自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展至今，物體識(shí)別在極端光照條件下的穩(wěn)定性仍是行業(yè)痛點(diǎn)。當(dāng)車輛駛出隧道或突然進(jìn)入強(qiáng)光區(qū)域時(shí)，傳統(tǒng)攝像頭需要數(shù)毫秒調(diào)整數(shù)字曝光參數(shù)，這段短暫"視覺空白期"可能引發(fā)安全隱患。科學(xué)家近日在《科學(xué)機(jī)器人學(xué)》雜志發(fā)表研究成果，通過仿生設(shè)計(jì)讓機(jī)器視覺系統(tǒng)具備類似生物的即時(shí)光線適應(yīng)能力，為自動(dòng)駕駛安全提供新解決方案。

研究團(tuán)隊(duì)從生物進(jìn)化中獲取靈感，將動(dòng)物眼睛數(shù)百萬年形成的自適應(yīng)機(jī)制轉(zhuǎn)化為工程語言。人類瞳孔在強(qiáng)光下收縮、暗光中放大的生理反應(yīng)，貓科動(dòng)物垂直裂隙瞳孔的夜間捕獵優(yōu)勢，反芻動(dòng)物水平瞳孔對(duì)地平線的敏銳觀察，這些自然選擇形成的結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。科研人員突破傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)依賴軟件算法修正圖像的局限，嘗試通過硬件物理結(jié)構(gòu)變化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)環(huán)境適應(yīng)。

核心突破在于液態(tài)金屬人工瞳孔的發(fā)明。這種特殊材料在電場作用下可精準(zhǔn)改變形態(tài)，強(qiáng)光環(huán)境下自動(dòng)擴(kuò)展形成小孔徑，減少進(jìn)光量；弱光時(shí)收縮增大通光面積。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該結(jié)構(gòu)能在0.1秒內(nèi)完成光線調(diào)節(jié)，比傳統(tǒng)數(shù)字曝光快30倍。與瞳孔配合的弧形穹頂視網(wǎng)膜采用非平面?zhèn)鞲衅鞑季郑?08度視野范圍接近人眼水平，單攝像頭即可捕捉更廣環(huán)境信息。

整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)反饋鏈：仿生視網(wǎng)膜將環(huán)境亮度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，液態(tài)金屬組件接收信號(hào)后產(chǎn)生脈沖式形變指令，動(dòng)態(tài)調(diào)整瞳孔開合度。這種工作模式與生物神經(jīng)反射弧高度相似，不僅能模擬人類圓形瞳孔，還可復(fù)現(xiàn)貓科動(dòng)物的垂直裂隙、反芻動(dòng)物的水平瞳孔等特殊形態(tài)。不同瞳孔結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)獨(dú)特的光線折射路徑，使系統(tǒng)在特定場景下具備特殊視覺優(yōu)勢。

科研人員強(qiáng)調(diào)，這種硬件層面的自適應(yīng)機(jī)制可顯著降低軟件運(yùn)算負(fù)荷。在光照劇烈變化的測試場景中，仿生系統(tǒng)物體識(shí)別準(zhǔn)確率較傳統(tǒng)方案提升42%，能耗降低28%。該技術(shù)未來有望應(yīng)用于無人機(jī)、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域，為智能設(shè)備在復(fù)雜光照環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行提供新思路。