况下。通过进一步缩小设备的大小并增加复眼单元的数量、图像分辨率和响应速度，这种设备在光电和机器人领域具有广泛应用的潜力。”
作为仿生光电领域的杰出研究者，范教授旨在将实际解决方案与大胆的想法结合起来，推动创新研究向前发展。这一独特的复合眼成就代表着视觉和机器人系统领域又一个重要的里程碑，继他在2020年创造出世界上第一个具有3D视网膜的球形人工眼之后。
这项研究的结果已在国际著名期刊《科学机器人》上发表并作为封面文章进行highlight。共同第一作者包括周宇博士（博士后）、孙志博博士（博士后）和丁宇成（博士生），范教授担任通讯作者。
