一種人造眼球的新設(shè)計(jì)(如圖所示)有朝一日可以賦予機(jī)器人敏銳的視力，或者用作高科技假肢?？茖W(xué)家們還不能重建具有仿生身體部位的人。他們沒有技術(shù)。但是一種新的人造眼睛讓半機(jī)械人離現(xiàn)實(shí)更近了一步。
這種模仿人眼結(jié)構(gòu)的設(shè)備對(duì)光的敏感度與真正的眼球一樣快，反應(yīng)時(shí)間也更快。研究人員在5月21日的《自然》雜志上報(bào)告說，它可能不具備史蒂夫奧斯汀在電視節(jié)目《六百萬美元男人》中所具有的望遠(yuǎn)鏡或夜視功能，但這種電子目鏡確實(shí)具有比人眼更敏銳的視覺潛力。
“未來，我們可以將其用于更好的視覺假體和人形機(jī)器人，”香港科技大學(xué)的工程師兼材料科學(xué)家范志勇說。
人眼的廣闊視野和高分辨率視力歸功于圓頂狀的視網(wǎng)膜——眼球后部的一個(gè)區(qū)域，上面覆蓋著光檢測(cè)細(xì)胞。Fan及其同事使用彎曲的氧化鋁膜，上面鑲嵌著由稱為鈣鈦礦(SN:7/26/17)的光敏材料制成的納米傳感器，以在他們的合成眼球中模擬這種結(jié)構(gòu)。連接到人造視網(wǎng)膜的電線將這些傳感器的讀數(shù)發(fā)送到外部電路進(jìn)行處理，就像神經(jīng)纖維將信號(hào)從真實(shí)的眼球傳遞到大腦一樣。
人造眼球記錄光線變化的速度比人眼快——大約在30到40毫秒內(nèi)，而不是40到150毫秒。該設(shè)備還可以像人眼一樣看到昏暗的光線。雖然它的100度視野不如人眼150度的視野那么廣闊，但比普通平面成像傳感器的70度可視范圍要好。
從理論上講，這種人造眼睛可以感知到比人眼高得多的分辨率，因?yàn)槿嗽煲暰W(wǎng)膜每平方厘米包含約4.6億個(gè)光傳感器。真正的視網(wǎng)膜每平方厘米大約有1000萬個(gè)感光細(xì)胞。但這將需要每個(gè)傳感器的單獨(dú)讀數(shù)。在目前的設(shè)置中，插入合成視網(wǎng)膜的每根電線大約有1毫米厚，??大到可以同時(shí)接觸到許多傳感器。只有100根這樣的電線穿過視網(wǎng)膜后部，形成具有100像素的圖像。
為了證明更細(xì)的電線可以連接到人造眼球以獲得更高的分辨率，F(xiàn)an的團(tuán)隊(duì)使用磁場(chǎng)將一小排金屬針(每根20到100微米厚)一個(gè)接一個(gè)地連接到合成視網(wǎng)膜上的納米傳感器上。“這就像一場(chǎng)外科手術(shù)，”范說。
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的電氣工程師HongruiJiang說，研究人員目前創(chuàng)建單個(gè)超小像素的方法是不切實(shí)際的，他對(duì)這項(xiàng)研究的評(píng)論發(fā)表在同一期《自然》雜志上。“幾百根納米線，好吧，但幾百萬呢?”他說，工程師們將需要一種更有效的方法來在人造眼球的背面制造大量的細(xì)線，以賦予它超人的視力。
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