光明日?qǐng)?bào)北京1月4日電（記者晉浩天）想象一下，機(jī)器的“眼睛”不僅能像人眼一樣廣闊掃視，還能瞬間鎖定關(guān)鍵目標(biāo)，進(jìn)行精細(xì)“凝視”……或許，這將不再是科幻情景。北京大學(xué)王興軍教授-舒浩文研究員團(tuán)隊(duì)、香港城市大學(xué)王騁教授團(tuán)隊(duì)及上海交通大學(xué)周林杰教授團(tuán)隊(duì)成功研制出一種受人類視覺機(jī)制啟發(fā)的集成仿生激光雷達(dá)，首次在調(diào)頻連續(xù)波這種“相干探測(cè)”的激光雷達(dá)上，實(shí)現(xiàn)了具有自適應(yīng)“凝視”能力的芯片級(jí)4D成像，為實(shí)現(xiàn)更智能、更高效、更靈活的下一代機(jī)器視覺打開新大門。這項(xiàng)成果日前于國(guó)際期刊《自然·通訊》在線發(fā)表。

“隨著自動(dòng)駕駛、具身智能與低空智能系統(tǒng)等的迅猛發(fā)展，機(jī)器視覺亟須從‘能看見’升級(jí)到‘看得清、看得快、看得全’。激光雷達(dá)作為核心傳感器，其性能提升卻陷入困境。傳統(tǒng)技術(shù)路徑依賴在空間維度上‘堆疊’更多探測(cè)通道以提升角分辨率，這導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度、功耗和成本呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，逼近工程極限?！蓖跖d軍告訴記者。

對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了自然界最精妙的視覺系統(tǒng)——人眼。人眼并非在全視野都保持最高分辨率，而是通過“外圍視野+凝視焦點(diǎn)”的高效協(xié)作機(jī)制，在有限能耗下實(shí)現(xiàn)了卓越的視覺感知。受此啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)思考：能否利用相干激光雷達(dá)技術(shù)的高靈敏度優(yōu)勢(shì)，讓系統(tǒng)也具備類似的“凝視”能力，將寶貴的探測(cè)資源動(dòng)態(tài)、集中地投入最關(guān)鍵的區(qū)域？

基于這一思路，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性提出“微并行”激光雷達(dá)新架構(gòu)，并成功研制出原型系統(tǒng)。該架構(gòu)的核心創(chuàng)新在于，以前想看得更清，往往只能靠“增加通道數(shù)”來提升性能，此次團(tuán)隊(duì)用波長(zhǎng)/頻率的靈活調(diào)度來“分配注意力”，讓調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)把“精力”用在最重要的地方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在局部感興趣區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)0.012°的角分辨率（相當(dāng)于在百米距離可分辨硬幣直徑尺度的細(xì)節(jié)），并兼顧了大視場(chǎng)覆蓋與高精細(xì)成像需求。

“更重要的是，得益于相干探測(cè)的高動(dòng)態(tài)靈敏度，該研究首次演示了基于集成光梳的實(shí)時(shí)并行4D成像系統(tǒng)?！蓖跖d軍說，這意味著，系統(tǒng)不僅能獲取高精度的三維幾何信息，還能利用多普勒效應(yīng)直接解析目標(biāo)的瞬時(shí)速度信息，真正實(shí)現(xiàn)了時(shí)空四維數(shù)據(jù)的同步采集。這種對(duì)速度的直接感知能力，是傳統(tǒng)激光雷達(dá)難以企及的。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步展示了該激光雷達(dá)與可見光相機(jī)協(xié)同工作的能力。通過多模態(tài)融合，可為激光雷達(dá)點(diǎn)云“上色”，補(bǔ)足其難以獲取的顏色等外觀信息，從而生成更豐富、更明確的四維場(chǎng)景，極大提升機(jī)器對(duì)復(fù)雜環(huán)境的理解與解釋能力。

王興軍表示，該集成仿生架構(gòu)具備優(yōu)異的可擴(kuò)展性和芯片級(jí)集成潛力，為研制小型化、低功耗、高性能感知模塊提供了全新的系統(tǒng)級(jí)解決方案。它不僅為下一代智駕、智能機(jī)器人等前沿領(lǐng)域提供了更強(qiáng)大的“視覺”支撐，也為未來空天地一體化感知網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

《光明日?qǐng)?bào)》（2026年01月05日 08版）