在智能安防、自动驾驶等应用场景中,复杂光照环境下的目标识别一直是技术瓶颈。
雾霾中的车辆、伪装物体或暗光环境下的细微特征,常因与背景光信号差异过小而被传统探测器忽略。
现有技术虽能通过延长曝光或增加电路复杂度提升对比度,但普遍面临响应速度慢、适应性差等缺陷。
这一难题的根源在于传统光电探测器缺乏动态调节能力。
人眼之所以能在不同亮度环境下高效工作,得益于视锥细胞与视杆细胞的协同机制,以及视网膜感光蛋白的自适应调节功能。
中国科学院团队从这一生物学原理中获得启发,创新性地在二硫化钼材料中构建"栅极光敏窗口",使器件具备类似"智能光圈"的动态响应特性。
实验数据显示,该器件在探测低对比度目标时,灵敏度较传统方案提升三个数量级。
其核心突破在于:通过材料特性实现电压自动重分配,既能放大目标区域的微弱信号,又可抑制背景强光干扰。
使用者还可通过调节工作电压,自主设定高灵敏度响应区间,实现"按需聚焦"的智能化探测。
这项技术的应用前景广阔。
在国防领域,可提升复杂战场环境下的目标识别率;在民用方面,将为自动驾驶系统在极端天气下的安全行驶提供保障。
研究团队表示,下一步将推动器件的小型化与集成化,预计三年内实现示范应用。
从人眼机制中寻找答案,再把生物启发转化为可工程化的器件结构,是基础研究与应用需求相互牵引的典型路径。
复杂光照下的低对比度目标探测难题,既考验材料与器件创新,也检验系统化思维与场景导向能力。
围绕更高可靠性、更低复杂度的端侧感知持续攻关,将为我国智能感知与相关产业升级积蓄更坚实的技术势能。