在智能视觉技术快速发展的今天,传统设备面临两大技术瓶颈:一是极弱光环境下成像能力骤降,二是复杂场景中计算能耗居高不下。
这一困境严重制约了无人机巡检、夜间救援等关键领域的技术应用。
针对上述问题,西交利物浦大学智能工程学院赵春教授团队联合新加坡国立大学、苏州大学科研人员,从猫头鹰视网膜的生物学特性中获得突破性启示。
研究显示,猫头鹰视网膜中高密度视杆细胞与独特的暗适应机制,能在0.0001勒克斯照度(相当于无月星光)下实现精准捕猎。
基于这一发现,团队创新研发出"ODAS"双模突触晶体管。
该器件突破传统感光元件局限,将光学感知与神经形态计算功能集成于单一架构。
实验数据表明,其最低感光强度较商用相机提升三个数量级,暗适应时间缩短至数十秒,在模拟测试中对地面目标的识别准确率达95%以上,能耗仅为传统系统的千分之一。
技术突破背后是跨学科协同创新的成果。
团队将微纳电子制造与生物神经机制研究深度融合,通过模拟生物突触的可塑性特征,实现了"感算一体"的革命性设计。
这种近传感器计算架构有效规避了传统系统数据传算分离的能效损耗,为边缘计算设备提供了新范式。
据项目组透露,下一步研发将聚焦三大方向:一是实现感知、计算、传输功能的单片集成;二是拓展温度、触觉等多模态感知能力;三是推动在应急救援、极地科考等场景的工程化应用。
业内专家指出,该技术有望重塑安防监控、自动驾驶等领域的技术标准,其"生物启发+电子融合"的研究路径也为新型智能传感器开发提供了重要参考。
仿生夜视芯片的突破不仅回应了极弱光视觉的现实需求,也为低能耗智能系统提供了新的技术路线。
随着感知与计算深度融合的持续推进,未来智能装备在黑暗中“看得清、算得快”的能力有望成为常态,为安全治理和极端环境探索带来更强支撑。