假肢都已經(jīng)產(chǎn)生了觸覺(jué),對(duì)面的仿生眼怎么樣了?
多年之后終于知道,單眼蛇的那只假眼就是一個(gè)玻璃球,除了裝飾之外沒(méi)有任何作用,甚至都稱不上是仿生眼。而不僅僅是假眼,在科技尚不發(fā)達(dá)的過(guò)去,多數(shù)假體的作用僅僅在于對(duì)人的肢體補(bǔ)充完整,使其看起來(lái)像一個(gè)常人。
今天,人們已經(jīng)不滿足于義肢、義眼的補(bǔ)缺作用,而想要將其變得更加貼近真實(shí)的人體。比如在義肢在接入了神經(jīng)之后,可以擁有感覺(jué),從而更加方便殘疾人的生活。這無(wú)疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步,它意味著義肢、假體之類可能正真正成為人的身體的一部分。
內(nèi)外結(jié)合:仿生眼初步探索
人之所以能夠看到東西,是視網(wǎng)膜把集中在其上的光線轉(zhuǎn)換成電波,然后視覺(jué)神經(jīng)將這些電波發(fā)送到大腦。大腦經(jīng)過(guò)解析,就轉(zhuǎn)為了我們所看到的影像。一般來(lái)說(shuō),人們失明是由于視網(wǎng)膜遭到破壞,但視覺(jué)神經(jīng)仍然健全。這也就為仿生眼的研究提供了可能。
一個(gè)是視網(wǎng)膜植入物,通過(guò)手術(shù)將一個(gè)視網(wǎng)膜假體植入于眼球上,包括信號(hào)接收器、電子接收盒和電極陣列;另一個(gè)則是體外的穿戴設(shè)備,包括一副眼鏡、一個(gè)攝像頭和視頻處理器。視頻處理器將攝像頭捕捉到的視頻圖像進(jìn)行信號(hào)處理,發(fā)送給內(nèi)置的信號(hào)接收器,然后由電極陣列模擬視網(wǎng)膜神經(jīng),傳遞給大腦信號(hào)。這樣盲人就可以看到圖像。
利用外置設(shè)備和內(nèi)置視網(wǎng)膜假體結(jié)合的仿生眼研究有很多,比如德國(guó)Retina Implant公司研制的電池動(dòng)力仿生眼、澳大利亞莫納什大學(xué)研發(fā)的直接在大腦視覺(jué)處理區(qū)域植入可以產(chǎn)生500個(gè)發(fā)光點(diǎn)的小塊等。
為什么不能像人一樣,直接作用于眼球呢?
最理想的情況,自然是制造一個(gè)放生眼球,往眼眶里一裝,人的視力就恢復(fù)如初。只不過(guò)相較于利用外部設(shè)備轉(zhuǎn)換信號(hào)傳遞給視覺(jué)神經(jīng),對(duì)眼球感光的模仿自然難度更高。
但最近明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員在仿生眼球上取得的新突破或許會(huì)形成對(duì)外置仿生眼的有力抗衡。研究人員第一次實(shí)現(xiàn)了利用3D打印的方式在半球的表面打印一系列光感受器。其首先用銀粒子在半球玻璃體內(nèi)打印了一個(gè)底座,然后利用半導(dǎo)體聚合材料在底座上打印出了能將光轉(zhuǎn)換為電的光電二極管。經(jīng)過(guò)測(cè)試,這些電極管可以光轉(zhuǎn)電的效率可以達(dá)到25%。
而仿生眼球面臨的一個(gè)最大問(wèn)題就是,其要內(nèi)嵌到眼窩中,這就對(duì)制造玻璃體的材料提出了很高的要求。如果是用一般的玻璃材料,很大可能會(huì)引起患者的不適,甚至引起一些過(guò)敏反應(yīng)。也正由于此,明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員也致力于尋找柔軟的半球狀材料,以實(shí)現(xiàn)眼球植入的最終應(yīng)用。
仿生眼的短板:色彩、距離、成本
1. 色彩問(wèn)題。以Argus II為例。作為第一款在全球范圍內(nèi)銷售的產(chǎn)品,其雖然幫助患者重新看見(jiàn),但多數(shù)人表示僅僅能以黑白來(lái)區(qū)分事物,僅僅有少部分人表示其可以看到事物的真實(shí)顏色。也就是說(shuō),患者們看到的事物與正常人看到的是不一樣的,他們需要不斷地對(duì)大腦進(jìn)行訓(xùn)練,才能逐漸理解眼前的事物。雖然對(duì)患者來(lái)說(shuō),重見(jiàn)光明已經(jīng)是巨大的驚喜,但更好的視覺(jué)也應(yīng)該是不變的追求。
其實(shí)以現(xiàn)在的應(yīng)用效果來(lái)看,仿生眼之路也才剛剛開(kāi)始。我們相信隨著技術(shù)的發(fā)展,關(guān)于仿生眼的各種技術(shù)難點(diǎn)也會(huì)被逐個(gè)擊破。光明的世界終將屬于所有人,伴隨睜開(kāi)眼睛而來(lái)的再也不會(huì)是黑暗。
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