螳螂虾拥有动物王国中最快拳击的称号——力量足以击碎贝壳和水族箱玻璃。它们还拥有世界上最复杂、最非凡的眼睛。人眼有三种光感受器细胞，但这些虾有十二种，使它们能够感知其他动物看不到的光的特性。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的工程师们现在制造出了一种相机，它密切地模仿了这种甲壳类动物令人印象深刻的视觉系统。该设备于去年十月在《Optica》杂志上描述，是一个一英寸的立方体，研究人员表示，它可以批量生产，每个成本为10美元。他们认为，它最终可能被用于帮助汽车检测危险，让军用无人机看到伪装或阴影中的目标，并使外科医生能够更准确地执行手术。
图片来源：Brown Bird Design；来源：“具有高动态范围的仿生偏振成像仪”，作者：Missael Garcia 等，发表于《Optica》，第 5 卷，第 10 期；2018 年 10 月 20 日
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螳螂虾拥有两种视觉超能力。首先，它们可以感知“偏振”光，其中所有波都在同一平面内波动（非偏振光在每个方向振动）。从物体上反射的光始终包含偏振分量，光的这种特性可以揭示原本融入背景的物体；螳螂虾利用它在蓝色调的海洋环境中寻找猎物。它们还可以检测到称为动态范围的广泛光强度范围，这使它们可以同时看到非常明亮和黑暗的区域。
这款新相机模仿了这两种能力。电气和计算机工程师维克托·格鲁耶夫和他的同事们制造了一种微小的、基于硅的光探测器阵列，类似于商业偏振相机中使用的探测器。但传统的探测器产生的电流随光强呈线性增加，而新的探测器则呈指数响应。这产生的动态范围比当今的商业相机高约 10,000 倍。研究人员还在探测器上覆盖了微小的铝线，以模仿微绒毛，即虾眼中过滤和感知偏振光的管状结构。
为了进行真实世界的测试，该团队驾驶一辆装有他们的新相机和标准相机的汽车四处行驶。格鲁耶夫说，来自虾眼相机的照片具有更高的对比度，尤其是在雾天和雨天以及光线和阴影较多的场景中。
马里兰大学巴尔的摩县分校的生物科学教授托马斯·克罗宁说，螳螂虾是唯一一种可以感知全光谱颜色和偏振的生物，他没有参与这项研究。他说，这一特性使其成为相机模仿的理想选择：“您将获得复杂背景中物体的清晰图像，而这些物体很难用其他技术挑选出来。”