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(méi)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(shuō)，它可能不具備史蒂夫奧斯汀在電視節(jié)目《六百萬(wàn)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(jué)潛力。
“未來(lái)，我們可以將其用于更好的視覺(jué)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(shuō)。
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(wàn)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(guò)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(shuō)。
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的電氣工程師HongruiJiang說(shuō)，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(wàn)呢?”他說(shuō)，工程師們將需要一種更有效的方法來(lái)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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