蛾眼仿生技术 快手1元1w粉涨粉丝1元1000个粉丝

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最新发表在《自然》上的一项研究报道称，像人类视网膜一样灵敏的仿生眼可以使数以百万计的人有机会重见光明蛾眼仿生技术，并且将在短短5年内面世。

这其实是由香港和美国研究人员制造的一个特殊设备，被称为EC-EYE（EyeroChemical EYE）。该研究的突破性成果于5月20日发表在《自然》（Nature）杂志上，题为“A biomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire array retina”，由香港科技大学顾磊磊（Leilei Gu）、范智勇等人发表。

世界上第一个3D人工眼球，将比真正的人眼具有更清晰的视力。人造眼球通过各种微型传感器来创建图像，这些微型传感器模拟了人类眼球的光检测感光细胞。

而传感器被包装成铝膜和钨膜，形成一个直径超过2㎝的半球形，模仿人类视网膜。

EC-EYE让人想起1968年的科幻电影《2001：太空漫游》中险恶的超级计算机HAL。

香港科技大学范智勇教授表示，目前正在计划进行动物和临床试验。“它可以用于视觉假体，以帮助盲人或视力障碍者。它可以作为仿生眼使用。”据估计，全世界盲人有2.85亿。

他补充说，独特的设计具有提供比人眼更好的分辨率视觉的潜力：他们将会把设备的纳米传感器的密度，提高到真实人眼中感光器密度的10倍以上。

动物和临床试验也正在计划中。范志勇教授称：“我们希望在生物相容性、稳定性和性能方面进一步改善我们的设备。”“我认为，如果一切都按计划进行，那么也许在5年内该技术将变得实用。”

在不久的将来，该设备可能还会更早地在类人机器人中找到应用——专家认为，其能力将很快超越人类。我们可以花几年的时间来进一步提高响应速度和稳定性。然后它很快可以用于某些类人机器人。”

范教授解释说，人眼的光学布局比照相机中的平面图像传感器更为巧妙。

其独特的圆顶形视网膜减少了穿过“镜头”的光的扩散，从而增强了聚焦效果。

到目前为止，制作复制这些更自然特征的合成版本是不可能的。但范教授及其同事通过开发用作视网膜的高密度光电传感器阵列，则挑战了新的“不可能”。

这些传感器阵列，直接形成在氧化铝（一种几乎与钻石一样坚硬的化学物质）的孔内部。

（图：EC-EYE的总体结构）

由密封在软橡胶管中的液态金属（共晶镓-铟合金）制成的细而柔软的电线，将信号传输到外部电路以进行处理，这正是模仿了神经神经纤维。

“视网膜”通过硅酮聚合物制成的插座固定在适当的位置，而液态金属线和纳米线之间的铟层可以改善两者之间的电接触。带有模拟虹膜的镜头放在该设备的前端，使它看起来像眼球。

背侧的视网膜和前端的半球形壳体结合起来，形成球形电离室（即“眼球”），前侧的半球形壳体由铝和钨膜制成。

而仿生眼的内腔充满了离子液体，该离子液体可反映出真人的玻璃体液（晶状体和视网膜之间的凝胶），用于纳米线的电化学操作。

（图：EC-EYE的结构细节）

总体结构相似性提供了100°的宽视野。静态的人眼可以控制高达160°的角度，目前他们正在追赶新的目标水平。

“人眼视野开阔，分辨率高，对光非常敏感……这要归功于视网膜的圆顶形状和大量的感光细胞——每平方厘米约1000万个。”

“重现模仿这些特征的合成眼对于机器人技术领域和假肢视觉设备的开发非常重要。”

在实验中，人造眼睛在计算机屏幕上以低分辨率重建图像（字母“ E”、“ I”和“ Y”），从而“看见”了周围的一切。

不过蛾眼仿生技术，研究人员表示，这是一种概念验证装置，分辨率不高。这是因为原型仅包含100个像素，每个像素具有三根纳米线。研究人员计划扩大规模。

同时，他们认为该设计有望实现比人眼更高的分辨率，因为将纳米线密度提高到人眼光感受器的10倍以上有可能实现。

除了制造技术上的问题，使用寿命，以及如何安全地让感光设备与大脑交互产生图像，也将是接下来他们需要考虑的问题。

“我们的大脑通过眼睛获得了周围环境的80％以上的信息。”威斯康星大学麦迪逊分校的光学工程师Jianghongrui（未参与本研究）说：“而EC-EYE为模仿相机式人眼和类似昆虫的复眼而带来了许多突破。”

“真正使它从以前报道的设备中脱颖而出的是，其许多感官功能与其天然同类产品相比具有优势。”除了更高的视觉分辨率，从其他多个角度来看，人造眼都可以在人类的视觉的基础上改善和提升：它可以接收更大范围波长的光，也不存在所有脊椎动物都有的视觉盲点，甚至对光信号的响应速度可能也变得更快。

编译/前瞻经济学人APP资讯组