为了有效地导航真实环境，机器人通常会分析由集成在其体内的成像设备采集的图像。为了提高机器人的性能，工程师们一直在努力开发不同类型的高性能摄像机、传感器和人工视觉系统。
迄今为止开发的许多人工视觉系统都从人类、动物、昆虫和鱼类的眼睛中获得灵感。这些系统具有不同的特性和特征，这取决于其设计运行的环境。
大多数现有传感器和摄像机设计用于地面（即陆地环境）或水中（即水生环境）。另一方面，可以同时在陆地和水生环境中运行的仿生人工视觉系统仍然很少。
首尔国立大学基础科学研究所（IBS）、光州科学研究所、麻省理工学院（MIT）和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员最近开发了一种新的视觉系统，其灵感来自螃蟹，可以在地面和水中工作。该两栖系统发表在《自然电子》杂志上的一篇论文中，允许机器人获得其周围360°全景视图，从而可以更有效地检测障碍物和导航环境。
“之前的工作（包括我们小组的研究）在广角视野摄像机上的角度总是小于180°，这对于‘全’全景视觉来说是不够的，而且它们不适合改变外部环境，”进行这项研究的研究人员之一Young Min Song说道。我们想开发一种360°FoV摄像机，可以在空气和水中成像。
这组研究人员开发的人工视觉系统从招潮蟹的眼睛中获得灵感。这种独特的物种，也被称为叫螃蟹，不需要移动眼睛和身体就可以看到周围的全景。为了人工复制招潮蟹的眼睛，闵和他的同事们使用了一个平面相机镜头。
宋解释说：“如果你使用具有曲率的传统透镜进行成像，当你将透镜浸入水中时，其焦点会发生变化。另一方面，如果你使用平面透镜，无论环境条件如何，你都可以看到清晰的图像。生活在潮间带的招潮蟹的透镜表面是这种平面，我们只是模仿了这种蟹眼透镜。”
为了创建复杂的视觉系统，研究人员将具有渐变折射率的平面微透镜阵列和柔性梳状硅光电二极管阵列集成在球形结构上。他们使用的微透镜可以保持其焦距，而不受空气和水之间外部折射率变化的影响。
据我们所知，这是第一次在世界范围内演示两栖和全景视觉系统。我们的视觉系统可以为360°全方位摄像机铺平道路，这些摄像机可以应用于虚拟现实或增强现实，也可以用于自动驾驶车辆的全天候视觉。宋和他的同事考虑到陆地和水环境的特点，在一系列光学模拟和成像演示中测试了他们的系统。到目前为止，他们发现它取得了非常有希望的结果，因此可以很快在几种不同的混合和两栖机器人上进行测试和实施。
宋补充道：“在接下来的研究中，我们将进行进一步的工程设计，以实现更高的分辨率和卓越的成像性能。我们仍有兴趣开发一种新型相机，其独特的成像功能受到其他动物眼睛的启发。”
17329985575