新型1.5毫米传感器赋予机器人180度视觉与仿生嗅觉能力

这款受昆虫启发的传感器尺寸仅1.5毫米，将高速180度视觉与化学传感阵列相结合，可协助机器人在灾难区域执行导航任务。

中国科学院科学家在机器人视觉领域取得突破性进展。他们受果蝇启发，研制出新型人造复眼。这款微型器件能使机器人同时实现视觉与嗅觉功能，有望革新无人机在狭窄危险空间的导航方式。

不起眼的果蝇拥有惊人的视觉能力——其信息处理速度远超人类，且具备超广视野。当前多数无人机摄像头体积笨重且功耗高，传统传感器往往缺乏周边视觉，给自主机器造成显著盲区。研究团队采用精密印刷技术攻克难题，运用飞秒激光双光子聚合技术制造出包含1027个视觉单元的微型结构，整个传感器仅1.5毫米见方。这种极致微型化设计对下一代微型无人机至关重要。

工程师还在透镜间添加了名为"刚毛"的微细毛，仿生结构能防止潮湿环境下的水分积聚，并阻挡灰尘碎屑，确保机器眼在各种恶劣天气下保持功能。据报道，研究团队并未止步于视觉，他们通过喷墨打印化学传感阵列，为设备增加了仿生嗅觉功能——该阵列在检测到有害气体会发生颜色变化。

尽管真实昆虫并非通过眼睛感知气味，但这种混合设计将两种关键感知能力集成于轻量化组件，有效减轻小型机器人负载。团队在微型机器人上测试该"生物复眼系统"时发现，机器不仅能成功探测移动物体并规避障碍，其180度视野更避免了传统机器人需转动头部才能观测侧方的局限，可同时识别前后方威胁，完美复刻昆虫的防御本能。

研究团队指出："该生物复眼系统对广角移动目标探测与近距避障具有超高灵敏度，在无人平台导航和仿生机器人智能领域展现巨大潜力。"目前原型机仍需攻克若干工程难题：微型化导致图像分辨率较低，曲面透镜产生轻微图像拉伸需复杂软件校正，化学嗅觉传感器反应速度慢于视觉组件。研究人员计划在后续迭代中重点突破高清视觉与快速化学反应检测技术。

一旦技术成熟，这种仿生眼或将彻底改变应急救援方式。配备该传感器的小型无人机可进入坍塌建筑，在瓦砾中搜寻幸存者，同时探测灾难现场隐形化学泄漏。这项受蝇眼启发的技术，终将以人类无法企及的方式拯救生命。

相关研究发表于《自然·通讯》期刊。

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