RSS
ТЕХНОЛОГИИ НОВОСТИ

Новое искусственный глаз имитирует естественную кривую сетчатки

"Имитация природных глаз была мечтой для многих инженеров-оптиков"
Исследователи создали устройство, повторяющее форму сенсорной мембраны глаза.
Новое искусственный глаз имитирует естественную кривую сетчатки Фото: Scientific American
Человеческий глаз - это сложный инструмент: изображение попадают через изогнутую линзу на передней части сферы и проходят через ее густую стекловидную жидкость, прежде чем попадать на светочувствительную сетчатку, которая передает сигнал на зрительный нерв, переносит рисунок на мозг. Инженеры пытаются повторить эту структуру уже около десятилетия. Теперь новое искусственный глаз успешно имитирует сферическую форму природного инструмента. Исследователи надеются, что это достижение может привести к более резкому роботизированного зрения и протезирование устройств. Документ о разработке был опубликован в среду в "Nature", сообщает "Scientific American".
 
"Исследование построено на том, что перовскит, токопроводящий и светочувствительный материал, используемый в солнечных батареях, может быть использован для создания чрезвычайно тонких нанопроводов длиной несколько тысячных миллиметров. Эти провода имитирующих структуру длинных тонких фоторецепторных клеток глаз", - утверждает соавтор исследования Джийонг Фан инженер-электронщик и компьютер из университета науки и техники Гонконга. "Но сложность заключается в том, как мы можем сформировать массив нановирок в полусферической субстрате для формирования этой полусферической сетчатки?", - добавляет он. Построение изогнутой сетчатки важна, поскольку свет попадает на нее только после прохождения сквозь изогнутую линзу. "Когда вы пытаетесь что-то изобразить, изображение, которое образуется после линзы, на самом деле изогнутое", - говорит Гонгруй Цзян, инженер-электрик из Университета Висконсина - Мэдисон, который пересмотрел новый документ, но не был непосредственно причастен к работе. "Если у вас плоский датчик, изображение нельзя фокусировать очень резко. Сетчатка изогнутая, но электронные датчики света жесткие и плоские".
 
После того, как они получили свою изогнутую "сетчатку", ученые включили ее к искусственному глаза, содержащий изогнутую линзу впереди. Вдохновленная специализированной жидкостью настоящим глазом, команда заполнила свою биомиметические версию ионной жидкостью, типу жидкой соли, в которой могут двигаться заряженные частицы. "Один очень важный компонент внутри находится в полости, которую мы наполняли [ионными] жидкостями", - говорит Фан. "Как только эти нанопроводники генерируют заряды, заряд будет обменяться с некоторыми ионами." Этот электрический обмен позволяет перовскитовим нанопроводов выполнять электрохимическую функцию обнаружения света и передачи этого сигнала внешний электронике для обработки изображений.
 
Когда команда испытала искусственный глаз, ему удалось обработать световые узоры всего за 19 миллисекунд - половину времени, необходимого человеческому глазу. И он создавал изображения, имели больший контраст и четкие края, чем те, которые генерируются плоским датчиком изображения с одинаковым количеством пикселей. Некоторым образом искусственный глаз улучшило природный зрение: оно могло набрать больший диапазон длин волн и обходит слепое пятно.
 
Ученый надеется сотрудничать с медицинскими исследователями для создания протезных устройств на основе дизайна его команды. Однако это может потребовать значительно большее развитие. Искусственный глаз "действительно элегантное, это выглядит как удивительная работа", - говорит Джесси Дорн, вице-президент по клиническим и научным вопросам биомедицинской компании "Second Sight", которая не участвовала в исследованиях. "Но [авторы исследования] не говорят о том, как это могло быть связано со зрительной системой человека". Она работает над устройствами для лечения слепоты, включая протез сетчатки под названием "Argus II", и указывает, что разработка электронного интерфейса - только первый шаг. Такое устройство нужно будет взаимодействовать с человеческим мозгом для получения изображений. "Это одна из самых больших проблем: как безопасно и надежно имплантировать любой интерфейс высокого разрешения, а затем [работать] с визуальной системой человека".
 
Кроме того, существуют различные типы слепоты, и совершенные глаза не всегда могут создавать идеальное зрение. Например, развитие мозга в детстве и детстве имеет решающее значение для обработки визуальных данных, поэтому человек, рождается слепой, никогда не может иметь проводку мозга, которую нужно видеть через протезные глаза в дальнейшей жизни. Дорн отмечает, что реципиентами имплантата Аргуса II есть все взрослые, которые потеряли зрение значительно позже. И даже они имеют разный уровень успешности: одни только приобретают способность дифференцировать свет и тень, а другие могут обрабатывать фигуры. Тем не менее, она говорит, что любой визуальный связь с окружающей средой может привести к большей независимости и большей свободы движения. А протезы - не единственное ценное применение искусственных глаз: такие устройства могут иметь немедленное применение в робототехнических звезды.
 
"Имитация природных глаз была мечтой для многих инженеров-оптиков", - говорит Цзян, отмечая, что некоторые исследователи стремятся подражать глаза млекопитающим, а другие работают с родственными насекомыми. Поле наконец начинает иметь настоящие прорывы, добавляет он. "Я думаю, что примерно через 10 лет мы должны увидеть несколько ощутимых практических применений этих бионических глаз".
Подписывайтесь на iPress.ua в социальных сетях Twitter, Facebook и Google+. Будьте в курсе последних новостей. Если вы заметили ошибку, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить редакции
Расскажите друзьям!

Читайте новости на Украинском языке.

НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ
НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ

КОММЕНТАРИИ (0) +

Добавить комментарий

23 05 2020 14:51
МЕДИА
iPRESS советует