Новый искусственный глаз может превзойти человеческий

#Наука и технологии

22 мая 2020

Высокотехнологичное устройство имеет поле зрения, аналогичное реальному человеческому глазу, а скорость реакции, большую по сравнению с человеческим, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature.

Это устройство, имитирующее 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 острого зрения, чем человеческие глаза.

«В будущем мы сможем использовать это устройство для улучшения протезов зрения и гуманоидной робототехники», - говорит инженер и материаловед Чжийонг Фан из Гонконгского университета науки и технологии.

Человеческий глаз обязан своим широким полем зрения и зрением высокого разрешения куполообразной сетчатке - области в задней части глазного яблока, покрытой детектирующими свет клетками. Фан и его коллеги использовали изогнутую мембрану из оксида алюминия, усеянную наноразмерными датчиками, изготовленными из светочувствительного материала, называемого перовскитом, чтобы имитировать эту архитектуру в своих синтетических глазных яблоках. Провода, прикрепленные к искусственной сетчатке, посылают показания с этих датчиков на внешние схемы для обработки, так же как нервные волокна передают сигналы от реального глазного яблока в мозг.

Искусственное глазное яблоко регистрирует изменения в освещении быстрее, чем человеческие глаза - в течение примерно 30-40 миллисекунд, а не 40-150 миллисекунд. Устройство может видеть при тусклом освещении, так же хорошо, как и человеческий глаз. Хотя его поле зрения в 100 градусов не такое широкое, как у человеческого глаза - 150 градусов, это лучше, чем 70 градусах у обычных плоских датчиков видения.

Теоретически этот синтетический глаз может воспринимать изображение гораздо более высокого разрешения, чем человеческий глаз, потому что искусственная сетчатка содержит около 460 миллионов световых сенсоров на квадратный сантиметр. Настоящая сетчатка имеет около 10 миллионов светочувствительных клеток на квадратный сантиметр. Но это потребует отдельных показаний от каждого датчика. В текущей конфигурации каждый провод, подключенный к синтетической сетчатке, имеет толщину около одного миллиметра - настолько большую, 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 Фана использовала магнитное поле для прикрепления небольшого количества металлических игл, каждая толщиной от 20 до 100 микрометров, к наносенсорам на синтетической сетчатке одна за другой. «Это похоже на хирургическую операцию», - говорит Фан.

Нынешний метод создания отдельных сверхмалых пикселей исследователями нецелесообразен, говорит Хонгруи Цзян - инженер-электрик из Университета Висконсин-Мэдисон, чей комментарий к исследованию появляется в том же выпуске Nature: Для нескольких сотен нанопроводов это сработает, но как насчет миллионов?» По его словам, инженерам понадобится гораздо более эффективный способ изготовления огромных массивов крошечных проводов на задней части искусственного глазного яблока, чтобы оно было эффективнее человеческого.

[

Анна Юдина

Фото: sciencenews.org

]

Анна Юдина
  • Комментарии
Загрузка комментариев...