复旦博士开发类视网膜传感器，感光性能提升1万亿倍！被华为收编

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：https://www.nature.com/articles/s41928-022-00713-1

1925年8月20日上午，广州市惠州会馆(今广州市越秀南路89号)门前，树影摇曳，寂无行人。作为国民党中央的所在地，往常岗哨林立，今天却不见人影。9时50分，一辆黑色的小汽车缓缓开入，廖仲恺、何香凝等人先后下车，当廖仲恺举步踏上台阶时，突然q声大作，从惠州会馆的骑楼底下冲出五六名歹徒，又是一阵“啪!啪!啪啪!”的q声，廖仲恺被击中，倒在血泊中，他的卫士举q还击，击中其中一名歹徒，其余的歹徒们纷纷逃窜。何香凝等人立即把廖仲恺扶上汽车送往医院，因身中四d，且都在要害，途中不治身亡。这位杰出的资产阶级民主革命家，是孙中山最得力的助手，国民党左派的光辉旗帜，中国共产党的挚友，他以理财专家著称，尤其是在二十年代初，在协助孙中山促成第一次国共合作、创办黄埔军校、扶助工农运动等方面，均作出了卓越的贡献。

廖仲恺，原名恩煦，字仲恺，广东归善县鸭仔步村(今惠阳县陈江区窑前村)人，1877年4月23日出生在美国加利福尼亚州旧金山。儿童时代，他便受到家庭“辄以国学为先”的良好教育。1

6岁时他陪同母亲回到祖国。在家乡，他跟塾师梁缉嘏学习经史策论，因受维新思想影响，决心放弃旧学，遂于1896年到香港，进入香港皇仁书院读书。

1897年lO月，廖仲恺与何香凝在广州结婚，婚后感情至笃。为寻求救国教民的真理，在何香凝的资助下，他于1902年底东渡日本留学，初入早稻田大学预科，继入中央大学政治经济科。次年初，何香凝也到了日本，夫妻俩刻苦攻读，“相与砥砺学问”，学业进步甚快。1903年9月，他们在东京聆听孙中山的演讲，深受鼓舞。尔后并多次去孙中山的寓所拜访，接受孙中山关于“在东京物色有志学生，几结团体，以任国事”的重托，踏上了民主革命的征途。

1905年8月20日，中国同盟会在日本东京成立时，廖仲恺正在香港筹措留学经费。同年9月l

日，他返回东京的当关，即由何者凝、黎仲实介绍，加入同盟会，并被同盟会执行部任命为下届外务部干事。在东京的日子里，他译述了，《社会主义史大纲》等九篇文章，发表于《民报》上，成为同盟会中积极宣传“平均地权”纲领和最早介绍与探索社会主义学说的中国人之。“他还遵照孙中山的指示，与朱执信、何香凝联名写信给美洲各地华侨，驳斥康梁保皇派的谬论，争取华侨参加同盟会和捐款赞助革命。1906年初，廖仲恺奉孙中山之命，潜赴天津，拟与天津法国驻军参谋长布加卑联系，陪伴法国军官前往中国各地开展革命活动，后因法国政局发生变化，此事遂中辍；旋返日本，继续读书。1909年夏，他在日本中央大学毕业后回国，为入清廷握其政权以成革命之工作”，赴北平参加留学生科举考试，中法政科举入。不久他被清政府派往吉林省巡抚陈

昭常幕下当译员，他以此为掩护，从事秘密反清的革命活动。1911年10月l0日，辛亥革命爆发。在民主共和的革命风暴冲击下清王朝迅速土崩瓦解。同年11月9日，广东光复。同月底，廖仲恺抵广州，先后任广东军政府枢密处参议、财政司副正司长等职。当时财政极端困难，省库被洗，商务凋敝，饷需逼迫，急如星火。为度过难关，廖仲恺艰难筹措，在发起向国民募捐的同时，又成立筹饷局，发行债券借款，还大力号召工商界复业经营，采取整顿各类厘捐税收等一系列得力措施，使库空如洗的省库，到1912年3月便略有余财。他在理财方面的才能，从此崭露头角。

1913年3月20日，袁世凯指使暴徒在上海火车站刺杀宋教仁的抢声，惊醒了孙中山，廖仲恺等人的迷梦。于是，廖仲恺参加了孙中山领导的“二次革命”。“二次革命”失败后，廖仲恺被迫于同年8月离开广州，亡命日本。

在日本期间，孙中山痛苦地总结“二次革命”的失败教训，决定取消旧国民党，另组织中华革命党。廖仲恺于1914年5月加入，同年7月，任中华革命党财政部副部长(部长是张静汪)，为筹措讨袁经费，他秘密奔走于上海、广州等地。

1916年5月初，廖仲恺陪同孙中山离开日本回到上海后，风尘仆仆，代表孙中山先后到墨县、寿光等地劳军。同年6月袁世凯死后，中国依然是北洋军阀的反动统治。于是，廖仲恺又追随孙中山积极参加护法斗争。

1917年夏，廖仲恺竭力运动北洋海军军官彭春源南下护法，同年9月24，被孙中山任命为中华民国军政府财政部次长，不久以次长署理财政总长职。担负起为护法军政府筹措经费的重任。为解决财政困难，廖仲恺与沙面领事团交涉，取得将缴交北京政府的“盐余”税款盼三分之二拨给广州军政府。他还向孙中山提议设立筹饷公债局，向海内外发行军事国内公债。在开始发行的9个月中，就筹得一千余万元，使财政状况有所好转。

孙中山领导的护法运动，受列了西南军阀唐继尧、陆荣廷之流的掣肘。1918年5月，孙中山被迫辞去大元帅职。同年6月26日，廖仲恺陪同孙中山到了上海，开始对三民主义作重新思考与探求。他和朱执信等人奉孙中山之命，在上海创办《星期评论》、《建设》杂志，作为宣传革命理论的阵地。从1919年下半年至1920年，廖仲恺先后发表了“三大民权”等十多篇政论文章，对中国的政治与经济问题进行了认真的探索。尤其是他翻译美国学者威尔科克斯所著《全民政治》最有名。这些著译阐述资产阶级民主主义革命思想，特别是“主权在民”的思想，指出国民如果有创制、复决、罢免三大民权，“中国政治上的毛病，虽不敢说是完全救治好，也就差不多要好了八九分了。”

1919年五四爱国运动的爆发，使廖仲恺得到启迪，使他看到了群众的威力。他撰文热情赞扬广大民众的直接发动，一下子就把几个顽固的大官罢免了，认为这是人民行使自已主权的一次尝试。同年10月，孙中山在上海将中华革命党改组为中国国民党，廖仲恺被任命为财政部部长。

廖仲恺在上海积极从事理论建设和宣传工作的同时，还积极协助孙中山为夺回广东这块民主革命根据地而斗争。1920年4月问，他和朱执信奉命前往福建漳州策划援闽粤军打回广东。同年8月，粤军打回广东，不久，廖仲恺也从上海回到广州。1921年5月5日，孙中山在广州就任中华民国非常大总统。廖仲恺被任命为财政部次长，不久以财政部次长代理部长职，挑起整理广东金融和筹款的重担。

孙中山在扫除桂系残寇、统一两广后，积极部署北伐，但遭到身居粤军总司令等要职的陈炯明的反对。为了截断孙中山的财源，1922年6月15日，陈炯明派人以请廖仲恺“到兵工厂

商议要事”为由，胁迫廖仲恺到石龙，然后转往惠州羁留；稍后，又转囚于石井兵工厂。次日凌晨，陈炯明令部属叶举、洪

兆麟在广州发动武装叛乱，炮击观音山总统府。在狱中，廖仲恺宁死不屈，视死如归，写下了《留诀内子》、《诀醒女、承

儿》等壮丽诗篇，抒发了“我身虽去灵明在”的壮志豪情。经过何香凝等人的积极营救和各方面的压力，被囚禁了六十二天

的廖仲恺终于获释。同年8月19日凌晨，他和何香凝星夜乘船前往香港，旋转赴上海，开始踏上新的斗争历程。

陈炯明的叛乱，使孙中山、廖仲恺为使旧三民主义实现而

作的最后一搏，也以失败而告终。这“祸患生于肘腕，干戈起于肺腑”的惨痛教训，使孙中山、廖仲恺等人认识到必须寻求真正的革命力量，革命才能成功。从此，廖仲恺以相当多的精力投入促进国共合作的工作。1922年9月，他和陈独秀等人被孙中山指定为改进案起草委员会成员。11月和12月，他先后两次召开会议，审议中国国民党改进寨以及改进案宣言和党纲、党章。1923年1月26日，《孙文·越飞联合宣言》发表后，为使具体细节进行深冬的商讨，瘳仲恺奉孙中山之命，于2月初赴日本，在伊豆山海岸的热海饭店，和越飞的秘书谢瓦尔沙龙和田口运藏商谈苏联对国民党的援助及国共合作等问题，取得了可喜的成果。3月下旬回国后，他继续加紧工作。10月19日，廖仲恺和李大钊等五人被孙中山委任国民党改组委员，10月25日，廖仲恺受孙中山委托，在广州召集国民党特别会议，

宣布由廖仲恺等九人组成临时中央执行委员会，负责筹备改组国民党的有关工作。筹备期间，在廖仲恺的主持下，共开会二十八次，议决案四百余件。为取得经验，他亲自抓广州市的国民党改组工作，并且取得明显成效。广州地区的中共党员阮啸仙、刘尔崧、杨匏安、周其鉴、周文雍等二十二人，还分别当选为各区党部或区分部委员。

在广州的改组工作取得明显进展的情况下，1923年11月30日，廖忡恺到了上海。在他的大力推动下，国民党上海执行部于l924年元旦成立。

在1924年1月20日召开的国民党第一次全国代表大会上，

廖仲恺起了中流砥柱的作用。1月28日，当大会讨论《中国国民党章程草案》时，广州代表按右派们的预谋提出应加上“本党党员不得加入他党”的条文，随后江伟藩、李希莲、黄季陆等相继发言附议。如果这条提案通过，国共合作将无法实现。在这关键时刻，廖仲恺挺身而出，指出这次共产党人“之加入，是本党一个新生命。诸君如果不以为然，请先闭目静思其意何居?彼等亦不是来拖累我们的，是与我们同做国民革命工夫的。请大家思之，重恩之!最后，大会否定了方氏提案，允许共产党人跨党的《中国国民党章程草案》获得通过，国共合作遂成定案。在一届一中全会上，廖仲恺被选为国民党中央执行委员会常务委员。孙中山本拟廖仲恺任组织部长，但他自愿担任工人部长，组织部长的职务，由他推荐共产党人谭平山担任。他还提名共产党人林伯渠任农民部长，支持共产党人杨匏安、冯菊坡、彭湃分别担任组织、工人、农民部秘书。在工作中，他和共产党人配合默契，堪称国共真诚合作的楷模。

建立革命武装，是孙中山屡遭顿挫后的正确主张。在筹备国民党“一大”时，孙中山就对筹建黄埔军校进行了多方准备。1924年1月24日，孙中山任命蒋介石为筹备委员会委员长，廖仲恺为大元帅大本营秘书长，协助军校的筹备事宜。但蒋介石却以。“环境恶劣，办事多遭掣肘”为由，于2月21日提出辞呈，拂袖而去。两天后，孙中山任命廖仲恺兼任黄埔军校筹备委员会代理委员长。他不辞劳苦，废寝忘食地工作，主持

议决包括订定校章、修葺校舍、聘请教职员、招考学生等的会议达三十二次之多，使军校得以在5月5日开始上课。5月9日，被孙中山任命为黄埔军校党代表。当时他兼十余职，但仍为黄埔军校的维持费而四出奔波，并经常到该校给学员做《帝国主义侵略史谈》等报告，启发他们的思想觉悟，真正做到“艰难百折非所恤、蜚语万端非所顾”，为军校的巩固与发展而殚精竭虑，被誉为“黄埔的慈母”。

在长期的革命实践中，廖仲恺逐渐认识到“工农利益与革命是不可分的，但是革命是工农为主才行”。因此，他热诚地支持工农运动，成为农民群众的贴心人。1924年5月，农民运动委员会成立，廖仲恺受聘为委员会委员。6月，农民部秘书彭湃提出设立农民运动讲习所，得到了廖仲恺的支持，在他的关怀下，6月30日国民党中央执委会第三十九次会议议决通过。7月24日，廖仲恺以省长名义给各县印发农民协会的章程及宣言，从此，各地纷纷成立农民协会及农团军。为帮助各县农民尽快组织起来，廖仲恺在百忙之中还深入到香山县第九区、佛山南浦乡等地了解情况，发表演说。11月，廖仲恺任农民部长后，支持农民运动更是不遗余力。12月，他应彭湃的请求，令粤军第三师师长郑润琦派兵一营，后又加派大元帅府卫士队赴广宁，支持广宁农民韵减租斗争。在他的大力支持下，广宁农民的减租斗争取得了胜利。

对工人运动，廖仲恺亦给予大力赞助。1921年5月1日，广州市工人代表大会的开幕式，由廖仲恺主持，在这次代表大会上，他被选为执行委员会委员长。1921年在广州任财政部次长、广东财政厅长。1922年后积极协助孙中山改组国民党，确立联俄、联共、扶助农工三大政策。1924年国民党改组后，被选为中央执行委员会常务委员，历任工人部长、农民部长、黄埔军校党代表、广东省长、财政部长、军需总监等职。坚持执行孙中山的三大政策。参与领导平定商团叛乱。1925年，指挥东征军作战，平定杨希闵

刘震寰的叛乱。7月任中华民国国民政府常务委员、财政部

长、军事委员会常务委员。省港大罢工发生后，被聘请为罢工委员会顾问。1925年8月20日在广州被国民党右派暗杀。遗有《廖仲恺集》。

李廖宏

出生地

河北省高碑店市

出生日期

1940年3月3日

毕业院校

中央民族学院

主要成就

国家级有突出贡献中青年专家称号

代表作品

《西夏文化》

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