北京
来源：微信公众号“Research科学研究”
北京航空航天大学段海滨教授的团队阐述了仿鹰眼视觉技术的“前世”、“今生”和“未来”，相关成果以 ”Create Machine Vision Inspired by Eagle Eye” 为题文章发表在Research上。
研究背景
鹰具有“天空之王”的美誉，鹰出色的视觉能力取决于其独特的眼睛结构和特殊的视觉感知机理。仿鹰眼视觉技术从视觉底层回答了视觉感知问题的核心问题，即“Knowing What is Where by Seeing”。
因此，对鹰眼视觉机理的研究已经引起了人们广泛的兴趣，其为传统的视觉应用技术带来了丰富的灵感。在现实世界中，仿鹰眼视觉技术的研究有助于机器视觉及人工智能的发展。在虚拟世界中，仿鹰眼视觉技术可为未来元宇宙等新概念的推广提供可行的思路。
研究进展
约5.4亿年前，生物进化出了眼睛，超过80%的客观世界信息通过眼睛感知。在漫长的进化过程中，鹰进化出了所有动物中最敏锐的视力。
鹰有着令人惊叹的视觉信息处理能力，这主要得益于如双中央凹、油滴、视锥细胞、视杆细胞等独特的生理结构，“超齐构体”的细胞分布方式和复杂完善的视觉通路的视觉处理机制。国内外学者通过光学设备模拟鹰眼的生理结构，并将鹰眼的视觉处理过程与图像处理技术密切结合，并将这些技术应用到高动态、高精度、大视场和高复杂性任务环境中，为机器视觉的发展开辟了一条“换道超车”的新途径。
图1是仿鹰视觉技术的发展趋势。从自然界中鹰能够快速准确捕食猎物的现象出发，研究和模拟鹰眼的生理结构和视觉机制。通过发明硬件设备来模拟鹰眼的生理结构，进一步设计嵌入式人工智能芯片来模拟鹰眼的视觉处理机制，并将完善成熟的仿鹰眼视觉技术成果应用于现实世界和虚拟世界。
图1 仿鹰视觉技术的发展趋势
未来展望
视觉技术是智能机器或人工智能的关键组成部分，具有鹰眼敏锐视觉系统的机器可以在各种环境中出色地完成复杂、危险和乏味的任务。鉴于此，机器视觉对探测精度和环境适应性提出了更高的标准。仿鹰视觉机制的研究为机器视觉提供了一条“颠覆性”技术发展思路。
未来的仿鹰眼视觉技术应更关注以下几个方面：进一步跨学科深度挖掘鹰眼视觉感知机制、精确搭建面向工程需求的仿鹰眼视觉数学模型，跨学科深入研究鹰眼-脑-认知-行为一体化技术，创新发明仿鹰眼微小型设备及芯片，提高仿鹰眼视觉技术的普适性，探索仿鹰眼视觉在虚拟世界中的体验以及鹰眼在国民经济和国防领域的重要应用。
作者简介
段海滨现为北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院教授，教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者。
段海滨教授的主要研究领域包括无人机集群自主飞行控制、仿生视觉认知与智能感知、仿生智能计算理论与应用，在相关领域取得了重要理论和应用成果，为国家相关领域提供了前沿理论和关键技术支撑。
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