港科大最新研究！當機器人按照上蒼蠅復眼會怎樣？！

香港科技大學范智勇教授團隊開發(fā)了一種針孔復眼（PHCE）系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了3D打印的蜂窩狀光學結(jié)構和半球形的全固態(tài)高密度鈣鈦礦納米線（PNA）光電探測器陣列。這種無透鏡的針孔結(jié)構（PHA）可以根據(jù)底層圖像傳感器的需求，設計制備出任意布局。該團隊通過對比光學模擬和成像結(jié)果驗證了該視覺系統(tǒng)的關鍵特性和功能，包括超寬視場、精準的目標定位和運動跟蹤能力。該團隊進一步演示了PHCE系統(tǒng)在無人機上的功能集成，使其能夠跟蹤地面上的四足機器人。這種空中-地面協(xié)作機器人互動展示了PHCE系統(tǒng)在未來多機器人協(xié)作和機器人群技術開發(fā)中的潛在應用前景。

研究者受到昆蟲（例如強盜蠅）復眼幾何結(jié)構的啟發(fā)，設計了蜂窩狀的針孔陣列，通過光學計算和模擬仿真優(yōu)化了有限像素數(shù)下的接受角Δφ、小眼間角ΔΦ，確定了對應針孔的最佳長度直徑比，可以消除相鄰小眼之間的盲區(qū)并減少光效率損失。研究者使用摩方精密面投影微立體（PμSL）光刻3D打印技術（nanoArch® P140，精度：10 μm）制備了對應幾何參數(shù)的針孔陣列，并與半球殼的凸面共形，原料為光敏樹脂。由于高打印自由度和簡化的結(jié)構，上述針孔陣列的參數(shù)可以很好地設計和協(xié)調(diào)，以滿足對應圖像傳感器的需求。