在国家大力支持前沿科研的背景下,中国科学院金属研究所和沈阳材料科学国家研究中心联手搞出了大动静。他们给视觉传感这块底层技术带来了新思路,重点解决了机器“眼睛”在复杂光照下的难题。比如在雾霾里找车、识别伪装目标或者看清昏暗环境的细节,传统设备往往因为信号太弱或者背景太杂而失效。 现有的方法要么像模拟人脑那样做神经形态器件,要么通过电路设计动态调整,但这些方法往往顾此失彼,很难同时满足速度、功耗和适应能力的要求。科学界都在找一种既能快又能聪明的新探测原理。这次研究团队把目光转向了自然界生物的眼睛。 人类的视觉之所以能在从星光到阳光这种巨大变化中看清东西,靠的是视网膜里视锥细胞和视杆细胞的协同工作,再加上感光蛋白根据光线强弱自动调整敏感度。孙东明研究员带着团队从这个原理中受到启发,没走简单模仿的老路,而是深入到了材料和结构层面进行创新。 他们在传统光电晶体管上做了个核心改进,加了个由二硫化钼做成的“栅极光敏窗口”。这个材料的导电性会跟着光照强度自动变,就像给探测器安了个智能光圈一样。当外部环境变亮变暗时,这个光圈会自动调整大小和电场分布。这样一来,器件就能像人眼一样把注意力聚焦到目标所在的特定亮度区间上。 你可以通过调节电压来告诉它该敏感哪个亮度段。这种硬件层面的自适应机制让器件无需复杂算法和笨重的光学设备就能锁定目标。实验显示,在复杂光线下,这种仿生探测器的灵敏度比商用设备高出了1000倍以上,而且在强光干扰下也很稳定。 这项成果不仅解决了技术瓶颈,还展示了仿生学结合新材料的潜力。它标志着我国在高端智能感知硬件上走到了国际前沿。未来这项技术若发展成阵列化产品,有望在国防、交通、医疗等领域发挥关键作用。