3

Китайские учёные создали искусственный глаз, сопоставимый по характеристикам с человеческим

25 мая 2020
Екатерина Никитина
25.05.2020
21440
2 минуты на чтение
Китайские учёные создали искусственный глаз, сопоставимый по характеристикам с человеческим

Человеческий глаз — чрезвычайно сложный и тонко настроенный механизм. Сделать его копию оказалось очень сложно, однако учёным из Гонконгского университета науки и технологии удалось подобраться к этому так близко, как до них не подбирался никто. Они создали искусственный глаз, который схож с человеческим по форме и размеру, а также по светочувствительности, ширине обзора и скорости реакции рецепторов. Статья об этом опубликована в Nature.

Передняя выпуклая часть глаза состоит из алюминия, там же находится линза, которая пропускает и фокусирует свет. Внешняя поверхность задней части сделана из полимера, а на внутренней находится искусственная сетчатка. Сетчатка представляет собой мембрану, в которую встроены нанонити, имитирующие фоторецепторные клетки, — они улавливают фотоны и передают сигналы по проводам на внешнее вычислительное устройство. Пространство внутри, между линзой и сетчаткой, заполнено жидкостью, похожей на стекловидное тело (прозрачное гелеобразное вещество, составляющее две трети объема глазного яблока). Эта жидкость обеспечивает электрохимическую активность нанонитей.

Работает всё примерно так же, как и обычный человеческий глаз: свет проходит сквозь линзу (хрусталик) и специальную жидкость (стекловидное тело), фокусируется, затем фоторецепторные клетки (нанонити) улавливают фотоны и по нервным волокнам (проводам) передают сигнал вычислительному устройству (мозгу), который формирует итоговую картинку.

Китайские учёные создали искусственный глаз, сопоставимый по характеристикам с человеческим 1

Конечно, китайские учёные не первыми додумались до того, чтобы повторить структуру глаза. Однако у них получилось устройство, которое по характеристикам значительно превосходит аналоги.

Во-первых, его датчики улавливают свет широкого диапазона интенсивности. Даже если подавать свет самой низкой интенсивности, они будут регистрировать 86 фотонов в секунду — это сопоставимо с возможностями человеческого глаза. Такой чувствительностью устройство обязано перовскиту, из которого изготовлены нанонити. Этот минерал используют для создания солнечных батарей.

Во-вторых, скорость реакции датчиков очень высока. Они способны генерировать ток в ответ на возбуждение с задержкой в 19,2 миллисекунды, а на восстановление — возвращение к неактивному состоянию — уходит лишь 23,9 миллисекунды. Это чрезвычайно важный параметр, поскольку характеризует то, насколько быстро искусственный глаз может воспринимать и передавать информацию о световых сигналах. У фоторецепторов в человеческом глазе время ответа на возбуждение и восстановление колеблется в пределах от 40 до 150 миллисекунд.

В-третьих, на полусферической искусственной сетчатке поместилось гораздо больше датчиков, чем на плоской или слегка искривлённой поверхности. В результате значительно повысилась разрешающая способность устройства. И наконец, угол обзора искусственного глаза благодаря его конструкции достигает 100 градусов (у человека поле зрения одного глаза составляет около 130 градусов).

Впрочем, несмотря на все плюсы, устройство далеко от идеала. К примеру, оставляет желать лучшего качество картинки — она получается размытая, размером 10х10 пикселей. Кроме того, инженерам предстоит каким-то образом уменьшить размеры проводов, по которым от нанонитей поступает информация, и выяснить, сколько времени устройство может функционировать без потери производительности. Сейчас известно лишь то, что за девять часов беспрерывной работы ее качество не пострадало.

Разработка китайских учёных пока не способна взорвать рынок робототехники или глазных протезов — хотя бы потому, что изготовление даже одного такого глаза требует огромного количества денег. Однако она показала, насколько использование перовскита и полусферической сетчатки улучшает характеристики подобных устройств.

Оставляя комментарии на сайте «Мира фантастики», я подтверждаю, что согласен с пользовательским соглашением Сайта.

Статьи

1
0
45513
«Жихарь — это я». Вспоминаем Михаила Успенского

Фантаст и сатирик, которого прославила трилогия весёлого славянского фэнтези о богатыре Жихаре, но который написал намного больше разного.

Читаем книгу Марлус Морсхёйс «Тени Радовара»
0
55538
Читаем книгу Марлус Морсхёйс «Тени Радовара»

Фантастическая антиутопия за авторством нидерландской писательницы.

Денис Приёмышев «Сказки на долгую ночь» (первая часть)
0
146946
Денис Приёмышев «Сказки на долгую ночь» (первая часть)

Близится зима, а без сказки эту холодную тёмную пору никак не прожить. И Мелли отправляется в путь в поисках того, кто поведает ей эту сказку… Поведает не по своей воле.

Охота на сокровища астероидов: золотая лихорадка будущего 9
0
113978
Охота на сокровища астероидов: золотая лихорадка будущего

Астероиды — бесполезные каменюки? Как бы не так! Ресурсы одного только астероида Психея оценивают в 10 квинтиллионов долларов, — в сто тысяч раз больше всемирного ВВП!

Свежие и оригинальные книги в жанре альтернативной истории 6
0
125160
Недавняя фантастика в жанре альтернативной истории

. Здесь и эпохальное произведение Робинсона, и «Сталкер» от мира тёмного фэнтези, и гимн сюрреализму Чайны Мьевиля, и мифологический парафраз «Войны миров».

Чарльз Стросс «Аччелерандо»: мир победившей сингулярности
0
128359
Чарльз Стросс «Аччелерандо»: мир победившей сингулярности

Относительно оптимистичная научная фантастика для технарей.

Комикс: самый-самый последний джедай
0
164424
Комикс: самый-самый последний джедай

«Ибо двенадцать более сильное число, чем девять!».

Видео: интервью с писателем-фантастом Аластером Рейнольдсом
0
398697
Видео: интервью с писателем-фантастом Аластером Рейнольдсом

Редакторы «Мира фантастики» и писательница Наталия Осояну беседуют со знаменитым автором космооперы «Пространство Откровения» и цикла «Мстительница».

Спецпроекты

Top.Mail.Ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: