Ochiul artificial deschide calea pentru viziunea cyborgului

Cercetătorii au conceput un ochi artificial care imită structura ochiului uman, care are aplicații importante în robotică, măsurători științifice, precum și proteze asemănătoare ciborgilor care restabilesc vederea.

Dovada-de-concept, care a fost descrisă recent în revista Nature de o echipă condusă de Zhiyong Fan de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong, este la fel de sensibilă la lumină la omologul său natural. Mai mult, are chiar și un timp de reacție mai rapid decât cel real (de la 30 la 40 de milisecunde, mai degrabă decât de la 40 la 150 de milisecunde).

Ochiul uman nu este decât spectaculos – și o mare parte din ceea ce este capabil să facă se datorează retinei în formă de cupolă, o zonă din spatele globului ocular care este împrăștiată în celule care detectează lumina.

Există în jur de zece milioane de celule fotoreceptoare pe centimetru pătrat, permițând un câmp vizual larg și o rezoluție excelentă care nu a fost încă reprodusă de nicio tehnologie creată de om.

Mulți ani, oamenii de știință au căutat să reproducă aceste caracteristici în globii oculari sintetici. Cu toate acestea, astfel de eforturi s-au dovedit extrem de provocatoare datorită dificultăților inerente de a imita forma și compoziția retinei umane.

Fan și colegii săi au conceput o retină artificială emisferică, care măsoară doar doi centimetri în diametru și conține nanofire dens ambalate, sensibile la lumină, fabricate dintr-un perovskit – un material promițător care este foarte popular în fabricarea celulelor solare. Scopul acestor nanofire este de a imita fotoreceptorii ochiului uman.

Centrul gol al ochiului artificial este umplut cu un fluid conductiv, în timp ce ochiul uman este umplut cu un gel clar numit umor vitros.

Într-un experiment, ochiul artificial a fost conectat la un computer și a putut „vedea” reconstituind literele „E”, „I” și „Y”.

Cu toate acestea, aceasta este departe de capacitățile ochiului biologic. Matricea constă din doar 100 de pixeli, în care fiecare pixel corespunde a trei nanofire.

Totuși, aceasta este o dovadă a conceptului, iar Fan este încrezător că designul său poate fi scalat astfel încât ochiul artificial să poată obține o rezoluție din ce în ce mai mare decât ochiul uman. Potrivit lui Fan și colegilor săi, densitatea nanofirului poate fi îmbunătățită pentru a acoperi de zece ori numărul fotoreceptorilor din ochiul uman.

Fiecare nanofir ar putea funcționa teoretic ca o mică celulă solară, ceea ce înseamnă că ochii artificiali ar putea să nu necesite o sursă de energie externă, așa cum este nevoie în prezent de dispozitivul cercetătorilor.

Cercetătorii prevăd aplicații în măsurători științifice și robotică avansată. Dar, teoretic, ochiul artificial ar putea fi, de asemenea, conectat la un nerv optic, permițând creierului să proceseze informațiile primite de la dispozitiv așa cum ar fi cu un ochi real. Cu toate acestea, această perspectivă este la ani și ani distanță – dar perspectiva este încă incredibil de interesantă.