科大科学家研发出世界上第一只具有3D视网膜的球形人工眼

由香港科技大学(HKUST)科学家领导的国际团队最近开发出了世界上首款3D人工眼，其功能要优于现有的仿生眼，在某些情况下甚至超过了人眼，从而为人类带来了视觉类人机器人和视力障碍患者的新希望。

科学家们已经花费了数十年的时间来尝试复制生物眼睛的结构和清晰度，但是现有义肢所提供的视觉(主要是通过外部电缆连接的眼镜的形式)在2D平面图像传感器的分辨率下仍然很差。然而，由香港科技大学开发的电化学眼(EC-Eye)不仅首次复制了自然眼的结构，而且将来实际上可能比人眼提供更清晰的视力，并具有额外的功能，例如在黑暗中检测红外辐射。

突破性突破的关键特征是3D人工视网膜-由一系列纳米线光传感器组成，可模拟人类视网膜中的感光器。该团队由香港科技大学电子与计算机工程系的范志勇教授和顾雷雷博士共同开发，将纳米线光传感器连接到一束液态金属线，作为实验过程中人造半球形视网膜背后的神经，并成功复制了视觉信号传输，以将眼睛看到的内容反映到计算机屏幕上。

将来，那些纳米线光传感器可以直接连接到视力障碍患者的神经。与人眼不同的是，成束的视神经纤维(用于信号传输)需要通过毛孔穿过视网膜-从视网膜的正面到背面(从而在人类视觉中形成盲点)，然后才能到达大脑;现在，散布在整个人造视网膜上的光传感器可以通过背面各自的液态金属线来馈送信号，从而消除了盲点问题，因为它们不必穿过单个点。

除此之外，由于纳米线比人类视网膜中的感光体具有更高的密度，因此，如果将来与各个纳米线进行背接触，则人造视网膜可以接收比人类视网膜更多的光信号，并有可能获得更高的图像分辨率。通过使用不同的材料来提高传感器的灵敏度和光谱范围，人造眼还可以实现其他功能，例如夜视。

“我一直是科幻小说的忠实拥护者，我相信诸如星际旅行之类的故事中的许多技术将有一天成为现实。但是，无论图像分辨率，视角或用户友好程度如何，当前仿生的眼睛仍然无法与自然界中的对手匹敌。迫切需要一种解决这些问题的新技术，这给了我启动这个非常规项目的强大动力。”范教授说，他的团队已经工作了九年从构思开始就完成当前的研究。

该小组与加州大学伯克利分校就该项目进行了合作，他们的发现最近发表在了著名的自然科学杂志上。

范教授补充说：“下一步，我们计划进一步改善我们设备的性能，稳定性和生物相容性。对于假体的应用，我们期待与在视光学和眼科假体方面具有相关专业知识的医学研究专家合作。” 。

人造眼的工作原理涉及一种从太阳能电池类型中采用的电化学过程。原则上，人造视网膜上的每个光电传感器都可以用作纳米级太阳能电池。经过进一步的修改，EC-Eye可以成为自供电的图像传感器，因此在用于眼科假体时不需要外部电源或电路，与当前技术相比，它更加人性化。

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