昆虫和蝙蝠激发了超级3D仿生相机的诞生

这种相机是由加州大学洛杉矶分校(UCLA)的两位生物工程师和一位前博士后学者开发的。计算图像处理为相机提供动力，可以破译隐藏在角落或其他物品后面的物体的大小和形状。

研究人员表示，这项技术可以被整合到自动驾驶汽车或医学成像工具中，“其传感能力远远超出当今的最先进水平”。

在开发相机时，该团队从苍蝇和蝙蝠身上发现的两种自然现象中获得灵感。

在黑暗中，蝙蝠可以通过回声定位或声纳来想象周围充满活力的画面。它们的高频吱吱声从周围的环境中反弹回来，然后被它们的耳朵接收。

回声到达夜行动物所需要的时间和声音强度的微小差异，可以实时告诉它们东西在哪里，有什么东西挡着路，潜在猎物在哪里。

许多昆虫都有几何形状的复眼，其中每只“眼睛”由数百到数万个独立的视觉单元组成，这使得从多条视线中看到相同的东西成为可能。

例如，苍蝇的球根状复眼给了它们近360度的视野，尽管它们的眼睛具有固定的焦距，这使得它们很难看到远处的任何东西，比如高举的苍蝇拍。

有了这些知识，加州大学洛杉矶分校领导的团队开始设计具有先进功能的高性能3D相机系统，利用这些优势，同时解决自然的缺点。

加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院生物工程副教授高亮说:“虽然这个想法本身已经被尝试过了，但跨越一定距离和遮挡周围的视力一直是一个主要障碍。”

“为了解决这个问题，我们开发了一种新型的计算成像框架，它首次能够通过简单的光学和小型传感器阵列获得广泛的全景视图。”

该框架被称为“紧凑型光场摄影”(CLIP)，允许相机系统“看到”更大的深度范围和周围的物体。

在实验中，研究人员表明，他们的系统可以“看到”传统3D摄像机无法发现的隐藏物体。

该阵列使用7个带有CLIP的激光雷达摄像机，拍摄低分辨率的场景图像，处理各个摄像机看到的图像，然后在高分辨率3D成像中重建组合场景。

研究人员表示，该相机系统可以对具有多个物体的复杂3D场景进行成像，这些物体都设置在不同的距离上。

高解释说:“如果你遮住一只眼睛看着笔记本电脑，而笔记本电脑后面稍微藏着一个咖啡杯，你可能看不到它，因为笔记本电脑挡住了视线。”

“但如果你用两只眼睛，你会发现你能更好地观察物体。这就是这里发生的事情，但现在想象一下用昆虫的复眼看到这个杯子。现在它可以有多种视角。”

据高说，CLIP以类似的方式帮助相机阵列理解隐藏的东西。该系统与激光雷达相结合，可以实现蝙蝠回声定位效果，通过光线反射到相机所需的时间来感知隐藏的物体。