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科學(xué)家們已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)十年的時(shí)間來(lái)嘗試復(fù)制生物眼睛的結(jié)構(gòu)和清晰度，但是現(xiàn)有義肢所提供的視覺(jué)（主要是通過(guò)眼鏡與外部電纜相連的形式）對(duì)于2D平面圖像傳感器的分辨率仍然很差。然而，由香港科技大學(xué)開發(fā)的電化學(xué)眼（EC-Eye）不僅首次復(fù)制了自然眼的結(jié)構(gòu)，而且將來(lái)實(shí)際上可能比人眼提供更清晰的視力，并具有額外的功能，例如在黑暗中檢測(cè)紅外輻射。

突破性突破的關(guān)鍵功能是3D人工視網(wǎng)膜-由一系列納米線光傳感器組成，可模擬人類視網(wǎng)膜中的感光器。該團(tuán)隊(duì)由香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的范志勇教授和顧雷雷博士共同開發(fā)，將納米線光傳感器連接到一束液態(tài)金屬線，作為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中人造半球形視網(wǎng)膜背后的神經(jīng)，并成功復(fù)制了視覺(jué)信號(hào)傳輸，以將眼睛看到的內(nèi)容反映到計(jì)算機(jī)屏幕上。

將來(lái)，那些納米線光傳感器可以直接連接到視力障礙患者的神經(jīng)。與人眼不同的是，成束的視神經(jīng)纖維（用于信號(hào)傳輸）需要通過(guò)毛孔穿過(guò)視網(wǎng)膜-從視網(wǎng)膜的正面到背面（從而在人類視覺(jué)中形成一個(gè)盲點(diǎn)），然后才能到達(dá)腦; 現(xiàn)在，散布在整個(gè)人造視網(wǎng)膜上的光傳感器可以通過(guò)背面各自的液態(tài)金屬線來(lái)饋送信號(hào)，從而消除了盲點(diǎn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儾槐卮┻^(guò)單個(gè)點(diǎn)。

除此之外，由于納米線比人類視網(wǎng)膜中的感光體具有更高的密度，因此，如果將來(lái)與單個(gè)納米線進(jìn)行背接觸，則人造視網(wǎng)膜可以接收比人類視網(wǎng)膜更多的光信號(hào)，并有可能獲得更高的圖像分辨率。通過(guò)使用不同的材料來(lái)提高傳感器的靈敏度和光譜范圍，人造眼還可以實(shí)現(xiàn)其他功能，例如夜視。

“我一直是科幻小說(shuō)的忠實(shí)擁護(hù)者，我相信諸如星際旅行之類的故事中的許多技術(shù)將有一天成為現(xiàn)實(shí)。但是，無(wú)論圖像分辨率，視角或用戶友好程度如何，當(dāng)前仿生的眼睛仍然無(wú)法與自然界中的對(duì)手匹敵。迫切需要一種解決這些問(wèn)題的新技術(shù)，這給了我啟動(dòng)這個(gè)非常規(guī)項(xiàng)目的強(qiáng)大動(dòng)力。”范教授說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)工作了九年從構(gòu)思開始就完成當(dāng)前的研究。

該小組與加州大學(xué)伯克利分校就此項(xiàng)目進(jìn)行了合作，他們的發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《自然》雜志上。

范教授補(bǔ)充說(shuō)：“下一步，我們計(jì)劃進(jìn)一步改善我們?cè)O(shè)備的性能，穩(wěn)定性和生物相容性。對(duì)于假體的應(yīng)用，我們期待與在視光學(xué)和眼科假體方面具有相關(guān)專業(yè)知識(shí)的醫(yī)學(xué)研究專家合作。” 。

人造眼的工作原理涉及一種從太陽(yáng)能電池類型中采用的電化學(xué)過(guò)程。原則上，人造視網(wǎng)膜上的每個(gè)光電傳感器都可以用作納米級(jí)太陽(yáng)能電池。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的修改，EC-Eye可以是自供電的圖像傳感器，因此在用于人工眼科手術(shù)時(shí)，不需要外部電源或電路，與當(dāng)前技術(shù)相比，它將更加人性化。