透過(guò)眼睛，我們看到了高清的現(xiàn)實(shí)世界，五彩繽紛。這主要源于人眼的視網(wǎng)膜中含有對(duì)紅、綠、藍(lán)光敏感的錐狀細(xì)胞，以及一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸?shù)酱竽X之前對(duì)我們所看到的東西所進(jìn)行的處理。

據(jù)最新研究消息，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們模仿人眼的視網(wǎng)膜設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出了一種新型的圖像傳感器，它能夠?qū)t、綠、藍(lán)三種顏色的感知和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，以致可以在沒(méi)有濾鏡的情況下產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。

為了在新型傳感器中實(shí)現(xiàn)仿人眼的效果，科學(xué)家們使用了窄帶鈣鈦礦光電探測(cè)器。所謂光電探測(cè)器是一種能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電信號(hào)的器件，對(duì)于相機(jī)和許多其他光學(xué)技術(shù)都是必不可少的；窄帶光電探測(cè)器則能夠?qū)Ｗ⒂诠庾V中的單個(gè)部分，比如構(gòu)成可見(jiàn)光的紅、綠、藍(lán)三種顏色。該設(shè)備模仿了人類(lèi)的錐狀細(xì)胞，并將其連接到一個(gè)類(lèi)神經(jīng)算法，模仿人類(lèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來(lái)處理信息并重建圖像。

“我們找到了一種新穎的技術(shù)方法來(lái)設(shè)計(jì)鈣鈦礦材料，使其只對(duì)一種波長(zhǎng)的光敏感。”據(jù)研究人員介紹，他們制造了三種不同的鈣鈦礦材料，分別只對(duì)紅色、綠色或藍(lán)色有反應(yīng)。這將繞過(guò)現(xiàn)代相機(jī)中使用的濾鏡，歸避了因?yàn)V鏡而降低分辨率、增加制造復(fù)雜度和成本的問(wèn)題。

據(jù)科學(xué)家們介紹，相機(jī)中的硅光電探測(cè)器能夠吸收光線(xiàn)，但不能區(qū)分顏色。當(dāng)光線(xiàn)被過(guò)濾時(shí)，會(huì)有一些信息丟失，而這可以通過(guò)研發(fā)過(guò)程中的技術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)避免。所以，該研發(fā)成果代表著未來(lái)的相機(jī)感應(yīng)技術(shù)，可以幫助人們獲得更高的空間分辨率。”

鈣鈦礦材料的使用，則讓這些新設(shè)備在吸收光線(xiàn)時(shí)還能產(chǎn)生電力，這將為無(wú)電池相機(jī)技術(shù)開(kāi)辟道路。“只要你在上面照射光線(xiàn)，它就會(huì)產(chǎn)生電流。”項(xiàng)目組博士后Luyao Zheng說(shuō)，“像人們的眼睛一樣，不需要施加能量即可捕捉來(lái)自光線(xiàn)的信息。”這項(xiàng)研究還將引發(fā)人工視網(wǎng)膜生物技術(shù)的發(fā)展，而基于這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備將有可能取代我們眼睛中死亡或受損的細(xì)胞，從而恢復(fù)視力。