科幻小说中经常出现人工眼和仿生眼与人脑相连恢复盲人视力的机器人。科学家们花费了大量的精力来开发这种设备,但是要把人眼做成球形,尤其是半球形视网膜,一直是一个很大的挑战,严重阻碍了人工眼睛的实现。
仿生眼艺术呈现图 作者Yaying Xu 版权归属:Fantastic Color Animation Technol《仿生眼艺术展示图片版权所有:梦幻色彩动画技术》作者徐娅英
北京时间2020年5月20日下午23: 00,香港科技大学电子与计算机工程系樊志勇教授在《自然》杂志网上发表了一篇题为《具有半球形钙钛矿纳米线阵列视网膜的仿生眼睛》的论文,宣布世界上第一只基于钙钛矿纳米线阵列半球形视网膜的仿生人眼研制成功。这种仿生眼睛有可能实现高图像分辨率,并有望用于机器人和科学仪器。人眼具有广视野、高分辨率、低像差、高灵敏度等特殊的图像传感特性。具有这一特性的仿生眼睛非常理想,特别是在机器人和视觉假体技术方面。然而,生物眼睛的球形特征,尤其是其核心部件视网膜,对仿生眼睛的制造提出了巨大的挑战。
人类视觉系统和人工眼的对比|来源: et al.人类视觉系统与假眼的比较|来源:等。
现在,香港科技大学的范志勇和他的同事提出了一种半球形视网膜的电化学眼睛,它是由一组高密度纳米线组成,模仿人类视网膜上的光感受器(钙钛矿是一种潜在的太阳能电池材料)。樊志勇教授:“这项工作的核心突破点是用纳米线仿生人眼视杆细胞,然后在半球形多孔透明绝缘模板中组装高密度纳米线阵列来仿生人类视网膜。”
他们的研究表明,这种设备可以通过重建人工眼睛观察到的图片(字母“E”、“I”和“Y”)来“看到”物体。但研究人员表示,这是一个概念验证装置,目前仿生眼分辨率不高。然而,他们认为新的设计有望获得比人眼更高的分辨率,因为纳米线密度有可能增加到人眼受体的10倍以上。
樊志勇教授课题组的视网膜仿生眼是近几十年来仿生眼领域的重大突破。我相信,未来10年,我们应该能够看到这些仿生眼睛在我们生活中的实际应用。"
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