在所有感覺器官中,眼睛大概是動物王國中變化最多樣的。數百萬年的進化已經形成了10種以上的動物視力系統,每一種都要特別適應它們各自的需要。
人類的眼睛是典型的相機型眼,用一個單鏡頭(眼珠)將圖像聚焦到光敏感的視網膜上。
相機型眼的動物通過不同方式來調節其晶體,以看清不同距離的目標。雖然科學家早就知道相機型眼的每個部分的功能,但要製造一個功能全面的人造眼睛還有很長的路要走。
科學家正在向自然界中發現的另一種眼睛―――複眼進軍。
複眼是無脊椎動物中的甲殼類、昆蟲類和其他一些節肢動物頭的兩側各有1隻能感受物體的形狀、大小和顏色的視覺器官。
每1隻複眼是由少數(如蚊為50個)或多數(如天蛾27000多個)「小眼」組成的。每隻小眼呈長管狀,表面為透明的六角形角膜,內連視覺細胞和神經,小眼周圍有色素細胞。複眼中的小眼越多,越能辨別物像、顏色和人眼所不能見到的短光波。
蜘蛛是沒有複眼的,取而代之,它卻有很多眼睛,一般的蜘蛛有8個眼,但亦有6、4、2個眼睛的蜘蛛,個別屬種甚至沒有眼。
2006年6月,美國伯克利大學研製成世界上第一個模仿昆蟲眼睛的照相機鏡頭——「複眼」鏡頭,鏡頭由8500個六角微型透鏡膠合而成,使它的視場比傳統的廣角鏡頭更大。「複眼」鏡頭直徑為2.5毫米,現在的一個主要問題是,需要製作合適大小和形狀的電子矩陣變換電路。
在人造「眼」中玻璃微型透鏡塗覆有一層環氧樹脂半球面,其內部有微波纖維通過,由微波纖維代替昆蟲將光信號從每一隻複眼傳向大腦的神經纖維。製作波導管是研製任務是最獨特的部分,為此必須用紫外線照射整個鏡頭「毛坯」,以便使準確進入每隻複眼穿過波導管的光在透鏡中發生折射。
研製者表示,「複眼」照相機可以滿足研究生物或人造物體很難進入腔室的醫生和科學家的需要。
此外,美國國防高級研究計劃局研究人員也對「複眼」照相機表現出濃厚興趣,並同意贊助這項研究。