近日，北京理工大学学生团队在结构光三维投影芯片的研发中实现突破，并成功在工厂流水线推广应用。因为可以精准投影结构光图案，“火眼”辩物还原物体三维信息，这枚微机电系统微镜芯片将应用在更广泛的领域，比如感知快递尺寸实现物流智能分拣、还原犯罪现场三维痕迹、辅助牙医构建牙齿三维模型等。
2022年5月，团队成员曹英超在苏州纳米所使用显微镜检测芯片
无人车间里，多条生产线高效运转着。结构庞大的机械臂，一上一下，一抓一拿，精准将零部件定位、抓取、装配、焊接，一连串动作行云流水，没有丝毫拖泥带水。机械臂“看得见”的秘密，藏在一枚小巧的微机电系统微镜芯片上。
2022年5月，曹英超在苏州纳米所测试间使用探针台检测完成某步加工工艺的MEMS微镜芯片是否满足设计要求。
“我们研发的微机电系统芯片能以高帧率将结构光投影到物体表面，为机器人视觉感知提供精准三维信息，构建广阔视野。在智慧物流、刑侦采集、医疗诊断等领域有望得到广泛应用。”北理工“光芯绘影”学生团队负责人、集成电路与电子学院硕士张瑞浩说，目前，我国在该领域的芯片依赖进口、国产性能不足。以微镜芯片为突破口，针对现有技术短板不断创新，是团队的科研目标。
2022年6月，光芯绘影团队与北京理工大学重庆微电子研究院举办了CIMEMS暑期科研实践，为20多名即将入学的新同学提供科创方面的培训。
提高芯片的精度等性能，是团队的重点研发方向。“芯片的核心是一面微反射镜，通过围绕扭转梁在特定角度下转动，高速反射光线从而投影出结构光图案。”微镜芯片设计负责人、集成电路与电子学院博士曹英超解释，扭转梁在镜面转动时会发生形变，大角度偏转时可能会断裂损坏器件，所以优化扭转梁的结构设计是研发的重要步骤。在该学院教授谢会开的指导下，团队通过数十次工艺验证，最终制作出了承受力第一的扭转梁。曹英超补充：“扭转梁能够承受的应力提高了，微镜的偏转角度也更大，可以让镜面反射出更广的视野。”
2022年7月，张瑞浩在重庆微电子研究院电子实验室进行MEMS微镜芯片的电容式位置检测电路的调试。
团队以微镜芯片为核心，开发出应用在结构光三维成像领域的结构光投影模组，用户可以使用模组搭建自己的三维成像相机。在工业检测领域，三维成像相机能通过对工件的快速三维建模，精准筛选出不合格的残次品，代替人工甄别，提高生产效率。
完成封装工艺的MEMS微镜芯片
目前，芯片已具备量产能力，并申请了多项发明专利。未来，这支学生团队将继续探索微镜芯片在机器视觉中的应用，将其拓展到更广阔的领域。
（原标题：从校园走上工厂流水线，学生研发微芯片“火眼”辨物）
来源：北京日报客户端 实习记者 何蕊
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