据外媒报道，伦敦国王学院（King's College London，简称KCL）科学家受人类眼睛启发，研发出迄今灵敏度最高的传感器之一，有望实现对100个以上悬浮微粒的追踪。这种可悬浮数十个玻璃微粒的新型传感器，或将彻底革新传感技术的精度与效率，为更先进的自动驾驶汽车、导航系统乃至暗物质探测奠定基础。该项研究发表于期刊《自然—通讯》（Nature Communications）。

图片来源：Nature Communications (2025)

悬浮传感器通常通过隔离微小粒子，观察并量化加速度等外力对其产生的影响。受干扰的粒子数量越多，与环境的隔离效果越好，传感器的精度就越高。

以往设备只能在快速追踪单个物体和慢速追踪多个物体之间二选一，而伦敦国王学院的这款设计通过精准追踪和控制由多个传感器组成的“粒子云”，打破了以往设备的固有局限。

伦敦国王学院物理学教授、国王量子研究中心（King's Quantum Research Center）主任James Millen表示：“传感器虽常不为人所见，却堪称现代科技与科学的核心。精度更高的传感器意味着，自动驾驶汽车能更精准地实现路径规划，它们可探测到加速度的微小变化，并提供不依赖不可靠卫星连接的独立导航系统。通过在真空中悬浮微粒，我们打造出了一款灵敏度极高的微型传感器。我们运用受大脑视觉解读机制启发的尖端技术，实现了对传感器运动的高速控制；再结合冷却过程，便能利用量子力学特性进一步提升传感器灵敏度。这使我们有望在实验室中探测到引力波或暗物质相关的极微弱作用力。”

该研究的核心是采用神经形态（或称类脑）事件摄像头，检测悬浮在电磁场中的微粒阵列运动。这种摄像头仅捕捉微粒的运动轨迹，而非拍摄视野内所有物体的视频帧，仅收集必要信息。研究人员再借助人工智能算法，既能单独追踪每个粒子的运动，也能将其作为整体“粒子云”进行集体追踪，从而掌握作用于它们的所有力，达到前所未有的精度水平。

这种方法产生的数据量极少，使研究人员能够生成实时反馈信号，控制阵列中每个粒子的运动。研究人员通过调控微粒运动，可降低其能量，实现有效冷却并稳定运动状态。

由于这些设备的能耗极低，研究团队认为，未来有望大幅增加传感器悬浮的粒子数量，并将该技术集成到芯片上。

伦敦国王学院前博士后研究员、该研究第一作者Yugang Ren博士表示：“得益于我们成像技术和追踪算法的低能耗特性，未来5至10年内有望实现计算机芯片级集成。这意味着，从环境监测到消费电子产品，各类领域都能受益于更精准的传感技术——无论是有害气体检测，还是定位追踪。未来，我们的技术有望将粒子冷却至绝对零度以上千分之一度（量子物理允许的最低温度），消除影响传感器精度的热噪声和振动。这将打造出一款精度和灵敏度远超现有传统技术的量子传感器。”