仿生眼可以恢复盲人的视力,并极大地提高机器人的视觉,但目前的视觉传感器离大自然设计的令人印象深刻的属性还有很长的路要走。现在研究人员发现了一种模仿的方法它的结构并制造出一种能够重现许多功能的人工眼睛。

眼睛设计如此强大的一个关键因素是它的形状,但这也是最难的一个因素模仿的东西。视网膜是位于眼睛后部的一层组织,承载着光感受器,它的凹面形状使得当光线穿过弯曲的晶状体时,它能够接收到比以前更多的光线如果它是平的。但事实证明,复制这种弯曲传感器阵列是困难的。

大多数以前的方法在折叠或移植之前,是否依赖于在平面上制造光敏传感器他们在弯曲的。这种方法的问题在于,它限制了光敏传感器的密度,因此也限制了仿生眼的分辨率,因为传感器之间需要留出空间,以便实现从平面到曲面的转换。

在一个上周发表的论文自然,尽管如此,香港科技大学的研究人员设计了一种方法,可以直接在hemispherical人工视网膜。这使他们能够创造出一种设备,可以模拟宽视野,响应性和分辨率人类的眼睛

顾的结构模仿和同事的人工眼睛肯定是令人印象深刻,但真正使它脱颖而出从之前报道的设备是许多公司的感官能力的比较,“江Hongrui写道,威斯康辛-麦迪逊大学的一名工程师,在一个视角自然

突破的关键是一种植入光传感器的巧妙方法进入一个圆顶状的人工视网膜该团队创造了一个氧化铝半球,上面布满了密密麻密的纳米级孔隙。然后他们用气相沉积的方法在这些由钙钛矿制成的小孔中生长纳米线,钙钛矿是一种用于太阳能电池的光敏化合物。

这些纳米线充当了人造的光感受器。当光线经过它们时,它们会传输电信号,这些电信号被连接在视网膜后部的液态金属线接收。研究人员用铝做了另一个半球,中间有一个透镜r在眼睛的前部起作用,用a填充眼睛和视网膜之间的空隙n一种离子液体,用来模拟构成人眼主体的水状液体。

研究人员随后将仿生眼连接到一台电脑上,并演示了它可以识别一系列字母。虽然人造眼睛无法达到人眼的130度视野,但它可以达到100度,这比平板传感器的70度有了很大的改进。

然而,在其他领域,这种方法有可能改善生物眼睛。研究人员发现,纳米线的光电探测器实际上反应更灵敏。它们在19.2毫秒内被激活,并恢复到可以在23.9毫秒内再次被激活的水平。R响应和恢复时间在人类光感受器的范围从40到150毫秒

人工视网膜中纳米线的密度也是超过10是人眼感光细胞的数倍这表明,这项技术最终可以实现远高于自然的分辨率。

目前最大的限制是将这些光传感器连接起来。液态金属连接现在比纳米线宽两个数量级,所以每个连接到许多光传感器,而且只能连接100根电线到视网膜的后面。这意味着,尽管光传感器密度很大,但人眼的分辨率只有100像素。

研究人员确实设计出一种方法,利用磁场将镍微针一次连接到3根纳米线上,但这个过程是复杂的人工操作,不可能扩大到人工视网膜中存在的数百万根纳米线。尽管如此,这个装置代表了一个很有前途的概念验证,它表明我们可能很快就能复制甚至更好地复制大自然最精致的设计之一。

鉴于这些进步,在未来十年内,人工和仿生眼睛在日常生活中的广泛应用似乎是可行的。”

图片来源:免费的照片Pixabay

我是一名自由科技作家,住在印度班加罗尔。我的主要兴趣领域是工程学、计算机和生物学,尤其关注这三者之间的交叉点。

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