PNAS:科学家研制出可夜视人工眼 夜行象鼻鱼视网膜

现代化研

作者：江洪睿等

来源：PNAS

发布时间：2016/3/21 15:01:52

科学家研制出可夜视人工眼

受夜行性鱼类象鼻鱼特殊视网膜结构的启发，研究人员新近研制出一种具有夜视功能的人工眼。这种技术将来有望在搜救机器人、内窥镜与太空探索等领域发挥作用。

为了在低光或黑暗环境中拍摄到更清晰的照片，现有多数成像系统主要通过使用更好的感光材料或图像增强器来提高成像器件的光敏度。美国威斯康星大学麦迪逊分校江洪睿教授团队在新一期美国《国家科学院学报》上报告了一种光学解决方案，即让成像器件收集更多的光线。

江洪睿对新华社记者说：“我们这个方法有一个很大的优势，就是它不同于但不排斥其他方法。相反，它能够与其他方法结合使用来进一步提高光敏度。换句话说，我们的方法能改进任何夜视摄像仪或内窥镜，包括目前使用的夜视摄像仪或内窥镜。”

据介绍，研究人员主要是从象鼻鱼的视网膜结构获得灵感的。象鼻鱼是非洲的一种热带淡水鱼类，因其吻部形似象鼻而得名。它们的视网膜中有一系列微小的凹陷杯状结构，可把光汇聚到感光细胞上，增加眼睛的光敏度，因此象鼻鱼在浑浊的河水中也能探测到掠食者，生存能力大幅提高。

研究人员利用激光烧蚀等技术设计出一系列具有微型凹陷的杯状结构，其抛物线形侧壁可像镜子一样反射光并将其汇聚。研究人员随后把这些杯状结构固定到半球形基座上，构造出一种与龙虾重叠型复眼类似的新型人工眼。

江洪睿说，新型人工眼让图像变亮了约４倍，“这种提高程度超过了其他任何成像仪技术”。在几乎漆黑一片的环境中，这种人工眼可清楚地看到威斯康星大学麦迪逊分校吉祥物“獾”的模样。

江洪睿认为，这项技术主要用于低光成像系统，如夜视仪与内窥镜，但将来也可应用在机器人与太空探索等方面。他们准备在未来５年内进一步改进技术，如让抛物线形侧壁更加平滑以减少光线散射，这样预计其光敏度还可提高一个量级。（林小春）

http://www.pnas.org/content/early/2016/03/08/1517953113.short



http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20163211515228638942.shtm  L

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象鼻子鱼-互动百科:

象鼻子鱼又名鹳嘴长颌鱼、象鼻子鱼。原产非洲刚果。

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象鼻子鱼 - 名称
象鼻子鱼
象鼻子鱼 - 相关介绍
象鼻子鱼 　象鼻鱼，又名鹳嘴长颌鱼、象鼻子鱼。原产非洲刚果。身长20-50厘米，体形怪异，像一把多用刀。颌延长似小管状，能动，用以探觅食物，故得名象鼻鱼。头吻部较尖，眼小，口小变异。头后背部与胸腹部平直。胸鳍长，腹鳍短小。背鳍后位与臀鳍对称，且形状相似。尾柄骤然变长如棒。尾鳍深*形。全身黑色，但在背鳍与臀鳍边缘及其间之体上，有淡淡的白纹。尾鳍叉形，有淡淡的白边。象鼻鱼的种类颇多，不同品种在体型、头型、口形和尾柄长短等方面不同，颜色和条纹也有所不同，但其似管状的“长鼻”，令人一看就确认是象鼻鱼。体粗短“鼻长”的象鼻鱼尤其可爱。这是非洲特产的珍稀鱼类。象鼻鱼的小脑比较发达，下颌上布满神经末梢突，能感觉辨别食物；尾部肌肉演化成为能发出微弱的电流，用以自卫。象鼻鱼喜欢中性、弱酸性软水，适宜水温为22-28℃，爱食沙中的线虫等小型活饵料。成鱼性情凶猛，同种间争执相斗。要用大型水族箱饲养，环境光线要暗些，设小石条、沉木、水草等起隔离作用，可以减少矛盾争斗。可以与别的鱼混养。属夜行性鱼类，白天也摄食，夜间比较活跃，能跃出水面。



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