贾浩楠 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

「科学为人类带来光明」,这句话已经不再是一个比喻了

5月20日,Nature发布了一项香港科技大学和UC伯克利的联合研究成果:采用仿生半球形视网膜结构的电子仿生眼 EC-EYE

EC-EYE的外观和内部都和人眼高度相似,同样具有透镜(晶状体)、离子液(玻璃体)、感光阵列(视网膜)、导线(视神经)等关键结构。

半球型人工视网膜是一个巨大的突破,在此之前,仿生眼研究只局限在模拟相机原理的平面成像,但其效果远不如人类本身的半球形视网膜。

Nature评价这项成果:「突破了以往模仿相机或昆虫复眼的类似研究, 在医学和其他领域真正实现了可行性」,也许在未来的十几年这项技术就可以走进人们日常生活中。

@AnsonB@SEO@EC-EYE整体结构

EC-EYE与人类的眼球结构毫无二致,由透镜(晶状体)、离子液(玻璃体)、感光阵列(视网膜)、导线(视神经)组成。

镜片与人工虹膜(光圈)结合在前部。后面的人工视网膜与前面的半球形外壳结合在一起,形成一个球形腔体(即 “眼球”)。

前半球形外壳由内衬钨丝的铝膜制成。腔内充满了一种模拟玻璃体的离子液体,这种液体是填充透镜和视网膜之间的凝胶体。被用作视网膜上纳米光敏器的前端公共触点。

由液态金属(共晶镓-铟合金)制成细而有弹性的导线,密封在软橡胶管中,将纳米线光敏器的信号传输到外部电路进行信号处理,模仿连接人眼和大脑的神经纤维。

在液态金属线和纳米线之间有一层铟,可以优化两者之间的电接触。

人工视网膜由一个由硅聚合物制成的基座固定,以确保导线和纳米光敏点之间的正确对位。

EC-EYE和人眼之间的整体结构相似性使得它拥有100°的宽广视野。相比之下,静态人眼的垂直视场大约为130°。

关键创新:人工半球形视网膜

人类的球形视网膜结构自然地减少了穿过晶状体的光的散射,从而使焦距更加清晰。

这种结构还可以直接补偿来自于弯曲焦平面的像差,降低光学系统的复杂性。这是相机的平面成像结构无法比拟的优势。

模仿人类的眼睛对人工视觉系统十分重要。特别是对于类人机器人来说,其视觉系统除了具有优越的设备特性外,还应该与人的外观相似,以实现人机友好互动。

而科研人员一直无法找到合适的材料来模拟这种结构。

目前商业化的电荷耦合器件和互补金属氧化物半导体图像传感器,主要采用主流的平面微细加工工艺,成品只能是平面结构。

(责任编辑:88棋牌登陆)

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