5亿岁老海洋生物的眼睛激发革命性的高科技相机

撰稿人 David Bressan

Apr 19, 2022,02:48pm EDT

我应对我们现代的地球的理解的崎岖之路

SCIENCE

三叶虫化石。 GETTY

五亿年前，海洋中充满了数万亿的三叶虫------一种已灭绝的海洋节肢动物群，统治海洋超过2.7亿年。迄今为止，已有20000多种物种被描述。

由于复眼------由数万个微小的每个单元都有它们自己的角膜、晶状体和光敏细胞的独立单元组成的单眼，所有三叶虫都有过一个广泛围的视力。但有一个达尔马尼替纳群体（Dalmanitina socialis）是超常的远视的。它们的每个都安装在茎上并由两个方解石透镜组成的双焦点眼睛以不同的角度弯曲光线，使这些海洋生物能够同时的观望漂浮在附近的猎物以及从远处接近的遥远的敌人。

这幅插图显示一种已灭绝的三叶虫的透镜结构。 NIST

受达尔马尼替纳群体眼睛的启发，美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究人员已经开发了一种特点是有一个创纪录场深的一个双焦点镜头的微型相机------场深是相机能同时的对近3厘米和远至1.7公里的物体进行成像产生清晰图像的距离。

研究人员制造了一个被特别设计来以特定方式操纵光的叫元透镜的微小透镜的阵列。就像三叶虫透镜的晶体结构一样，研究人员设计的元透镜由数百万个微小的矩形纳米级氧化钛柱组成。纳米柱的形状和方向以一种它们同时的起一个宏透镜（用于特写物体）和长焦透镜（用于远处物体）作用的方式聚焦光线。

在一个三叶虫的复合透镜上建模的元透镜怎样同时既聚焦近（兔子）又聚焦远处（树）物体的图示。 S. KELLEY/NIST

使用一个特殊软件来生成一幅最终图像并来纠正缺陷诸如模糊度和色差等。

这些元透镜和软件能被用于开发新的高科技相机系统。这种轻重量、大景深相机承诺彻底改变未来的高分辨率成像系统。特别是，相机将大大提高来产生高度详细的风景图像并在单次拍摄中捕获各种颜色、形状和大小的物体的能力。

美国国家标准与技术研究院研究人员阿密特阿格拉瓦尔和亨利列则可以及他们来自马里兰大学帕克分校和南京大学的同事在四月份的自然通讯（Nature Communications）上在线描述了他们的工作。 

我（David Bressan）是一名自由地质学家，主要工作在东阿尔卑斯山。我于2007年毕业于一个研究永久冻土（冻土）的项目..

https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2022/04/19/eyes-of-500-million-year-old-sea-creature-inspire-revolutionary-high-tech-camera/?sh=78c266e54bc7