Jest okrągłe, ma tęczówkę i soczewkę oraz półkulistą siatkówkę wykonaną z nanodrutów o dużej gęstości – tak wygląda sztuczne oko, które w niektórych parametrach przewyższa ludzki narząd wzroku
Pomysł wziął się z filmowych megahitów. „Oglądając seriale science fiction, takie jak 'Star Trek’ i 'Ja, Robot’, zastanawiałem się nad stworzeniem oka do zastosowania zarówno w robotach humanoidalnych, jak i dla osób z problemami wzroku” – mówi prof. Zhiyong Fan, profesor elektroniki i inżynierii komputerowej Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (HKUST), który współpracował w tym zadaniu z Amerykanami.
Prof. Fan od dziecka ogląda filmy science fiction, aby dać się zaskoczyć, odświeżyć myśli, znaleźć inspirację. I tak się stało.
Jego szalony pomysł, realizowany od 2012 roku właśnie się zmaterializował. Powstało sztuczne oko, w niektórych parametrach lepsze, niż ludzkie. Na przykład szybciej, niż ludzkie oko, reaguje na zmiany natężenia światła. Biomimetyczny [naśladujący przyrodę – przyp. red] prototyp ma 30 razy więcej czujników na sztucznej siatkówce niż ludzkie oko.
Przełom w siatkówce
„To elektrochemiczne oko z siatkówką wykonaną z szeregu nanodrutów o dużej gęstości, naśladujących fotoreceptory na ludzkiej siatkówce. Konstrukcja urządzenia jest podobna strukturalnie do ludzkiego oka i może osiągnąć wysoką rozdzielczość obrazowania” – piszą naukowcy z HKUST oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Narodowego Laboratorium Lawrence w Berkeley.
To właśnie siatkówka może być przełomowa w rozwoju sztucznych odpowiedników ludzkich oczu. Ma podstawę wykonaną z tlenku glinu usianą porami, z których każdy zawiera fotoczujnik. Z tyłu siatkówki osadzono cienkie elastyczne, łatwo topliwe druty zwane eutektycznymi, wykonane ze stopu galu i indu, który został uszczelniony za pomocą miękkich gumowych rurek.
Siatkówka jest utrzymywana na miejscu przez polimerowe gniazdo, które pozwala na kontakt elektryczny między nanodrutami, pogrupowanymi w wiązkach po trzy lub cztery, a drutami z ciekłego metalu z tyłu. Nanodruty są ze sobą połączone i łączą się z komputerem, który przetwarza sygnały świetlne pochodzące z siatkówki. Dzięki temu tak skonstruowane oko „widzi” zakres natężeń światła zbliżonych do ludzkiego i ma podobną wrażliwość na światło.
Zmniejszyć nanowłókna
„Prawie rok zajęło nam dopracowanie naszych badań, powtórzenie eksperymentów i ponowne przesłanie nowego artykułu naukowego z dużo wzbogaconą treścią. Największym wyzwaniem było zmniejszenie nanowłókien. Zajęło nam to 10 miesięcy pracy dwadzieścia cztery godziny na dobę. Po licznych awariach i ogromnej presji, nasze wysiłki się opłaciły” – mówi jeden z członków zespołu, dr hab. Leilei Gu cytowany w komunikacie prasowym Uniwersytetu w Hongkongu.
Możliwości bionicznego oka naukowcy zaprezentowali w artykule opublikowanym przez czasopismo „Nature”.
Zespół uważa, że technologię superoka o wysokiej rozdzielczości obrazowania można użyć do integracji z robotami medycznymi w celu opieki nad pacjentami.