科幻小說中經(jīng)常出現(xiàn)擁有人工眼的機(jī)器人，以及與人類大腦相連接以恢復(fù)盲人視力的仿生眼?？茖W(xué)家已經(jīng)花了很多精力來開發(fā)這種設(shè)備，但是制造人類眼晴的球形形狀一一尤其是半球形視網(wǎng)膜一直是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重阻礙了人造眼實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程。
仿生眼藝術(shù)呈現(xiàn)圖 作者Yaying Xu
版權(quán)歸屬：Fantastic Color Animation Technology Co., Ltd
北京時(shí)間2020年5月20日晚23時(shí)，香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系范智勇教授課題組在Nature雜志在線發(fā)表論文，題為《具有半球形鈣鈦礦納米線陣列視網(wǎng)膜的仿生眼》：A biomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire array retina，宣布研制成功世界首個(gè)基于鈣鈦礦納米線陣列半球狀視網(wǎng)膜的仿生人眼。該仿生眼有可能實(shí)現(xiàn)高水平的圖像分辨率，有望應(yīng)用于機(jī)器人和科學(xué)儀器中。
人眼具有極廣的視野、高分辨率、低像差和高靈敏度等特殊的圖像感應(yīng)特性。而具有這種特性的仿生眼睛是非常理想的，特別是在機(jī)器人和視覺假體技術(shù)中。但是，生物眼睛的球形特性，尤其是其核心部件視網(wǎng)膜，對(duì)仿生眼睛的制造提出了巨大的挑戰(zhàn)。
人類視覺系統(tǒng)和人工眼的對(duì)比|來源: et al.
現(xiàn)在，中國香港科技大學(xué)的范智勇及同事提出了一種具有半球形視網(wǎng)膜的電化學(xué)眼，該眼球由一組高密度的納米線組成，模仿了人類視網(wǎng)膜上的光感受器（鈣鈦礦是一種頗具潛力的太陽能電池材料）。
范智勇教授：“這項(xiàng)工作的核心突破點(diǎn)是以納米線仿生人眼視桿細(xì)胞，然后把高密度納米線陣列組裝在半球形的多孔透明絕緣模板來仿生人類視網(wǎng)膜。”
他們的研究表明，這種裝置可以通過重構(gòu)人工眼觀察到的圖片（字母“E”“I”和“Y”）“看見”對(duì)象。不過，研究人員表示，這是一種概念驗(yàn)證裝置，目前仿生眼分辨率不高。但是，他們認(rèn)為該新設(shè)計(jì)有望實(shí)現(xiàn)比人眼更高的分辨率，因?yàn)閷⒓{米線密度提高到人眼光感受器的10倍以上有可能實(shí)現(xiàn)。
范智勇教授課題組的視網(wǎng)膜仿生眼是過去幾十年來仿生眼領(lǐng)域的重大突破。相信在未來 10 年內(nèi)，我們應(yīng)該能看到這些仿生眼在生活中的實(shí)際應(yīng)用。”
來源：Nature自然科研、中國微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)
文章排版：深圳視普泰驗(yàn)光師培訓(xùn)學(xué)校
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