再裝一個眼睛變楊戩如何？仿生眼給盲人和機器人朋友帶來福音

人眼是一種複雜的儀器，圖像通過球體前面的一個彎曲的透鏡進入，並通過其粘稠的玻璃體液體，然後到達感光視網膜，視網膜將信號傳遞給視神經，視神經將圖像傳送到大腦。

近十年來，科學家一直試圖複製這種結構。現在，一種新的人造眼睛成功地模仿了人眼的球形形狀。研究人員希望這項成果能帶來更清晰的機器人視覺和假肢裝置。

這項研究主要使用了鈣鈦礦材料，一種用於太陽能電池的導電和光敏材料，可以用來製造幾千分之一毫米長的極細納米線。來自於香港科學技術大學的研究者說，這些線模仿眼睛長而薄的感光細胞結構。項目的難點在於，如何在半球狀基底上製造出納米線陣列來形成這個半球狀視網膜？構建一個彎曲的視網膜是很重要的，因為光只有在通過彎曲的晶狀體後才會擊中它。威斯康星大學麥迪遜分校的科學家說：「當你試圖對某些東西成像時，鏡頭後形成的圖像實際上是彎曲的，」他審閱了這篇新論文，但沒有直接參與這項工作。「如果你有一個扁平的傳感器，那麼圖像就不能非常清晰地聚焦。」視網膜是彎曲的，但是電子光傳感器是剛性和扁平的。

為了解決這個問題，香港科學技術大學的研究者將軟鋁箔變形成半球形。然後他們用電化學方法處理這種金屬，將其轉化為一種叫做氧化鋁的絕緣體。這個過程也使這種材料布滿了納米級的孔隙。結果，研究人員得到了一個彎曲的半球體，這個半球體上有密集聚集的孔，他們可以在其中「生長」鈣鈦礦納米線。納米線的密度非常高，它實際上甚至比人類眼睛中感光細胞的密度還要高。

一旦有了彎曲的「視網膜」，科學家們就把它整合到了一個假眼中，這個假眼的前端有一個彎曲的晶狀體。受真實眼睛中這種特殊液體的啟發，研究小組用離子液體（一種帶電粒子可以在其中移動的液體鹽）填充仿生版。

其中一個非常重要的組成部分是填充了離子液體的腔體，一旦這些納米線產生電荷，電荷將與一些離子交換。這種電交換允許鈣鈦礦納米線執行檢測光的電化學功能，並將信號發送到外部圖像處理電子設備。

當研究小組測試人造眼睛時，它成功地在19毫秒內做出了反饋，這是人眼所需時間的一半。它產生的圖像對比度更高，邊緣更清晰，比由像素數相近的平面圖像傳感器生成的圖像更清晰。在某些方面，人造眼睛改善了自然視覺：它可以接收更大範圍的波長，而且沒有盲點。

生物醫學公司Second-Sight負責臨床和科學事務的副總裁傑西多恩（jessi Dorn）表示，這種假眼「真的很優雅，這是一件了不起的研究成果，但該成果的科學家並沒有談論它如何與人類視覺系統相連。」多恩致力於盲人治療設備，包括一種叫做Argus II的視網膜假體，並指出開發電子接口只是第一步。這樣的設備需要與人腦互動才能產生圖像。最大的挑戰之一是如何安全可靠地植入任何一種高解析度接口，然後與人類視覺系統協同工作。

另外因為失明有很多不同的類型，完美的眼睛未必能產生完美的視力。例如，嬰兒期和兒童期的大腦發育對處理視覺輸入至關重要，因此，一個天生失明的人可能永遠不會擁有在以後的生活中通過假眼看到東西所需的大腦線路。多恩注意到，接受Argus II植入物的都是成年人，他們是在成年後失去了視力。他們有不同程度的成功，一些人只獲得區分光和影的能力，而其他人則能處理形狀。從這個事例來看，想用這個假眼給盲人朋友帶來光明，還有很多難關需要突破，而難點的高峰，到最後就會發現，不是眼睛本身，而是複雜視覺系統大腦迴路的修復或線路的構建。儘管如此，人造眼睛可以立即應用於機器人視覺，它的應用前景是非常廣泛的。