Это высокотехнологичное устройство имеет поле зрения и время реакции, как у настоящих глаз.
Ученые пока не могут восстановить кого-то с бионическими частями тела. У них нет технологий. Но новый искусственный глаз приближает киборгов на шаг ближе к реальности.
Это устройство, которое имитирует структуру человеческого глаза, примерно так же чувствительно к свету и имеет более быстрое время реакции, чем настоящее глазное яблоко. Этот электронный окуляр имеет потенциал для более резкого видения , чем глаз человека, сообщают исследователи .
«В будущем мы сможем использовать это для протезов с улучшенным зрением и робототехники-гуманоидов», - говорит инженер и ученый-материаловед Чжиюн Фань из Гонконгского университета науки и технологий.
Широкое поле зрения и зрение с высоким разрешением человеческий глаз обязан куполообразной сетчатке - области в задней части глазного яблока, покрытой светочувствительными клетками. Фан и его коллеги использовали изогнутую мембрану из оксида алюминия, усеянную датчиками нанометрового размера из светочувствительного материала, называемого перовскитом ( SN: 7/26/17 ), чтобы имитировать эту архитектуру в своем синтетическом глазном яблоке. Провода, подключенные к искусственной сетчатке, отправляют показания этих датчиков во внешние схемы для обработки, точно так же, как нервные волокна передают сигналы от настоящего глазного яблока в мозг.
Искусственное глазное яблоко регистрирует изменения в освещении быстрее, чем человеческий глаз - в пределах от 30 до 40 миллисекунд, а не от 40 до 150 миллисекунд. Устройство также может видеть тусклый свет не хуже человеческого глаза. Хотя его 100-градусное поле зрения не такое широкое, как 150 градусов, которые может уловить человеческий глаз, это лучше, чем 70 градусов, видимые обычными плоскими датчиками изображения.
Теоретически этот синтетический глаз мог бы воспринимать гораздо более высокое разрешение, чем человеческий глаз, потому что искусственная сетчатка содержит около 460 миллионов световых датчиков на квадратный сантиметр. Настоящая сетчатка имеет около 10 миллионов светочувствительных клеток на квадратный сантиметр. Но для этого потребуются отдельные показания с каждого датчика. В нынешней настройке каждый провод, подключенный к синтетической сетчатке, имеет толщину около одного миллиметра, настолько большой, что он касается сразу нескольких датчиков. Только 100 таких проводов проходят через сетчатку, создавая изображения размером 100 пикселей.
Чтобы показать, что более тонкие провода могут быть подключены к искусственному глазному яблоку для более высокого разрешения, команда Фэна использовала магнитное поле, чтобы прикрепить небольшой набор металлических игл, каждая толщиной от 20 до 100 микрометров, к наносенсорам на синтетической сетчатке одну за другой. «Это похоже на хирургическую операцию», - говорит Фан.
Текущий метод исследователей по созданию отдельных ультрамалых пикселей непрактичен, говорит Хунжуй Цзян, инженер-электрик из Университета Висконсин-Мэдисон, чей комментарий к исследованию опубликован в том же номере журнала Nature . «Для нескольких сотен нанопроволок, хорошо, но как насчет миллионов?» По его словам, инженерам понадобится гораздо более эффективный способ изготовления огромных массивов крошечных проводов на задней стороне искусственного глазного яблока, чтобы придать ему сверхчеловеческое зрение.