让机器人拥有一双慧眼，“仿生眼”在上海接力支持下投入应用

眼睛是心灵的窗户，人获得的信息有80%以上是通过视觉系统进入大脑。随着具身智能这一未来产业兴起，上海科学家研发的“仿生眼”迎来快速发展期，将让越来越多的智能机器人拥有一双慧眼。

在上海“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级科技重大专项、高质量孵化器的接力支持下，“仿生眼”实现了产业化。在上海地铁，仿生双眼视觉系统已安装在多条线路上，用于受电弓和侵限监测，保障列车运行和乘客安全；在上海两大机场，仿生鹰眼视觉系统有望用于监测FOD（可能损伤航空器的外来物体和碎屑）和无人机等低慢小航空器；在机器人领域，一家上市公司将3双“仿生眼”与6条机械臂匹配，开发出采摘水果的“三头六臂”机器人。

安装在列车顶部的仿生双眼视觉系统设备

“我研究可动双眼已有30多年，在上海市科委和中国科学院支持下，这项原创成果终于催熟了。”上海大学仿生视觉与类脑智能研究所所长张晓林说。如今，他创办的爱观视觉公司已落户上海市人形机器人创新孵化器，正在研发多芯片组件，为产品提供更强大的算力。

模拟人类视觉探索科技“无人区”

走进爱观视觉，一台只有上半身的人形机器人吸引了记者目光。与其他人形机器人相比，它的脸部类人程度更高，特别是那双“仿生眼”，与人眼很像。“你好，小黑！”跟它打个招呼，这个机器人通过声源定位，就把脑袋转向记者，用它的眼睛与记者进行眼神交流。在此后的对话中，这双眼睛一直看着记者，给人一种亲切感。

“仿生眼具有移动物体平滑跟踪、指定目标跟踪等很多人眼的功能，可进行实时三维空间测距，这是目前市场上固定双目相机、激光雷达所不具备的。”张晓林解释。

人形机器人“小黑”可以与人进行眼神交流。

据介绍，人眼有很多我们日用而不知的能力，如获取三维空间信息的双眼协调运动、追踪移动物体的平滑运动、能在晃头和颠簸环境中看清物体的前庭动眼反射、能将“周边视”中感兴趣或有危险的物体迅速切入“中心视”的视机性跳跃运动。这些能力源于眼球与小脑、中脑、脑干的协同工作。人眼辨识物体、看懂文字等能力，还需要大脑的参与。

能否模拟人类视觉系统的生理结构，用硅基材料开发出一种可动双眼？作为拥有工学、医学专业背景的博士，张晓林开展了多年仿生学研究。通过论文查询，他发现早在10年前，国际上这个前沿交叉领域的研究就停滞了，但他没有放弃，继续在科技创新的“无人区”探索。

事实证明，这种探索是值得的。中国科学院院士、生物物理学家郭爱克表示，人眼是大自然打造的最精密、最聪慧的视觉装置，“仿生眼”与激光雷达、TOF（飞行时间）传感器和固定双目相机相比，无论在信息量、可视距离、测量精度，还是在识别和判断能力上都有更全面的优势。

市级重大专项催生智能机器头脑

2018年，上海“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级科技重大专项启动。张晓林成为这个专项5位首席科学家之一，带领团队研发智能机器头脑。充裕的科研经费和一流的产学研合作团队，推动“仿生眼”与其他软硬件有机整合在一起。ChatGPT问世后，项目团队采用国产大模型，为机器头脑赋予了更强大的大脑和对话功能。

记者看到的“小黑”机器人，就是智能机器头脑的一种形态。它搭载了与人眼大小一样的六自由度仿真眼球，具备人眼的大部分视觉和运动功能；集成了一自由度嘴部关节、六麦语音阵列系统、三自由度并联式颈部；内置了嵌入式人工智能处理平台，使机器人拥有强大的视、听、说能力。

人形机器人“小黑”亮相《仿生眼》新书报告会暨仿生视觉产业与投资研讨会。俞陶然摄

对照测试显示，“小黑”的眼睛在室内物体测距的精度上，与英特尔研发的一款高性能光学雷达摄像头相仿，证明其室内三维视觉能力相当于“相机+激光雷达”。而在室外，“仿生眼”的探测距离比激光雷达更远，而且能识别远处物体的形状、颜色和材质。

仿照鹰眼的结构功能，张晓林团队还发明了能进行公里级大范围三维重建的仿生鹰眼视觉系统。上海机场集团正在与爱观视觉洽谈合作，有望将仿生鹰眼与人工智能结合，监测飞机跑道上的FOD和机场周边的“黑飞”无人机，弥补微波雷达等传统设备的短板。

孵化器打造“仿生眼”创新生态

如何推广应用这些原创成果，围绕“仿生眼”打造产业创新生态？去年以来，市科委培育的两家上海高质量孵化器与爱观视觉合作，助力这家科技企业加速成长。

入选上海首批高质量孵化器的莘泽智星港，设有“科创界”传媒板块。“科创界”团队通过自媒体、线下活动等渠道，向企业和风投基金推介“仿生眼”。今年4月，《仿生眼：怎样仿制大自然最精密聪慧的作品》新书报告会暨仿生视觉产业与投资研讨会在上海科学会堂举行，吸引了上百位科技界、产业界和投资界人士参加，筹备这场会议的就是莘泽智星港传媒团队。

《仿生眼》新书报告会暨仿生视觉产业与投资研讨会上，张晓林（左）与“科创界”负责人徐荣对话。

上海市人形机器人创新孵化器去年7月在漕河泾开发区成立后，入选了第二批高质量孵化器。作为入驻企业，爱观视觉获得一栋租金减免的别墅办公楼。在这家培育人形机器人产业链上下游企业的孵化器里，有研发机器人头脑和眼睛的爱观视觉，有研发机器人整机的青心意创，还有研发灵巧手的菲零科技。产业链上下游的合作，正在这家孵化器里酝酿。让张晓林期待的是，这家孵化器近日设立了总规模2亿元的人形机器人风投基金，计划投资爱观视觉。

上海市人形机器人创新孵化器的展示区域

获得投资后，爱观视觉将有更充裕的资金研发多芯片组件。这个组件包含大脑芯片、小脑芯片和脑干芯片，可以为仿生双眼视觉系统、仿生鹰眼视觉系统、智能机器头脑提供更强大的算力，提升产品性能。

“我相信，仿生眼有广阔的应用前景，在人形机器人、四足机器人、无人驾驶、无人机、监测系统等科技产品中都有用武之地，可能将起到非常关键的作用。”张晓林自信地说。

原标题：《让机器人拥有一双慧眼，“仿生眼”在上海接力支持下投入应用》

栏目主编：黄海华 题图来源：俞陶然摄

来源：作者：解放日报 俞陶然