视力障碍者的希望,世界首个3D人造眼球问世,或比人眼更清晰

眼睛是心灵的窗户,有些人上帝为你打开了一扇门,却给你关上了另一扇窗,有些人因为先天或者后天的原因导致眼睛失明。而随着科技的进步,人工眼已经出现了,5月24日消息称:香港科技大学设计出世界上第一个3D人工眼球,视力障碍者看到了希望。

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对于地球上的绝大部分生物来说,眼睛都是最重要的传感器官,尤其是人类,大约80%的环境信息都是通过眼睛获取。

人眼具有视场宽、分辨率高以及对光高度敏感的特点,这一切都源于半球形的视网膜和大量的视细胞——每平方厘米约1000万个。模仿这些特点来创造人工仿生眼是机器人领域的一个焦点,对于开发视觉假体装置具有重要意义。但是,视网膜的形状和构成使人工视网膜的制造颇具挑战性。

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想媲美人眼的功能,理论上,仿生眼的各种结构都要和人眼类似,尤其是半球形视网膜。在人眼中,这种半球形的结构可以有效补偿成像差异,从而降低成像的复杂性。因此,要想开发优秀的仿生眼,必须先要有优秀的人工视网膜。

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日前,香港科技大学顾磊磊、范智勇等人在国际顶尖学术期刊Nature杂志发表了题为:A biomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire array retina(具有半球形钙钛矿纳米线阵列视网膜的仿生眼)的研究论文,该论文提出了一种创新的凹半球「视网膜」,迅速引来了多家媒体的报道。

这种视网膜由模仿人类视网膜中感光细胞的纳米级光电传感器阵列组成。为了制造高分辨率人工视网膜,范智勇教授及同事展示新设计:一种半球形的氧化铝上包含了紧密排布的钙钛矿光敏纳米传感器,模仿人眼的视网膜,同时,还使用由液态金属制成的传导线将人工视网膜上的光血信号传导出来。

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由于纳米传感器直接被集成在曲面上,这让它们可以实现更紧密的排列。得益于此,人工视网膜上的纳米传感器密度高达4.6×10^8cm^2,远高于人类视网膜上感光细胞的密度。这种人造视网膜在某些指标上与人眼类似或比人眼更强大。

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但是,要将这种人工视网膜应用于市场,还需要解决一些问题,首先就是,这种纳米光电传感器的光检测区域只有2mm,其次,寿命也是一个问题,在使用9小时后,人造眼的性能并没有出现明显的下降,但其他电化学装置的性能却随时间推移而逐渐下降。还有就是这种人工视网膜的制造成本较高,所以并不适合大规模使用。

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人造眼究竟何时可以替代人眼?就让我们一起来期待吧!

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