科技日报记者 王春
近日，上海理工大学超精密光学制造团队在庄松林院士指导下，由张大伟教授领衔，联合美国杜克大学团队，在仿生视觉领域取得重大突破。5月22日，团队最新研究成果“虫眼看世界：AI赋能仿生视觉高分辨多任务成像”发表于国际知名期刊《科学进展》并荣登封面，为微观世界观测与高端仪器研发开辟全新路径。
在自然界中，蜻蜓等节肢动物凭借复眼结构展现出超大视野与超快响应的视觉优势，这为人类科技探索提供了重要启示。科学家们之前已通过模仿昆虫复眼的多单元阵列设计，开发出各类由微透镜阵列和传感器组成的成像系统，实现初步应用。然而，传统仿生复眼成像系统因其复杂的三维结构、有限的空间解析能力，始终受困于“马赛克式模糊成像”的技术瓶颈。
“不仅要让仿生视觉系统‘看到’世界，还要让它‘看清’‘看懂’这个大千世界。”张大伟教授团队表示。此次研究团队的创新突破，源于对节肢动物复眼的结构特点及信息处理方式的深度仿生。昆虫通过成百上千个“子眼”协同工作，实现对复杂环境的即时响应。研究团队模拟这一结构，设计出一套0.8立方厘米的仿生视觉系统，实现了百万像素级的全彩超大视野（165°×360°）高清成像，更通过AI技术赋予系统“理解”能力。团队通过深度学习构建了一套多级架构的视觉处理模型，能够开展全景图像高清重构、大视野中多目标定位、目标识别、多目标定位识别及三维跟踪等复杂任务，让“仿生视觉”真正具备了“看清”“看懂”的能力，从而彻底打破传统技术局限。
庄松林院士表示，这项研究将仿生学与人工智能深度融合，是跨学科研究的典范。
目前，科研团队正着手优化仿生复眼结构，重点探索该技术在微小无人平台、内窥检测仪器等高端装备中的应用潜力。这一成果不仅推动AI赋能科学仪器的创制，更为医疗诊断、环境监测、智能安防等领域的技术革新提供了关键支撑，展现出从基础研究到产业应用的强大转化价值。
