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自然选择促使节肢动物进化出奇妙的自然复眼，其独特的解剖结构为人工复眼提供了极具前景的蓝图，使其有望在复杂环境中实现静动态感知。
图1：人工复眼全景相机概念图。a, 具有自然复眼的Choerades fimbriata，照片由Sagaoptics 的 Thorben Danke 先生提供。b, 自然小眼示意图。c, 自然复眼示意图。d, 不同复眼比较图。e,人工小眼示意图。f, 人工复眼示意图。
图2：人工复眼全景相机工作原理和加工示意图。a, 端面带有圆锥形微透镜的塑料光纤扫描电子透镜图。b, 人工复眼全景相机顶视图。c, 人工复眼全景相机照片。d, 成像原理图。e, 端面带有圆锥形微透镜的塑料光纤加工流程图。
图3：人工复眼全景相机静态成像和动态运动感知。a, 180°视场角。b, 香港理工大学logo拍摄图片。c, 对不同景深物体成像示意图。d, ‘HK’字符在不同角度下的成像结果。e, 圆和三角在不同角度及距离下的成像结果。f, 平移运动光流检测结果。g, 旋转运动光流监测结果。h, 动态角速度测量示意图。i, 光电传感器在31.3 kHz下的响应结果。
ACEcam的卓越性能使其可被广泛应用。如：180°的视场角使其适用于监控等领域；实时全景无失真直接成像，使其适用于运动物体的成像和距离测量；几乎无限的景深可以提升虚拟现实体验的真实感；平移和旋转运动感知能力以及超快角速度检测（最高 5.6×106度/秒）能力为其提供了跨各种机器（从普通汽车到高速飞机甚至航天器）的运动状态跟踪和控制潜力。这些优点的结合也使ACEcam在特定应用中具有优势。例如，180°视场角和超快速角速度检测使ACEcam适合集成到高速无人机的避障系统中，减少了对多个避障镜头的需求，从而减小了重量和体积。180°视场角和小尺寸也使ACEcam 适合用于内窥镜检查。
论文信息
Jiang, H., Tsoi, C.C., Yu, W. et al. Optical fibre based artificial compound eyes for direct static imaging and ultrafast motion detection. Light Sci Appl 13, 256 (2024).
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