Ученые создали суперглаз с 3D-сетчаткой

Команда ученых со всего мира под руководством сотрудников Гонконгского университета науки и технологии создала первый в мире искусственный 3D-глаз. Функционал нового прибора потрясает воображение: новое изобретение превосходит по возможностям все современные бионические глаза, а что самое важное, искусственный глаз более эффективен, чем обычный человеческий. Благодаря этому изобретению у роботов появится зрение, а те, кто имеет серьезные проблемы со зрением, получают шанс вновь стать зрячими.

Ученые тратят немало сил на то, чтобы разработать функциональный искусственный глаз, но до нынешнего момента успехи были весьма скромными: протезы глаз могли обеспечить только плоское изображение, имели форму очков с проводными креплениями.

Новый электрохимический глаз имеет сферическую форму, но самое главное, превосходит по возможностям обычный человеческий глаз. Среди преимуществ EC-Eye – четкая объемная картинка и способность обнаруживать в темноте инфракрасное излучение.

Такого невероятного эффекта позволяет добиться искусственная сетчатка 3D. Она полностью имитирует фоторецепторы сетчатки глаза. В структуре нового искусственного органа зрения – большое количество крошечных проволочных датчиков света. Авторы разработки – профессор Фан Чжиюн и доктор Гу Лейлей. Этой паре ученых из отдела электронной и компьютерной инженерии удалось подключить датчики света из нанопроволоки к пучку жидкометаллических проводов. Прибор успешно заработал – глаз смог обеспечить передачу визуального сигнала на экран компьютера.

Планируется подключить эти датчики света к нервам слабовидящих пациентов. Для передачи зрительного сигнала в мозг пучки волокон зрительного нерва проходят через сетчатку через поры – от передней стороны сетчатки к задней стороне. Таким образом образуется слепое пятно. Новые датчики света рассеиваются по З-D сетчатке, благодаря этому они способны передавать сигналы через собственный жидкометаллический провод, расположенный позади них. Это решает проблему слепых зон – им не нужно проходить через одно пятно.

Искусственная сетчатка может получать больше световых сигналов, а значит, давать более четкую картинку. Этого помогает достичь более высокая по сравнению с сетчаткой человека плотность проволоки. Для дополнительных функций можно использовать разные материалы, в том числе становится доступна функция ночного видения.

Профессор Фан признается, что на создание нового усовершенствованного глаза его вдохновила фантастика, действие которой разворачивается в космосе. Бионические глаза, по мнению ученого, хороши, но недостаточно. Они во многом проигрывают обычному человеческому глазу. У команды ушло девять лет на создание нового глаза, ученые тесно сотрудничали с Калифорнийским университетом в Беркли, результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature.

По словам изобретателей «следующий этап – повышение производительности, работа над совместимостью устройства с живыми тканями, работа над стабилизацией. Ученые планируют сотрудничать с экспертами в медицинской области, для того, чтобы из искусственного глаза можно было сделать настоящий глазной протез».

В основе работы искусственного глаза лежит электрохимический процесс, который работает по типу солнечного элемента. При дальнейшем усовершенствовании EC-Eye сможет использоваться как датчик изображения с автономным питанием. Глазной протез с автономным питанием гораздо более удобен для пользователя по сравнению с нынешним протезом.

Источник:

Материалы предоставлены Гонконгским университетом науки и технологии. В материал могут быть внесены стилистические правки, а также корректировки относительно длины публикации.

Биомиметический глаз с полусферической перовскитовой нанопроволочной сетчаткой. Авторы: Leilei Gu,Swapnadeep Poddar, Yuanjing Lin, Zhenghao Long, Daquan Zhang, Qianpeng Zhang, Lei Shu, Xiao Qiu, Matthew Kam, Ali Javey, Zhiyong Fan.

Фото {istockphoto.com}