文章核心观点 - 国防科技大学团队成功研制出一种基于三自由度折纸机构的新型仿生眼球系统（BES），该系统在微型化、轻量化和功能集成度方面取得重大突破，为人形机器人等领域提供了极具前景的视觉解决方案 [1][2][4] BES系统的性能突破 - BES单眼视场范围超过151.6° × 151.6°，整体尺寸仅为Φ23 mm × 15 mm，重量仅为1.8 g，实现了高度轻量化 [2] - 系统展现出高速扫视能力（4382°/s）与高动态追踪能力（532°/s），扫描峰值角速度达到人眼极限的4.8倍，平滑追踪角速度为人眼生理极限的17.7倍 [2][13][17] - BES支持人机协同交互控制与主动变焦功能（±5.3 mm），俯仰-偏航复合运动范围超过±31.8° [2][13][17] - 在1 Hz下功耗仅为275 mW，实现了低功耗运行 [13] 核心技术创新 - 采用三棱柱微型折纸机构（MOM，尺寸Φ20 mm × 12 mm）作为核心驱动，通过主动旋转工作台（ARS）与被动旋转工作台（PRS）的协同设计实现三自由度运动 [4][7] - 创新性地将折纸工艺与压电驱动技术整合，实现了高精度微米级制造与集成，突破了传统机械加工技术的瓶颈 [9][10] - 提出基于并联运动学架构的相位协同简化策略，通过调控驱动单元间动态相位差实现多工作模式快速切换，单自由度旋转运动耦合率小于5.8%，显著降低了控制复杂度 [11] 系统架构与仿生设计 - BES包含四个核心模块：微型摄像头、基于压电驱动的毫米级折纸机构、仿巩膜保护结构及仿眼外肌支撑结构，模拟了人眼的解剖学等效特征 [4] - 系统构建了三级感知控制体系：动态视场扫描、高速动态成像、人机协同控制及主动变焦机制，实现了从环境感知到精准交互的闭环能力 [16][17][18] - 引入基于视觉注意机制的目标识别算法，使系统具备多目标快速识别、主动锁定与轨迹跟踪能力，实现了接近人眼水平的平滑追踪运动 [19] 行业应用前景 - BES技术为高集成度视觉系统在设计上面临的挑战提供了新方案，在通用人形机器人、虚拟现实和智能辅助驾驶等新兴领域展现出显著优势 [1][19] - 该成果为微型仿生视觉系统在面部表情识别、视觉导航等复杂场景中的实际部署与应用提供了重要的技术基础 [19]