5月31日，香港理工大学(理大)宣布，韩国延世大学科学家近日在科研上取得突破。他们研发的光学传感器可以模仿甚至超越人类视网膜对不同亮度的适应能力，未来有望装备具有人类视觉的无人车和工业相机。
研究负责人、理大应用物理系副教授、应用科学及纺织学院助理院长柴洋博士表示:“新的传感器可以大大改善机器视觉系统，使各种图像分析和识别任务表现更佳。”
机器视觉系统通常由多个摄像机和计算单元组成，它们捕获和处理图像以执行任务，如人脸识别。这种系统需要使用复杂的电路和复杂的算法，才能在各种光照条件下“看到”物体。而类似的系统很少有足够的性能实时处理大量的视觉信息，这是人脑难以比拟的。
柴博士团队开发的新型生物启发传感器可能为上述问题提供了解决方案:传感器直接适应明暗，减少了对后台计算的依赖。新的传感器可以通过模仿人眼来适应不同的亮度，就像肉眼可以在极暗和极亮的光照条件下准确识别各种物体一样。
图片来源:香港理工大学
柴博士解释说:“人的瞳孔有助于调节进入眼睛的光量，视网膜细胞主要负责适应亮度。”自然光强度范围宽达280分贝，而传统硅基传感器的适应范围只有70分贝。柴博士团队研发的新型传感器有效范围高达199分贝，性能令人印象深刻。相比之下，人的视网膜可以适应强光到弱光亮度的环境，范围在160分贝左右。
为了达到上述性能，研究团队首先利用一种具有独特电学和光学特性的半导体二硫化钼制作了原子厚度的双层超薄膜，并研制了用于探测光的光电晶体管；然后在双层膜中引入“电荷陷阱态”来控制对光的探测能力。
应用于光电晶体管的“电荷陷阱态”实际上是固体晶体结构中的杂质或缺陷，用来限制电荷运动。研究人员说:“这些陷阱状态使光学信息得以存储，设备的光电特性可以动态调整，小到每个像素。”通过控制电子的运动，陷阱态可以精确地调节光电晶体管传导的电量，从而控制器件的光敏性，即其探测光的能力。
每个仿生视觉传感器都由这样的光电晶体管阵列组成。它们可以模仿人眼中分别负责探测暗光和强光的视杆细胞和视锥细胞。因此，该传感器可以在各种光照环境下检测不同的物体，还可以转换适应不同的亮度，范围优于人眼。
柴博士说:“这种新的传感器可以降低硬件的复杂性，并大大提高不同光线和黑暗条件下的图像对比度，从而提供高效的图像识别。”
这种新型仿生视觉传感器将推动新一代人工视觉系统的应用，不仅可以在自动驾驶汽车和制造应用中发挥作用，还可以在边缘计算和物联网中找到其他令人兴奋的新应用。
1 5月31日，香港理工大学(理大)宣布，韩国延世大学科学家近日在科研上取得突破。他们研发的光学传感器可以模仿甚至超越人类视网膜对不同亮度的适应能力，未来有望装备具有人类视觉的无人车和工业相机。
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图片来源:香港理工大学
柴博士解释说:“人的瞳孔有助于调节进入眼睛的光量，视网膜细胞主要负责适应亮度。”自然光强度范围宽达280分贝，而传统硅基传感器的适应范围只有70分贝。柴博士团队研发的新型传感器有效范围高达199分贝，性能令人印象深刻。相比之下，人的视网膜可以适应强光到弱光亮度的环境，范围在160分贝左右。
为了达到上述性能，研究团队首先利用一种具有独特电学和光学特性的半导体二硫化钼制作了原子厚度的双层超薄膜，并研制了用于探测光的光电晶体管；然后在双层膜中引入“电荷陷阱态”来控制对光的探测能力。
应用于光电晶体管的“电荷陷阱态”实际上是固体晶体结构中的杂质或缺陷，用来限制电荷运动。研究人员说:“这些陷阱状态使光学信息得以存储，设备的光电特性可以动态调整，小到每个像素。”通过控制电子的运动，陷阱态可以精确地调节光电晶体管传导的电量，从而控制器件的光敏性，即其探测光的能力。
每个仿生视觉传感器都由这样的光电晶体管阵列组成。它们可以模仿人眼中分别负责探测暗光和强光的视杆细胞和视锥细胞。因此，该传感器可以在各种光照环境下检测不同的物体，还可以转换适应不同的亮度，范围优于人眼。
柴博士说:“这种新的传感器可以降低硬件的复杂性，并大大提高不同光线和黑暗条件下的图像对比度，从而提供高效的图像识别。”
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