源自屎殼郎的大發(fā)明：全彩夜視儀

玉琳

據(jù)美國國家公路安全管理局統(tǒng)計，雖然夜間行車在整個公路交通中只占1/4，發(fā)生的事故卻占了1/2，而夜間視線不良所造成的事故占了70%?，F(xiàn)在，一項與屎殼郎有關(guān)的研究成果有望改變這個糟糕的狀況，賜予在黑夜中開車的駕駛者一雙明亮的“眼睛”，將漆黑一片的周圍環(huán)境看得清清楚楚。

來自屎殼郎的靈感

在澳大利亞新南威爾士州的阿拉倫峽谷，瑞典隆德大學(xué)生物學(xué)教授埃里克沃倫正在進(jìn)行一項奇怪而頗具意義的研究。當(dāng)他看到一群牛緩緩地從飲水槽邊走開時，他欣喜地跑去翻看牛群留下的牛糞。你或許無法將一種全彩的夜視儀與牛糞相聯(lián)系，而沃倫在牛糞中翻找的東西正是他發(fā)明的全彩夜視儀的原型——屎殼郎。目前，沃倫正與日本豐田汽車公司合作開展研究，希望有朝一日能給汽車駕駛者帶來前所未有的夜間駕駛體驗。可是沒人會想到，這個項目是從研究一堆牛糞開始的。

沃倫從1985年開始研究屎殼郎。當(dāng)時，他還是澳大利亞國立大學(xué)的一名博士生。他對那些在漆黑的環(huán)境下仍然能夠看見東西的動物的眼睛非常著迷。無論是在叢林中靈巧繞過樹林的鳥，還是在幾乎沒有一絲光亮的深海中找到配偶的魚。于是，他將研究方向從光學(xué)轉(zhuǎn)向?qū)游镅劬Φ难芯?。而屎殼郎之所以深得沃倫的喜歡，是因為金龜屬的物種很容易辨認(rèn)。同時，這些小昆蟲能在不同亮度環(huán)境下飛行。它們既能在明亮的白天飛行，又能在昏暗的晨曦或夜晚飛行。

后來，沃倫來到瑞典隆德大學(xué)與同事阿爾馬特·凱爾波合作，開始對夜間活動的昆蟲進(jìn)行研究。他們發(fā)現(xiàn)，夜間活動的屎殼郎具有一種非同尋常的能力，它們能夠在夜晚看見許多細(xì)節(jié)，辨別許多不同顏色的東西，找到食物和配偶，躲避捕食它們的動物，避免撞上障礙物。受此啟發(fā)，沃倫和凱爾波嘗試發(fā)明一種新型的夜視系統(tǒng)——全彩夜視儀。

清晰還原夜間世界

屎殼郎擁有一雙復(fù)眼，而復(fù)眼是由很多小眼組成。雖然這些小眼的夜視能力比人類的大眼睛差了很多。但是，屎殼郎的視覺系統(tǒng)具有獨特的處理光信號的方式，這種方式能夠更好地利用微光。隨著光線變得黯淡，屎殼郎眼中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既能從相鄰的感光器獲取信號，也能將所收集的這些信號保存更長的時間，并根據(jù)光線強(qiáng)弱、物體運動快慢，自主調(diào)節(jié)選擇哪種模式進(jìn)行成像。

早在1999年，沃倫就建立了一個用來描述任何亮度范圍內(nèi)物體運動速度的數(shù)學(xué)模型。然而，他在研究過程中發(fā)現(xiàn)，屎殼郎眼睛的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過他的這個數(shù)學(xué)模型。后來，利用屎殼郎的眼睛工作機(jī)制，沃倫和隆德大學(xué)的數(shù)學(xué)家、豐田汽車公司歐洲研發(fā)中心的工程師共同開發(fā)了一種新的數(shù)字圖像處理算法。

在項目啟動3年后，研究團(tuán)隊終于能夠在人眼幾乎完全看不見的情況下，實時拍攝到全彩的動態(tài)圖像。為了降低成本，這個系統(tǒng)使用普通的數(shù)碼相機(jī)和計算機(jī)。目前，研究團(tuán)隊已經(jīng)在豐田汽車公司的實驗室里對這個裝置進(jìn)行試驗。不過，現(xiàn)在說這項技術(shù)將會廣泛應(yīng)用于未來的汽車還為時過早。

當(dāng)人們駕駛著安裝了全彩夜視儀的汽車行進(jìn)在公路上時，可千萬別忘了搬運牛糞的屎殼郎啊！