世界首個3D人工眼來了:結構驚嘆、視網膜媲美人類

2020-11-24 騰訊網

很多科學家一直都想設計出人工眼睛,而這個工作挑戰還是很大的,畢竟人眼的結構及其複雜。

據最新消息,香港科技大學(HKUST)科學家領導的國際團隊開發出了世界上首款3D人工眼,這款『電化學仿生眼』,首次複製了人眼的曲面結構,為視覺類人機器人和視力障礙患者帶來了新希望。

從眼球的結構和視覺形成過程來看,人造眼球最關鍵的技術就是視網膜。科學家們一直致力於創造出媲美人類的視網膜,實現真正的仿生視覺。

由於球形人眼的曲面太難模仿,目前在醫院使用的由平面集成電路晶片實現的人工眼睛只能模擬部分人類視網膜,以提供模糊的視覺效果。科學家們已經花費了數十年的時間來嘗試複製生物眼睛的結構和清晰度,但是現有義眼所提供的視覺(主要是通過外部電纜連接的眼鏡的形式)在2D平面圖像傳感器的解析度下仍然很差。

這款電化學眼最主要的突破,是創造了一個3D立體人造視網膜。這款人造視網膜上裝有大量納米線感光器,用來模擬人類視網膜中的感光細胞。

據悉,這種電化學眼,將來不但可以滿足視力受損者的需要,還可以應用於醫療機器人中,實現照顧病人等一系列的功能。

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    好消息是,由香港科技大學(HKUST)科學家領導的國際團隊開發出了世界上首款3D人工眼,這款『電化學仿生眼』,首次複製了人眼的曲面結構,為視覺類人機器人和視力障礙患者帶來了新希望。令人好奇的是,人造眼球真的能讓盲人像正常人一樣看清世界嗎?它又是怎樣工作的呢?這一切,還要從眼球的結構說起。
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    而隨著科技的進步,人工眼已經出現了,5月24日消息稱:香港科技大學設計出世界上第一個3D人工眼球,視力障礙者看到了希望。對於地球上的絕大部分生物來說,眼睛都是最重要的傳感器官,尤其是人類,大約80%的環境信息都是通過眼睛獲取。人眼具有視場寬、解析度高以及對光高度敏感的特點,這一切都源於半球形的視網膜和大量的視細胞——每平方釐米約1000萬個。
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    2020年,中國香港的研究人員表示,他們發明了世界上首個3D人工眼球。科研人員自信地表示這個3D人工眼球比人眼還要清晰。3D人工眼球的出現給無數的人帶來了希望,這一項新的科學技術可以幫助數百萬人重新看到光明。
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    北京時間2020年5月20日晚23時,香港科技大學電子與計算機工程系範智勇教授課題組在Nature雜誌在線發表論文,題為 「Abiomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire retina」,宣布研製成功世界首個基於鈣鈦礦納米線陣列半球狀視網膜的仿生人眼
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    由於這主要是一項安全性研究,納入的患者都為晚期的視網膜變性。因此,在低劑量的病毒滴度下(C1和C2),治療眼的視功能沒有明顯的改善。而所有患者治療眼的視力在術後3個月均恢復到基線水平。所有接受AAV8-coRPGR5×1011gp/ml中劑量治療的患者(C3.1, C3.2和C3.3)在手術後第1個月時視網膜敏感度有所提高,部分視野缺損得以逆轉,治療效果持續至隨訪的第6個月(圖1)。