复旦大学成果被发表论文

脱口秀演员搞自动驾驶？

不但搞出了成果，还被Nature在 研究亮点 （RESEARCH HIGHLIGHT）专栏报道！

香港理工大学博士后、深圳某脱口秀俱乐部现役演员 廖付友 年初八在《自然·电子》上以一作身份发表名为 Bioinspired in-sensor visual adaptation for accurate perception 的文章。

文章介绍了一种新型传感器，模仿了人类视网膜工作原理，有效感知范围达到199bB。

这是什么概念？

现在绝大部分智能 汽车 上的自动驾驶系统在弱光、雨雪条件下能力大打折扣，主要原因之一就是 常用的硅基CMOS图像传感器通常只有 70dB 的感知范围，远低于自然场景的光强变化范围 。

而新的类视网膜传感器，直接将感知范围提升1万亿倍！大大增强自动驾驶在感知端的准确性。

而且这位业余说脱口秀的廖付友，已 被华为收编 ，确定即将入职继续从事半导体研究。

在地球普遍环境中， 自然光强度的分布超过280dB ，远超民用级别CMOS感光元件的70dB范围。

具体到自动驾驶上，且不论算法性能，摄像头捕捉的图像数据有效范围就大大缩小，不但是弱光会影响识别，强光也不行。

比人眼强，但应付自然光还是不够。

从这个角度看，也能理解特斯拉代表的纯视觉自动驾驶路线，和国内厂商走的激光雷达+视觉混合路线的缘由。

一个是死磕算法提高图像识别准确度，另一个是通过雷达点云图弥补图像数据的不足。

手段不同，但问题根源都在图像捕捉的限制。

而廖付友博士所在的香港理工大学团队，利用 二硫化钼 作为基础材料，模仿人类视网膜的工作原理，设计出了一种新的光传感器，能够有效感知199dB范围的光线。

在实验中，科研人员分别于弱光和强光背景下映出数字“8”，再由环境光照射背景板：

之后，将感光信号输入神经网络进行识别：

实验结果表明，ANN网络对于数字“8”的识别准确度稳定在97%左右，同等条件下使用CMOS传感器的系统几乎无法识别。

上图中有目标识别率有明显的随时间渐变的趋势，这就是所谓“类视网膜”的核心。

基于二硫化钼的感光阵列无论对于弱光还是强光都会随时间适应，就像人眼会逐渐适应光照强度一样。

输出的图像信号也会从刚开始的一团黑或白逐渐清晰显出目标特征。

好了，我知道你们想搞清楚1万亿倍是怎么来的，但首先还要解释一下光功率的概念。

dB 是指 光功率 的单位，表示光在单位时间内所做的功。

简单理解，光功率大小直接反映了光照的强弱。

一般光功率单位常用为毫瓦(mw)和分贝毫瓦(dBm)，其中两者关系为：1mw=0dBm。

但工程学中，dB是一个纯计数单位，代表两个功率的比值大小，具体数值为10*log(A/B)。

也就是说，工程上dB只有加减，实际代表了两个功率相除，得出的结果是增益或减益的倍数。

所以按照这样计算，港理工团队的新型类视网膜传感器，有效工作范围比传统CMOS图像传感器提升了129dB，也就是至少提升1012倍。

1万亿 倍！

会说脱口秀的科研人员果然强。

人眼的光接收细胞感知范围比较有限，只有40dB。

但是人眼的视觉适应功能让我们可以感知和识别不同光照条件下的各种物体，哪怕是快速在明暗差别很大环境中转换。

人眼应对光线明暗变化的机制，关键是水平细胞和光接收细胞的结构。

其中，视锥细胞在强光条件下敏感度更高，视杆细胞在暗光条件下敏感度更高。

所以光照条件发生变化时，视网膜的水平细胞会控制感光点在视锥和视杆细胞之间的转换、以及光色素的产生和消失来适应。

基于此，团队研发出一种基于二硫化钼底栅光电晶体管阵列的仿生视觉适应传感器。

在二硫化钼表面，科研人员有意引入 电荷陷阱态 ，使得光信息的存储成为可能。

（电荷陷阱态：电子被不饱和键所捕获。）

而通过调节栅极电压，这陷阱态可以捕获或释放通道的电子。

（通道：施加电压后，电子会被排斥或吸引从而形成翻转层，导通半导体源级和汲极，形成通道。）

在不同的栅极电压下， 通道的电子可以被捕获或释放，这就可以定量地动态调节器件的电导率 。

所以光线强弱变化时，只需要调节栅极电压就能实现感光元件的范围调整。

另外，二硫化钼材料本身具有独特性质，根据栅极电压不同，会随时间对电流产生激励或抑制作用。这一点正好模拟了视网膜光色素的产生和消失。

所谓高感光范围的“人造视网膜”，核心是利用电荷陷阱态对电子的捉放效应以及二硫化钼本身的“时间——抑制激励”作用，从而达到人为控制感光半导体电导率的目的。

在把这项技术应用到自动驾驶的视觉传感器中，无需经过后端图像处理器或云端信息处理，就能大大提升了系统的信息处理效率和识别准确度。

另外人脸识别也是一个重要应用场景，无论是白天的强光还是夜间的黑暗，视觉传感器能根据背景光强度，去调节光灵敏度从而准确识别人脸。

在太空探测领域，把具有视觉适应功能的视觉传感器应用在探测设备上，除了正常光照条件下的感知外，还可以在极端光照条件下（极弱或者极强光）探测外界环境和识别目标。

一作 廖付友 ，博士毕业于复旦大学，目前在香港理工大学做博士后。主要研究方向为半导体器件与工艺。他已经确定将入职华为，继续半导体方面研究。

廖付友除了是一名科研工作者，还是一名业余脱口秀演员，在深圳某俱乐部驻场演出。

本文通讯作者 柴扬副教授 ，博士毕业于香港 科技 大学。主要从事低维材料的电子器件及其在能源领域应用的研究工作，其主要研究方向包括低维材料的可控生长与电子器件，能量转换与存储，以及柔性电子器件。

论文地址：

复旦大学网络教育学院是复旦大学专门设置的从事现代远程教育的二级学院，成立于2000年7月。 网院依托复旦的优质教学资源和学科综合优势，设置了普通高等学历教育的社会紧缺专业。自成立以来，陆续开设有计算机科学与技术、国际经济与贸易、金融学、法学、经济学、会计学、新闻学、旅游管理、行政管理、社会工作、英语(商务)、日语(商务)、心理学、广告学等专业。

学院概况

学院简介

复旦大学网络教育学院，是复旦大学为适应社会主义现代化建设对于高级应用型人才的迫切需求，专门设置的从事现代远程教育的二级学院，成立于2000年7月。复旦大学是国家教育部批准的现代远程教育试点学校之一。

开设课程

网院依托复旦的优质教学资源和学科综合优势，设置了普通高等学历教育的社会紧缺专业。自成立以来，陆续开设有：计算机科学与技术、国际经济与贸易、经济学、金融学、会计学、旅游管理、行政管理、社会工作、法学、新闻学、汉语言文学、英语(商务)和日语(商务)、经济学(工商管理)等专业。其教学计划是以我校已设专业教学计划为蓝本进行相应的修订或重新制定的。

招生就业

2000—2006六年间，累计招收学生12000多名，已有三届六批学生毕业，计4000名左右，按期毕业率为93%，平均就业率截止2006年2月为93.2%。目前在读生8500多名。复旦大学(网络教育)毕业证书，国家承认，并经教育部统一电子注册。成绩优良并符合学位申请条件的网院本科毕业生，授予复旦大学学士学位。

网院不定期开办非学历教育的各类辅导班、职业资格证书培训班，以及由泰复学习中心经办的工商管理核心课程高级经理研修班、企业管理中层经理培训班、电视传媒复合型高级经营人才研修班、酒店管理专业证书课程班等。2004年始，还开设面向在读大学生的国际经济与贸易、金融学等辅修专业。

教学模式

网院的教学有学习中心网络教学和在线教学两种模式。

选择学习中心网络教学模式学习的学生，主要在网院直接管理的学习中心和校外学习中心(教学点)集中上课。各学习中心之间通过局域网联接，教师在主教室面授，其他教室学生则通过视频会议系统实时共享。在上海市，现有网院直接管理的国权路、逸仙路、邯郸路、东安路、上川路、天宝路6个学习中心和上海远程教育集团、震旦学院2个合建的学习中心。另有16个校外学习中心，主要分布在长江三角洲地区。

选择在线教学模式学习的学生，则是在任何时间、任何地点通过在网上点播课件学习，辅以定期组织的面授辅导。同时，网院通过网上答疑系统和网上监控系统来加强在线教学过程和教学质量的管理，并建立每门课程配置一名助教的制度。

技术资源

网院建有先进的支撑网络教育的多元化通信技术平台，即基于IP双向视频会议的实时教学系统，基于Web的教学与管理一体化系统和门户网站等。现有多媒体教室33间，面授教室9间，计算机房PC机320台，语音室2间(共60座)。

师资力量

现任网院院长为复旦大学先进材料实验室党总支书记姜良斌副教授，副院长是应建雄副教授、丁石藤教授。各专业设有专业主任，系由该校相关院系分管教学的副院长或副系主任兼任。该校教师受聘网院任课的有李洁明、庄起善、谢为安、黄关福、黄勇民、刘海贵、洪剑峭、项杏林、庞志春、胡雨春、沈祖祥、朱文华、许道明、申小龙、张世信、黄芝晓等200多位，其中具有高级职称的占50%以上。

为铸造网络教育的品牌，复旦大学网络教育学院将坚持“复旦水准，优选师资，规范管理，确保质量”的办学理念，进一步发掘潜力，勇于创新，在我国高等教育快速发展的新潮中继续前进。

设备介绍

学院资源

网院成立至今，已投资了2400万人民币，建设教育网站、网络教育平台和面授教室。现有教学基地(教学点)本市4个，外地5个。有36间多媒体主分教室，10间面授教室，计算机房PC机320台，语音室(60座)一间。同时网院还与校图书馆合作，实现校数字化图书馆与网络教育学院的资源共享，为学生自主学习提供了更好的支持服务。

学院教育平台

网院采取多元化的教学手段，教育平台共分为三个部分

(1)基于IP双向视频会议的实时教学系统。实现了跨地域的实时交互授课，教师在基地和教学点主教室面授，分教室通过卫星或专线实时接收授课内容，必要时通过主、分教室互动功能，教师与学生可即时互动交流。

(2)基于Web的教学与管理一体化系统。主要利用基于Web的B/S技术与流媒体点播技术来实现，学生、教师、管理员能通过Internet/Intranet在任何时间、任何地点进行学习、辅导及管理。此外还准备利用电信的Internet的`宽带入口(ADSL)或广电的有线电视(CABLE)网络作传输手段，推行广播式(非实时)授课，并辅以网上和集中式答疑的教学方式，进一步丰富教学手段。

(3)门户网站。主要功能包括发布学院教务、教学、招生等信息，进行学生网上注册、学籍管理，提供视频流课件点播，提供E-mail服务和数字化图书馆服务等。

领导介绍

徐忠

男，1945年4月生于贵州，汉族，教授，中共党员。

1969年毕业于原上海第一医学院卫生系，1978年10月至1981年元月在上海第一医学院攻读流行病学硕士，1983年元月至1984年元月在澳大利亚国立卫生及医学研究院进修肿瘤流行病学，1994年4月至1994年8月在美国西雅图弗雷德、赫金森癌症中心合作研究。

曾任原上海医科大学公共卫生学院副院长、校教务处处长、上海医科大学副校长、校党委常委。2000年4月起任复旦大学副校长。

长期从事流行病学的教学和科研工作，特别是肿瘤、心血管病的流行病学研究，参加过国家“七五”科技攻关项目“原发性肝癌的危险因素研究”的工作，主持过国家“八五”科技攻关项目“成人高血压的一级预防”课题的研究。在教育研究方面，主持过教育部面向21世纪教学内容的课程体系改革项目“重点医学院校人才培养模式的研究与实践”等课题的研究。发表过论文三十余篇。担任过上海预防医学会理事，全国医学教育学会医药教材建设研究会副理事长，日本流行病学杂志 ( Journal of Epidemiology ) 的编委，享受国家特殊津贴。

曾多次参加国际学术会议，参加第三、四次国际心脏病预防大会，亚洲东部地区脑卒、冠心病协作队列研究学术会议等。

曾获得过“上海医科大学先进工作者”、“上海医科大学优秀共产党员”、“中华国际医学基金会林宗杨教育奖”等表彰。

沈永宝

男，1945年生，汉族，教授，中共党员。毕业于复旦大学中文系，留校从事教学和研究工作。曾开设中国现代文学史、中国当代文学史、中国文学期刊副刊史等课程。获得复旦大学教学优秀成果一、二等奖各1项，有专著和合作撰写著作7种，辑录著作4种，发表论文74篇，获上海市哲学社会科学优秀成果论文二、三等奖各1项，著作三等奖1项。

1993年起任复旦大学教务处副处长，主管教学组织工作，包括教学思想研究，教学计划修订，教学质量监控和评估，学风和考风规范，生产实习和社会实践，语言文字规范化等。曾获高等教育国家级教学成果二等奖1项，上海市普通高校教学成果一等奖1项，二等奖2项。

2000年8月调任复旦大学网络教育学院副院长，主管教学和日常运行工作。

丁石藤，男，1949年8月出生于上海，汉族，高级工程师。1968年毕业于上海市南洋模范中学。1978年至1982年在南京邮电学院广播电视专业学习。1969年到吉林省梨树县插队，1972年至1978年在长春火车站工作。1982年作为技术员被分配到南京东方无线电厂，先后任设计科副科长、科长、副总工程师、总工程师。1996年调入上海医科大学，任网络中心副主任、电教中心副主任。2000年任复旦大学网络教育学院副院长。

学院地址

学院办公室和招生部在复旦大学文科大学11楼办公，其余部门在国权路基地(即国权路325号)办公。

李郁芬，生于1928年2月，1956年加入中国共产党。复旦大学教授，享受国务院特殊津贴。曾荣获国家发明一等奖，全国科学大会奖。国家教委、上海科技成果奖等；被评为上海市“三八”红旗手、上海市优秀共产党员、上海市劳动模范等称号。

李郁芬教授最大的贡献就是参与了中国第一颗原子弹的研制，50年代的时候，响应国家的号召，复旦大学从复旦校内挑选了物理、化学等系一批优秀的师生和上海机械学院、华东化工学院等一系列单位的师生共同组建了一个科研组，开展原子弹研制最难也是最关键的分离膜元件的研究，为研制原子弹提供基础技术。这支科研队伍也被用“58中队”称为代号，在主任吴征铠教授的指导下开始研究工作，李郁芬教授就是其中的重要成员。

在有限的技术资料支持下，“58中队”的成员一边学一边摸索，因为分离膜元件的技术可以说只掌握在美英苏三国的手中，而三国也是不愿意分享这个技术，苏联一度还撤出了援助专家。无论是从研究本身上问题来说还是条件来说，这项研究工作都是十分的辛苦和艰难的。而老一辈的科学家们坚决响应国家的号召，刻苦坚持研究工作。而李郁芬教授就在这个接替了吴征铠教授主持复旦负责的研究工作。

李郁芬教授所在的“58中队”联合了中国科学院、冶金部和复旦大学等几个研究单位，经过四年努力，研制成功合格的扩散分离膜。

在参与了中国第一颗原子弹的研究以后，李郁芬教授就回到了自己的教书育人的岗位上，但是她从来没有放松要求过自己，不断地进行新领域的研究工作，李郁芬教授的科研工作并没有因在原子能核心技术中的重大贡献而止步，她还参与其他诸多科学项目的研究并取得了卓越成果，发表论文40余篇。李郁芬教授从事过激光器件、激光光谱及激光医学方面的研究，还参加研制氮分子激光器及染料激光器并获得成功。

不仅如此，李郁芬教授从事的中国古代西汉透光镜研究，揭开了古镜透光之谜并首次复制成功，荣获了全国科学大会奖。她参加了国内首台激光眼科治疗机的研制，进行CARS测温技术研究，两项技术都被评为上海市科技成果奖、国家教委优秀科技成果。

李郁芬教授是一位让人尊敬和铭记的科研人员，她用她的一生为祖国的科研孜孜不倦的付出，值得我们去铭记！

以上就是我个人对于这个问题的一点不成熟看法，不代表任何参考建议，如有不妥不周之处，希望批评指正哦。