针对航空航天、交通运输等领域对高吸能抗冲击构件的需求，具备超高吸能特性的力学超材料被广泛研究，主要包括晶格、板格、三周期极小曲面和仿生超材料。吸能的力学超材料通常具有极其复杂的空间结构，传统制造工艺难以成形。增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术基于离散切片、逐层堆积的原理对构件进行快速成形，具有较高制造自由度，上述技术特点使其成为制造具有复杂微结构吸能的力学超材料的有效途径。系统地综述了吸能的力学超材料设计及其不同增材制造工艺的研究现状，并展望了吸能的力学超材料的设计与增材制造的发展趋势，揭示了仿生智能的可回复设计将成为具备吸能效果的力学超材料设计的发展方向。

为了解决传统成像系统存在的大视场与高分辨率不可兼得的问题, 设计了大视场曲面仿生复眼光学系统。首先, 针对所采用的间隔型圆周分层微透镜阵列排布方式, 建立了一种曲面仿生复眼光学系统成像原理数学模型; 再使用微透镜阵列与转像系统相结合的成像方案解决了微透镜阵列所成的曲面像与平面探测器不匹配的问题; 并使用光学设计软件对该系统进行仿真分析及公差分析。设计得到的曲面仿生复眼光学系统总视场为152°, 组合系统的焦距为61.14 mm, 角分辨率为2.304″, 系统总长为16.39 mm。相对传统的大视场成像系统而言, 此曲面仿生复眼成像系统的畸变更小、分辨率更高。

基于多尺度成像理论, 采用混合仿生鱼眼-复眼结构, 实现了大视场兼具高分辨率的光学成像系统设计。前级物镜系统为大直径球透镜, 收集广角目标光线并成像到与球透镜同心的球面中继像面上; 次级目镜系统是关于球透镜中心球对称的小口径透镜组阵列, 对中继像进行像差校正并成像到探测器阵列上。对比了物镜采用双层同心球和单个球透镜的成像性能, 后者可获得更优的成像性能且避免了双胶合球透镜带来的公差控制及力学与热稳定性问题。整个成像系统的视场大于100°, 全视场内角分辨率优于10″, 而畸变小于5%; 系统具有大景深特点, 不需调焦即可同时对300 m到无穷远目标清晰成像, 可广泛应用于侦查监控等领域。