皮皮虾的智慧在深圳智能交通展上为人类自动驾驶的安全探索贡献力量
在《Optica》杂志上发表的最新研究成果,伊利诺伊大学的科学家们开发了一款革新型相机,这项生物灵感技术有望极大地提升自动驾驶汽车的安全性能。与现行车辆中广泛使用的彩色摄像头相比,这款新型相机能够更好地检测到行驶中的其他车辆和人员,并且其探测范围远超当前设备,可以覆盖三倍甚至更多距离。
此外,这种相机还具有成本效益,它可以批量生产,每台仅需10美元。这对于下一代传感器而言,无疑是巨大的进步。这些创新成果主要归功于Mantis Shrimps,即人们熟知的皮皮虾。
论文第一作者Missael Garcia表示:“我们的新型生物启发式相机展示了自然界中许多有趣解决方案,我们可以借鉴这些解决方案来设计未来传感器。” Viktor Gruev,项目负责人,也来自UIUC,解释说:“在最近一次涉及自动驾驶汽车的事故中,由于颜色和光线强度的问题,与测试环境中的天空颜色混合,所以车辆未能检测到半挂卡车。但是我们的相机可以解决这个问题,因为它拥有更高动态范围,更容易检测出与背景类似的物体,而且卡车和天空的极化状态不同。”
这项研究不仅令人印象深刻,而且还显示了人类如何从自然界汲取灵感来推动科技发展。大多数人将皮皮虾视为美食,而伊利诺伊大学研究人员则发现了它们提供给我们科技领域的一些突破性的见解。
事实上,皮皮虾能够区分约1-5纳米波长,还对光强度具有对数响应。正是基于这一点,受启发的人们调整了相机中的光电二极管,将光转换为电流的方式,他们采用正向偏置模式,以模仿这种对数响应能力。
此外,该团队还模仿了皮皮虾,在成像芯片沉积纳米材料时,将偏振光检测过程整合到了光敏器件中。在实验室条件下进行各种光强度、偏振和颜色的测试,以及现场测试环境后,该系统表现出色。此外,他们在不同的驾驶照明条件下也进行了测试,如隧道或雾气密集区域,并证明该系统适用于这些挑战性场景。
虽然仍然存在进一步实验需要完成,比如提前预警物体以防止事故,或将其与安全气囊连接以在几毫秒内做好准备,但这一生物启发式摄像头无疑为自动驾驶辅助技术带来了重大进展。而如果该技术得到进一步发展,它甚至可能被用来通过分析癌细胞与正常组织之间差异化极化来帮助检测体内癌症。
如果实现这样的效果,我们建议给予那些英勇工作着的人们一个荣誉奖章!